接地履帶系統(tǒng)、履帶鏈的鏈節(jié)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及一種接地履帶系統(tǒng)，且尤其涉及一種用于這種履帶系統(tǒng)的鏈節(jié)，所述鏈節(jié)成形為適于延緩其中的齒槽形成。
【背景技術(shù)】
[0002]許多機(jī)器使用履帶作為接地推進(jìn)元件。這種履帶通常包括多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶接合元件，履帶可在操作期間形成圍繞旋轉(zhuǎn)元件運(yùn)動(dòng)的無(wú)限循環(huán)。這種履帶通常包括兩節(jié)連接在一起被螺栓固定在履帶板上的鏈節(jié)。因操作環(huán)境惡劣，因此對(duì)這種機(jī)器和其相關(guān)的履帶組件的要求非常多。機(jī)器履帶通常是堅(jiān)固的以便在運(yùn)行期間在顯著機(jī)械應(yīng)力、張力和磨損下仍能提供長(zhǎng)達(dá)數(shù)千小時(shí)的工作壽命。
[0003]機(jī)器履帶所經(jīng)歷的磨損現(xiàn)象通常是機(jī)器的使用，操作員經(jīng)驗(yàn)及工作環(huán)境中的地面條件和基材兩者造成的。基于這些因素，機(jī)器履帶的野外使用壽命可從數(shù)千小時(shí)變化到上萬(wàn)小時(shí)。因機(jī)器履帶部件較為昂貴，并且維修會(huì)增加額外的費(fèi)用和機(jī)器故障時(shí)間，因此工程師長(zhǎng)期以來(lái)一直在尋找減少和控制部件間磨損的策略。
[0004]授予Massieon等人的美國(guó)專利第3955855中已公開(kāi)了所述策略中的一個(gè)示例。Massieon等人公開(kāi)了一種具有履帶鏈節(jié)的履帶式機(jī)器，所述履帶鏈節(jié)具有與履帶支重輪接合的高耐磨材料接觸面。高耐磨材料可為以冶金方式接合到接觸面中的槽中的復(fù)合合金。Massieon等人似乎找到一種成功的策略，但仍存在改進(jìn)空間，特別是在材料選擇和可制造性的經(jīng)濟(jì)性方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一方面，用于機(jī)器的接地履帶系統(tǒng)包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶接合元件，及圍繞可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶接合元件延伸并具有第一履帶鏈和第二履帶鏈和與第一履帶鏈和第二履帶鏈聯(lián)接的多個(gè)履帶板的履帶。第一履帶鏈和第二履帶鏈中的每一個(gè)包括多個(gè)細(xì)長(zhǎng)鏈節(jié)，每個(gè)細(xì)長(zhǎng)鏈節(jié)具有內(nèi)側(cè)板和外側(cè)板并限定連通內(nèi)側(cè)板和外側(cè)板的第一履帶銷孔和第二履帶銷孔。細(xì)長(zhǎng)鏈節(jié)中的每一個(gè)還包括與多個(gè)履帶板中的一個(gè)接觸的平坦下表面和與可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶接合元件接觸的上軌道表面。上軌道表面由犧牲磨損材料制成，并具有凸形縱向輪廓，該凸形縱向輪廓構(gòu)造為因與可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶接合元件接觸而延緩上軌道表面中的齒槽形成。
[0006]另一方面，用于機(jī)器的接地履帶系統(tǒng)中的履帶鏈的鏈節(jié)包括具有內(nèi)側(cè)板和外側(cè)板并限定形成于第一鏈節(jié)體端中的第一履帶銷孔和形成于第二鏈節(jié)體端中的第二履帶銷孔的細(xì)長(zhǎng)鏈節(jié)體。第一履帶銷孔和第二履帶銷孔中的每一個(gè)連通內(nèi)側(cè)板和外側(cè)板，并配置為將履帶銷接納在其中以將履帶鏈中的細(xì)長(zhǎng)鏈節(jié)體連接到另一細(xì)長(zhǎng)鏈節(jié)體。細(xì)長(zhǎng)鏈節(jié)體還包括構(gòu)造為與被螺釘固定到細(xì)長(zhǎng)鏈節(jié)體的履帶板接觸的平坦下表面和構(gòu)造為與履帶系統(tǒng)中的可旋轉(zhuǎn)履帶接合元件接觸的上軌道表面。上軌道表面由犧牲磨損材料制成，并具有凸形縱向輪廓，該凸形縱向輪廓構(gòu)造為因與可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶接合元件接觸而延緩上軌道表面中的齒槽形成。
[0007]在又一個(gè)方面中，一種操作機(jī)器的接地履帶系統(tǒng)的方法包括使接地履帶系統(tǒng)的履帶圍繞多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶接合元件前進(jìn)。所述方法還包括移動(dòng)履帶的第一履帶鏈和第二履帶鏈中的鏈節(jié)以通過(guò)前進(jìn)使其與可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶接合元件中的一個(gè)接合，因此每個(gè)鏈節(jié)的上軌道表面都具有與可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶接合元件中的一個(gè)接觸的凸形縱向輪廓。所述方法還包括磨損去除鏈節(jié)的犧牲磨損材料，以非齒槽磨損模式形成上軌道表面。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例具有接地履帶系統(tǒng)的機(jī)器的側(cè)示圖；
[0009]圖2是圖1中所示的履帶系統(tǒng)的一部分的兩個(gè)剖面的部分剖面示圖；
[0010]圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的履帶鏈的鏈節(jié)的等距視圖；
[0011]圖4是圖3的鏈節(jié)的側(cè)示圖；及
[0012]圖5是圖3和圖4所示的與可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶接合元件接觸的鏈節(jié)的側(cè)示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參考圖1，示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括接地履帶系統(tǒng)的機(jī)器10。機(jī)器10顯示為一種履帶式拖拉機(jī)，但其可為例如履帶式傳動(dòng)裝載機(jī)、半履帶機(jī)器或其它多種機(jī)器中的任何一種。履帶系統(tǒng)14可為以傳統(tǒng)方式設(shè)置在機(jī)器10的機(jī)架12的兩相對(duì)側(cè)的兩個(gè)分離式履帶系統(tǒng)中的一個(gè)。履帶系統(tǒng)14還可包括與機(jī)器機(jī)架12連接的履帶支重輪機(jī)架13和多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶接合元件16、18和20。在一個(gè)實(shí)施例中，可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶接合元件16和18包括配置為在履帶系統(tǒng)14的操作過(guò)程中被動(dòng)旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)惰輪，而元件20包括配置為驅(qū)動(dòng)履帶系統(tǒng)14的鏈輪。履帶系統(tǒng)14還可包括配置為承受機(jī)器10的全部或絕大部分重量并安裝到履帶支重輪機(jī)架13的多個(gè)履帶支重輪23。
[0014]履帶系統(tǒng)14還包括圍繞可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶接合元件16、18和20中的每一個(gè)以及履帶支重輪23延伸的履帶22。元件16、18和20中的每一個(gè)分別限定旋轉(zhuǎn)軸17、19和21，所述旋轉(zhuǎn)軸如圖所示可為平行的布置為三角形。因此履帶22可限定圍繞元件16、18和20的具有大體為三角形形狀的行進(jìn)路徑。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解如圖1所示的實(shí)施例為“高驅(qū)”履帶系統(tǒng)，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不局限于此。根據(jù)以下說(shuō)明容易看出，履帶系統(tǒng)14可被獨(dú)特配置為解決與已知履帶系統(tǒng)相關(guān)的某些磨損問(wèn)題，從而增加履帶的使用壽命使其超過(guò)常規(guī)可達(dá)壽命。
[0015]履帶22可包括第一履帶鏈24、如圖1中從履帶鏈24看被遮擋的第二履帶鏈以及與第一履帶鏈24和遮擋的第二履帶鏈連接的多個(gè)履帶板26。履帶板26中的每一個(gè)按常規(guī)方式可包括一個(gè)或多個(gè)履帶齒片(未進(jìn)行編號(hào))。第一履帶鏈和第二履帶鏈中的每一者還可包括多個(gè)細(xì)長(zhǎng)鏈節(jié)30，每個(gè)細(xì)長(zhǎng)鏈節(jié)包括鏈節(jié)體33。根據(jù)情況，每一個(gè)鏈節(jié)體33可包括與履帶板26中的一個(gè)接觸的平坦下表面40和目前與元件16和18中的一個(gè)接觸或配置為通過(guò)操作期間履帶22的前進(jìn)而與其中所述元件中的一個(gè)接觸的上軌道表面42。上軌道表面42可如本文進(jìn)一步所述由犧牲磨損材料制成，并具有配置為因與可轉(zhuǎn)動(dòng)的履帶接合元件16和18或履帶支重輪23接觸而延緩上軌道表面42中齒槽形成的凸形縱向輪廓。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解鏈節(jié)30中的每一個(gè)的上軌道表面42共同形成其上騎有惰輪16和18及履帶支重輪23的兩條履帶鏈中的軌道。相反，驅(qū)動(dòng)鏈輪20可與鏈節(jié)30之間而非軌道上的履帶22接觸。
[0016]現(xiàn)參考圖2和圖3，第一履帶鏈24可通過(guò)多個(gè)履帶銷與第二履帶鏈124連接，其中一個(gè)履帶銷在如圖2通過(guò)參考編號(hào)標(biāo)號(hào)68顯示和識(shí)別。可轉(zhuǎn)動(dòng)的或固定的多個(gè)套管70可設(shè)置在多個(gè)履帶銷上。履帶22還可裝有與每一組套管和履帶銷相關(guān)聯(lián)的多個(gè)履帶密封件72和多個(gè)止推環(huán)74。圖2中應(yīng)當(dāng)注意的是，鏈節(jié)30和履帶鏈124中的配對(duì)鏈節(jié)130互為鏡像。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，考慮到鏡像關(guān)系，本說(shuō)明書(shū)涉及履帶鏈24或124中每一者的任何一個(gè)鏈節(jié)。在一些實(shí)施例中，要不是主鏈節(jié)，那么每一條履帶鏈中的每一個(gè)鏈節(jié)可以是相同的。
[0017]如圖2和3所示，鏈節(jié)體33可包括內(nèi)側(cè)板32和外側(cè)板34。鏈節(jié)體33還限定形成于第一鏈節(jié)體端44中的第一履帶銷孔和形成于第二鏈節(jié)體端46中的第二履帶銷孔。履帶銷孔36或38中的每一個(gè)連通內(nèi)側(cè)板32和外側(cè)板34。在實(shí)際實(shí)施策略中，第一履帶銷孔36可與履帶銷中的一個(gè)過(guò)盈配合，而第二履帶銷孔38可與套管中的一個(gè)過(guò)盈配合。如上所述，上軌道表面42和在履帶鏈124情況下的上軌道表面142可由犧牲磨損材料制成。在實(shí)際實(shí)施策略中，犧牲磨損材料包括例如可以通過(guò)感應(yīng)硬化或其他硬化方法形成的硬化材料60。每一個(gè)鏈節(jié)30和130還可包括未硬化材料62，并且第一履帶銷孔和第二履帶銷孔36和38可由未硬化材料62限定從而避免在形成上述過(guò)盈配合的過(guò)程中遇到困難。然而本發(fā)明并不局限于任何特殊材料，材料硬度或?yàn)榇瞬捎玫穆膸ЫM件策略。例如，除了利用整體或部分過(guò)盈配合，可使用另一種銷固定策略將履帶銷的末端連接到履帶鏈節(jié)。如上所述，套管可在履帶銷上自由旋轉(zhuǎn)。
[0018]可以設(shè)想的是，多種履帶鏈節(jié)設(shè)計(jì)均包含在本發(fā)明的范圍中。在一個(gè)實(shí)際實(shí)施策略中，鏈節(jié)30和130可為S形，然而在其它實(shí)施例中其可為直線型。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟知S形鏈節(jié)和直線鏈節(jié)之間的區(qū)別。在如圖所示的S形鏈節(jié)中，孔36和38相互橫向偏置，換而言之，孔36和38在內(nèi)側(cè)至外側(cè)方向上未對(duì)齊。從上俯瞰時(shí)，上軌道表面42還具有大體為S形的幾何結(jié)構(gòu)，因此上軌道表面42的中部58在第一端部54和與第一端部54橫向偏置的第二端部56之間延伸。鏈節(jié)30還限定連通內(nèi)側(cè)板32和外側(cè)板34的第一窗48和第二窗50。第一螺栓孔52和第二螺栓孔53從下表面40向內(nèi)延伸并分別貫穿第一窗48和第二窗50。履帶系統(tǒng)14還包括被接納在鏈節(jié)30的螺栓孔52和53內(nèi)并將履帶板50中的一個(gè)附接到相應(yīng)鏈節(jié)30上的螺栓64。螺母66可位于窗48和50內(nèi)并與螺栓66接合。
[0019]現(xiàn)再參考圖4，示出了標(biāo)識(shí)額外幾何屬性特征的鏈節(jié)30的側(cè)視圖。如上所述，上軌道表面42可形成為具有中部58以及第一端部和第二端部54和56。在第一鏈節(jié)體端和第二鏈節(jié)體端44和46之間延伸的上軌道表面42的凸形縱向輪廓在圖4中是顯而易見(jiàn)的。在所示實(shí)施例中，凸形縱向輪廓由中部58形成，第一端部54和第二端部56中的每一者均為平坦的并形成與由中部58形成的凸形縱向輪廓平滑過(guò)渡的平直縱向輪廓。第一端部和第二端部54和56可位于公共面內(nèi)，并與下表面40平行。圖4中的鏈節(jié)體33的側(cè)視圖示出了外側(cè)板34。上軌道表面42可具有從外側(cè)板34橫向延伸至內(nèi)側(cè)板32的均勻輪廓。因此，可理解為上軌道表面42在第一端部和第二端部54和56以及中部58中均具有平直橫輪廓。因此，在垂直于圖4中頁(yè)面的平面截取的、在下表面40和上軌道表面42之間垂直延伸的剖視圖中，因此上軌道表面42的輪廓為一條直線。
[0020]圖4還示出了鏈節(jié)體33的本體長(zhǎng)度200，以及中部長(zhǎng)度204、第一端部和第二端部長(zhǎng)度206中的每一者。在實(shí)際實(shí)施策略中，中部長(zhǎng)度204可大于端部長(zhǎng)度206的和，端部長(zhǎng)度206可以相等。中部58還可限定大于本體長(zhǎng)度200的均勻曲率半徑202。均勻曲率半徑可為從約500毫米至約1000毫米。更具體地是，均勻曲率半徑202可為從約800毫米至約900毫米，且更具體而言可為等于857毫米。本文使用的術(shù)語(yǔ)“約”應(yīng)理解為常規(guī)四舍五入為與有效數(shù)字?jǐn)?shù)量一致的情況。因此，約500毫米意為從450毫米至549毫米，約857毫米意為從856.5毫米至857.4毫米，等等。
[0021]中部58還可包括與鏈節(jié)體33的縱向中心線300重合的頂點(diǎn)59。如上所述，第一端部54和第二端部56可位于公共面內(nèi)。頂點(diǎn)59相對(duì)于第一端部和第二端部54和56及公共面的高度可為從約4毫米至約12毫米，更具體而言可為約5毫米。下表面40和頂點(diǎn)59之間的垂直距離21