用于机器的履带系统的制作方法
【专利摘要】公开了一种在履带式机器(50)的履带系统(70)中使用的履带板(100)。履带系统(70)包括具有环形接合表面(88)的多个履带引导辊(110)。履带板(100)包括具有磨损表面(84)的板主体(85)，和与磨损表面(84)相对的轨道表面(122)，该轨道表面(122)适用于与至少一个履带引导辊(110)互补定位。轨道表面(122)包括凸起或凹入的轮廓。该轮廓适用于互补呈现另一个凸起或凹入的轮廓的至少一个履带引导辊(110)。
【专利说明】
用于机器的履带系统
技术领域
[0001]本专利公开一般地涉及用于履带类机器的履带系统，并且更具体地涉及用于采矿和建筑机械中的履带系统。
【背景技术】
[0002]不同类型的采矿和建筑机械，诸如挖掘机、轮式装载机、液压采矿铲、电缆铲、斗轮和拉铲挖掘机，通常采用履带系统，而不是车轮。例如，在大型采矿铲中，底盘履带包括多个履带板，它们通过销互相连接，从而在相邻的履带板之间产生枢转接头。这些履带板通常为铸造部件，并且因此形成为单一整体铸件。履带板包括具有较大表面积的接地部分，其被设计成分配采矿铲或者其他重型设备的重量和力。履带板还可包括一对横向间隔的轨道表面，其被设计成接合履带辊。履带板的传统设计产生高的赫兹应力，其可导致沿着轨道表面的碎裂，特别是当机器是倾斜的并且履带板相对于辊成角度的时候。由于在配合表面内产生的赫兹应力，在相对适度的铰接角度下，重负荷应用中的机器的履带辊轨迹特别容易被磨损并且碎裂。
[0003]沿着履带系统的链节和棍的表面的磨损还可能起因于操作过程中遇到的高耐磨材料。移动的底盘结构的持续操作产生沿着链节和辊的整个接触表面的磨损。采矿和建筑机械的履带系统中的履带板和/或辊的更换可能非常昂贵且费力。而且，由于等待更换零件和/或零件本身的更换造成的停工可能对机器效率，以及相应地，对相关的操作具有直接的影响。
[0004]已经做出了很多的尝试，以通过辊和/或板结构的改进，来延长底盘结构的磨损寿命。例如，授予Oertley的美国专利5，752，574公开了一种装置，其中第一和第二履带引导辊连接至相应的平行辊机架组件，其中每个引导辊的旋转轴与纵向延伸中心线成基本上非垂直的关系，从而产生引导辊的“后束”或者“前束”。尽管在延长引导辊和履带板的寿命上取得了一些进步，还需要进一步的改进，特别是对于较大的机器。
【发明内容】
[0005]本专利公开在一个方面，描述了一种结合履带式机器的履带系统使用的履带板。履带系统包括多个具有环形接合表面的履带引导辊。履带板包括具有磨损表面的板主体，和与磨损表面相对的轨道表面。轨道表面适于与履带系统中的至少一个履带引导辊互补定位。轨道表面包括凸起或凹入的轮廓。该轮廓适于互补呈现另一个凸起或凹入的轮廓的至少一个履带引导辊。
[0006]本专利公开在另一方面，描述了一种用于履带式机器的履带系统。履带系统包括多个履带引导辊和履带链组件。每个履带引导辊具有环形接合表面。履带链组件具有多个履带板。至少一个履带板包括具有磨损表面的板主体，和与磨损表面相对的轨道表面。轨道表面适于与履带系统中的至少一个履带引导辊互补定位。履带板的轨道表面和履带引导辊的环形接合表面中的至少一个呈现具有凸起轮廓的接合表面，而履带板的轨道表面和履带引导辊的环形接合表面中的另外一个呈现具有凹入轮廓的互补接合表面。
[0007]本专利公开在又一方面，描述了一种用于履带式机器的履带系统。履带系统包括多个履带引导辊和履带链组件。每个履带引导辊具有环形接合表面。履带链组件具有多个履带板。至少一个履带板包括具有磨损表面的板主体，和与磨损表面相对的轨道表面。轨道表面适于与履带系统中的至少一个履带引导辊互补定位。履带板的轨道表面和履带引导辊的环形接合表面中的至少一个呈现具有凸起轮廓的接合表面，而履带板的轨道表面和履带引导辊的环形接合表面中的另外一个呈现具有凹入轮廓的互补接合表面。履带板的轨道表面与履带引导辊的接合表面宽度的至少25%接合。
【附图说明】
[0008]图1是包括根据本专利公开的原理构造的履带系统的实施例的机器的实施例的示意性的侧视图。
[0009]图2是图1的履带系统的辊和履带板的实施例的放大的正视图。
[0010]图3是图2的履带板的等距视图。
[0011 ]图4是履带系统的另选实施例的辊和履带板的第二实施例的等距视图。
[0012]图5是履带系统的另选实施例的辊和履带板的第三实施例的截面等距视图。
[0013]图6是履带系统的另选实施例的辊和履带板的第四实施例的截面等距视图。
[0014]图7是履带系统的另选实施例的辊和履带板的第五实施例的截面等距视图。
【具体实施方式】
[0015]本专利公开涉及用于通常用在采矿和/或建筑中的大型移动机械的履带系统。图1以液压铲的形式示出履带式机器50的实施例，其包括根据本专利公开的原理构造的履带系统70的实施例。除了其他用途之外，液压铲可用于在各种露天矿山应用的开采过程期间将覆盖层和矿石装载到拖运卡车中。
[0016]虽然结合液压采矿铲示出该装置，但本文公开的装置在通常采用履带系统，而非车轮的各种其他类型机器中具有普遍适用性。术语“机器”可指执行某些类型的与工业(诸如采矿或建筑，或本领域中公知的任何其他工业)相关的操作的任何机器。例如，机器可为挖掘机、轮式装载机、电缆铲、或拉铲挖掘机等。此外，一个或多个机具可连接到机器。此类机具可用于各种任务，包括例如提升和装载。
[0017]如图1所示，机器50可包括带有容纳机器操作者的驾驶室54的主体52。机器还可包括悬臂系统56，其在一端处枢转地连接至主体52且在相对的远端处支撑机具60。在实施例中，机具60可为任何合适的机具，诸如铲斗、蚌式抓斗、刮板、或任何其他类型的合适装置。控制系统可容纳在驾驶室54中，可适用于允许机器操作者操纵并铰接用于挖掘、开凿或任何其他合适应用的机具60。
[0018]主体52可支撑在主机架62上，该主机架62支撑在底盘结构64上。底盘结构64包括支撑结构66，其支撑用于使机器50移动的履带系统70。履带系统70可包括第一和第二履带辊机架组件72，其与底盘结构64的相应第一侧面和第二侧面间隔开且相邻底盘结构64的相应第一侧面和第二侧面。应当理解，仅一个履带辊机架组件72在图1中可见。
[0019]每个履带辊机架组件72承载惰轮74、驱动链轮76和多个履带引导辊78。驱动链轮76由机器50在向前或反向方向上供以动力。环状履带链组件80环绕每个驱动链轮76、惰轮74和履带引导辊78。履带链组件80包括多个互相连接的履带板82。在履带链组件80由驱动链轮76驱动时，履带引导辊78引导履带板82。
[0020]如图2所示，每个履带板82包括板主体85，其包括链轮接合凹槽81和与轨道表面90相对的至少一个磨损表面84(如在图1所示)，该链轮接合凹槽81用于由驱动链轮76接合，该驱动链轮76由用于与履带引导辊78互补定位的轨道表面90侧接。如本领域技术人员将理解，磨损表面84可通过任何适当的联接装置在沿板主体85的任一侧面延伸的凸缘89中的开口 87处固定至板主体85。在另选实施例中，磨损表面84可与履带板82的板主体85—体形成。
[0021]如在图3和图4中可最清楚地看到，履带板82在联接接合点(例如，举例而言，从板主体85延伸的连接凸缘83等)处可联接在一起。虽然可以任何适当配置提供任何适当数量的此类连接凸缘83，但在图2至图3的所示实施例中，四个此类连接凸缘83沿成对沿着链轮接合凹槽81的任意一个侧面延伸的履带板82的一个侧面设置。履带板82的相对侧面可包括，例如，两个此类连接凸缘91(参见图3)，其具有适用于接纳在相邻履带板82的成对连接凸缘83之间的相似孔(在图2和图3中不可见)。
[0022]只要凸缘的数量和尺寸为用于履带链组件80中的相邻履带板82之间的连接提供足够强度，那么可提供另选数量的凸缘和凸缘的另选装置。在图4的实施例中，例如，三个此类连接凸缘93、95从履带板100的任意一个侧面延伸。应当注意，在该实施例中，一对连接凸缘93从履带板100的一个侧面沿链轮接合凹槽97的一个侧面延伸，而单个连接凸缘95从履带板100的相同侧面沿连接凸缘95的相对侧面延伸。相似地，单个此类连接凸缘99从履带板100的相对侧面沿链轮接合凹槽97的一个侧面延伸，其中一对连接凸缘(在图4中不可见)从链轮接合凹槽97的相对侧面延伸。因此，在连接多个履带板100(诸如在图4中示出的那些)时，来自第一此类履带板100的单个连接凸缘95接纳在来自第二此类履带板100的一对凸缘中，而来自第二此类履带板的单个连接凸缘沿链轮接合凹槽97的相对侧面接纳在来自第一此类履带板100的一对凸缘93中。
[0023]虽然在所示的实施例中可以使用任何合适的联接装置，但孔91仍延伸穿过连接凸缘83、91、93、95、99。诸如销或轴(未示出)的联接器可以插入孔91中以将成对履带板82、100联接起来，从而形成履带链组件80。应当理解，在履带链组件80沿惰轮74、驱动链轮76和多个履带引导辊78移动时，以这种方式将相邻履带板82、100连接提供了灵活性。另外，可以拆除联接器，以允许拆除并修复或更换已损坏或磨损的履带板82、100。
[0024]再参照图2，其示出了履带引导辊78和履带板82的放大局部视图。履带引导辊78安装在支撑结构66中以绕轴线86旋转。履带引导辊78进一步包括环形接合表面88，该环形接合表面88与履带板82的轨道表面90接合。履带板82包括左右表面92、94，该左右表面92、94沿链轮接合凹槽81的任意一个侧面。左右表面92、94 一起形成支撑在履带引导辊78上的轨道表面90。本文中的修饰语“左”和“右”仅用于方便所示结构的描述，并不意味着是限制性的。
[0025]根据本专利公开的一个方面，履带板82的轨道表面90和履带引导辊78的环形接合表面88中的一个呈现具有凸起轮廓的接合表面96，而另一个则呈现具有凹入轮廓的互补接合表面98。为了本专利公开的目的，术语“凸起”和“凹入”并不局限于圆形结构。而是，术语“凸起”和“凹入”旨在包括呈现与碗状、圆锥或漏斗形结构的截面的表面类似的横截面的结构，即，术语“凸起”和“凹入”并不局限于严格弯曲的表面，如参照下面的公开内容将理解的那样。换句话说，以横截面截取，履带板82的轨道表面90并非被设置在单个平面中或与磨损表面84平行的线性平面中，或者，如在图2所示的实施例中，履带板82的左右表面92、94并不互相平行，或沿着单个线性平面设置。对于履带引导辊78，环形接合表面88并非在单个平面或平行平面中沿链轮接合凹槽81的任意一个侧面接合轨道表面90，如在现有技术设计中的那样。因此，术语“凸起”和“凹入”旨在指诸如由圆形碗的截面以及具有笔直但倾斜侧面的圆锥形或漏斗形的截面，或其任意组合来提供的结构。
[0026]在图2的实施例中，履带引导辊78呈现出凸起环形接合表面88，而履带板82则呈现出凹入轨道表面90ο即，履带板82的左右表面92、94呈现出凹入轨道表面90，如在图3中可最清楚地看到。而且，凸起环形接合表面88和凹入轨道表面90为弓形，如在图2中可最清楚地看到。
[0027]与凸起/凹入接合表面结构相一致，履带引导辊78和/或履带板82可具有图2和图3所示结构以外的其他结构。参照图4，例如，在另一个实施例中，履带板100包括一个或多个引导凸缘102、104，其可以设置在履带引导辊110的一端或两端106、108上。应当理解，引导凸缘102、104可进一步加强结构的自引导特征。
[0028]尽管图2至图4的履带引导辊78、110的环形接合表面88和履带板82、100的轨道表面90包括弓形轮廓，但在图5的实施例中，提供了大体V形的轮廓，而在图6中则提供了V形和弓形的混合轮廓。更具体地，在图5中，履带引导辊112包括凸起环形接合表面114，其包括大体V形的轮廓。同样地，履带板116包括左右表面118、120，其呈现互补的大体V形的凹入轨道表面122。相似地，在图6中，履带引导辊130包括凸起环形接合表面132，其包括大体V形的轮廓，但该凸起环形接合表面132的边缘在邻近履带引导辊130的任意一端134、136处是圆形的。同样地，履带板138包括左右表面140、142，其呈现互补的大体V形的凹入轨道表面144，其朝向邻近履带引导辊130的端部134、136设置的外边缘146、148是圆形的。应当理解，履带板中的任一个(例如履带板116、138)可以与结合图4的引导凸缘102、104所示的方式相似的方式包括引导凸缘。
[0029]进一步地，虽然图1至图6的履带引导辊78、110、112、130已被示出为呈现凸起轮廓，且履带板82、116、138已被示出为呈现凹入轮廓，但履带链组件80可包括呈现凹入轮廓的履带辊150，而履带板152呈现凸起轮廓，如例如图7所示。在该实施例中，履带辊150包括凹入环形接合表面154，且履带板152包括凸起轨道表面156。尽管该实施例包括弓形表面，但互补轮廓可具有可选的凸起和凹入形状，诸如，例如，V形表面或V形和弓形表面的组合。进一步地，与图4的实施例一样，履带板可包括在操作过程中沿履带引导辊的任意一个端部设置的引导凸缘。
[0030]本领域技术人员应理解，环形接合表面88、114、132、154和轨道表面90、122、144、156的互补凸起/凹入性质与现有技术的常规布置相比提供了更大接合表面积。在根据本专利公开的一些实施例中，例如，大约25%到50%的履带引导辊78、110、112、130、150的接合表面88、114、132、154的横向宽度接合履带板82的轨道表面90，如横截面(例如，举例而言，在图5至图7中所示横截面)中所示。然而，例如，接合程度可能大得多，例如大约50%到70%。
[0031]工业实用性
[0032]本专利公开可应用于通常采用履带系统，而非车轮的机器。因此，本专利公开具体可用于不同类型的采矿和建筑机器，诸如挖掘机、轮式装载机、液压采矿铲、电缆铲、斗轮和拉铲挖掘机。一些实施例可在重负荷应用中尤其有用。
[0033]—些实施例可以自引导。一些实施例可消除对于作为引导特征的履带引导辊上的中心凸缘的需要。
[0034]本专利公开的一些实施例可增加履带引导辊和履带板的接合表面之间的接触面积。一些实施例可引起履带辊和履带板中赫兹应力减少，且可减少沿轨道表面边缘的磨损和/或碎裂，尤其是当机器倾斜且履带板相对于辊成角度时。
[0035]—些实施例可增加履带辊和/或履带板的有用磨损寿命，且减少与之相关的故障。
[0036]—些实施例可减少与维修或更换轨道系统中链节和/或辊相关的时间，因此，可减少与更换零件相关的支出及与维修和更换相关的劳动。一些实施例可增强机器效率相应地改善相关操作。
[0037]应当理解前述描述提供所公开系统和技术的示例。但是，预料到本专利公开的其他实施方式可与前述示例在细节上不同。本专利公开或其示例的全部引用旨在引用在该点讨论的特定示例并且并不旨在暗示更一般的对本专利公开范围的任何限制。除非另外指示，否则关于某些特征的差别和贬低的全部语言旨在指示缺乏对那些特征的偏好，但不是将这些完全排除在本专利公开的范围之外。
[0038]除非本文另外指示或与上下文明显矛盾，否则在描述本发明(特别是在以下权利要求的上下文中)的上下文中使用的术语“一”和“一个”和“该”以及“至少一个”以及类似指代应解释为涵盖单数和复数这两者。除非本文另外指示或与上下文明显矛盾，否则由一列一个或多个项接着的术语“至少一个”的使用(例如，“A和B中的至少一个”)应解释成意为从所列项目(A或B)中选择的一个项目或者两个或多个所列项目(A和B)的任何组合。
[0039]除非本文另外指示，否则本文对数值范围的叙述仅用作一种速记方法，分别涉及落入范围内的各单独数值，并且各单独数值包含在说明书内，如同在此个别列举一样。除非本文另外指示或者另外与上下文明显矛盾，本文所述的全部方法可以任何合适的顺序执行。
[0040]因此，本专利公开包括适用法律所允许的所附权利要求书中列举的主题的全部修改和等同物。此外，除非本文另外指示或另外与上下文明显矛盾，否则在其全部可能变型中的上述元件的任何组合涵盖在本专利公开中。
【主权项】
1.一种履带板(82)，其用于与履带式机器(50)的履带系统(70)中的履带链组件(80)结合使用，所述履带系统(70)包括具有环形接合表面(88)的多个履带引导辊(78)，所述履带板(82)包括具有磨损表面(84)的板主体(85)，和与所述磨损表面(84)相对的轨道表面(90),所述轨道表面(90)适用于与所述履带系统(70)中的所述履带引导辊(78)中的至少一个互补定位，所述轨道表面(90)包括凸起或凹入的轮廓，所述轮廓适用于互补呈现另一个凸起或凹入的轮廓的所述至少一个履带引导棍(78)。2.根据权利要求1所述的履带板(82)，其中所述轨道表面90的所述轮廓为弓形。3.根据权利要求1所述的履带板(116)，其中所述轨道表面(122)的所述轮廓为大体V形。4.根据权利要求1所述的履带板(138)，其中所述轨道表面144的所述轮廓包括大体V形中心部分和圆形边缘(146、148)。5.根据权利要求1-4中任一项所述的履带板(100)，其进一步包括至少一个引导凸缘(102、104)，其相对所述磨损表面(84)从所述板主体(85)延伸且适用于沿所述至少一个履带引导辊(110)的端部(106、108)中的至少一个设置。6.根据权利要求1-4中任一项所述的履带板(100)，其进一步包括链轮接合凹槽(81)，所述轨道表面(90)包括沿所述链轮接合凹槽(81)的任一侧面延伸的左表面(92)和右表面(94)。7.—种用于履带式机器(50)履带系统(70)，所述履带系统包括: 多个履带引导辊(78)，每个履带引导辊(78)具有环形接合表面(88)， 履带链组件(80)，其具有多个履带板(82)，至少一个履带板(82)包括根据权利要求1-4中任一项所述的履带板，且 所述履带板(82)的所述轨道表面(90)和所述履带引导辊(78)的所述环形接合表面(88)中的至少一个呈现具有凸起轮廓的接合表面(96)，而所述履带板(82)的所述轨道表面(90)和所述履带引导辊(78)的所述环形接合表面(88)中的另外一个呈现具有凹入轮廓的互补接合表面(98)。8.根据权利要求7所述的履带系统(70)，其中所述履带引导辊(78)的所述环形接合表面88呈现具有所述凸起轮廓的所述接合表面(96)，而所述履带板(82)的所述轨道表面(90)呈现具有所述凹入轮廓的所述互补接合表面(98)。9.根据权利要求7所述的履带系统(70)，其中所述履带引导辊(78)的所述环形接合表面(88)呈现具有所述凸起轮廓的所述接合表面(96)，而所述履带板(82)的所述轨道表面(90)呈现具有所述凹入轮廓的所述互补接合表面98。10.—种履带式机器(50)，其包括 主机架(62)， 底盘结构(64)，其支撑所述主机架(62)， 根据权利要求7所述的履带系统(70)，其中所述履带系统适用于移动所述主机架。
【文档编号】B62D55/20GK105873815SQ201480072076
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年12月22日
【发明人】D·黑克斯
【申请人】卡特彼勒公司