履帶牽引車的履帶張緊裝置的製作方法
2023-05-08 02:45:41
專利名稱：履帶牽引車的履帶張緊裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及履帶牽引車的履帶張緊裝置。
背景技術：
在履帶牽引車結構中，不論其類型和尺寸如何，如農用拖拉機、推土機、裝載機、挖掘機、運料車、路面修整機等，一般都必須具有一種履帶張緊裝置。除吸收和限制車輛運行時可能偶發的拉伸過載外，這種裝置具有可在履帶上實現、調節並保持一個適當的恆定張緊值的功能。
在可能的各種應用中，履帶可以具有不同的結構，可由不同的金屬材料和非金屬材料製造。在每一種情況中，必要的預張緊值可明顯不同，這取決於車輛的重量、速度和性能，所安裝履帶的類型，車輛工作的環境狀態，有時，還與其他因素有關。
同樣，履帶上容許的張緊值極限也明顯不同，主要取決於採用的最大偏轉力矩，並明顯與車輛重量有關，也與其設計的動態能力有關，如車輛裝置工作狀態的爬坡度、拉伸應力或推力允許量所要求的最大值。
履帶張緊裝置具有在機器運行時保持並調整履帶中形成的張緊的功能。履帶牽引車主要在所謂的路外環境中工作，如，採石場、大型民用工地、滑坡清除、露天礦山等。在這類使用中，任何種類的外來物都很容易進入到履帶裝置。這實際上是一種固定式輪基座裝置因為履帶是一個具有固定長度容差的構件，即不可彈性伸長，外來物的侵入要求其履帶伸長，以便吸收產生的附加的幹擾。這種侵入使履帶突然張緊過載，使與此有關的所有其他機械裝置中的應力相應增加，經常超過設計極限，造成嚴重損傷。
實際上，由於履帶不可彈性伸長，為了克服上述缺點，這種履帶張緊裝置也應具有吸收由外來物侵入引起的拉伸的功能，即通過後拉導向輪施加的彈性型後拉力使輪底盤縮短。根據覆帶牽引車導向輪底盤暫時減小的值，按這種方式為履帶長度容許量提供必要的暫時的過剩量。
這不僅使履帶裝置內的外來物的臨時附加幹擾得到許可並有所降低，而且限制了過張緊的產生。
在這個臨時階段，由於使導向輪和履帶輪的輪底盤彈性縮短，其足夠使履帶纏繞在履帶輪上，而不會與其輪齒部分出現任何咬住，履帶輪上的拉伸應力不會傳遞轉移到履帶上，因此，把這種拉伸限於僅為履帶張緊裝置在這一階段產生的推力所導致。
履帶張緊裝置的這種附加功能表明，它可以具有一個臨時的附加的擺動運動，以承受和補償具有明顯的預定尺寸外來物對覆帶裝置的侵入。
為了說明所面臨的技術問題和本發明履帶張緊裝置的優點，圖1簡圖示出用於正常工作方向A和B裝配的履帶牽引車的底盤總體結構。
圖1的簡圖說明了「底盤」的基本構件，它包括環繞在履帶輪7和前輪3之間的一根連接鏈條1，具有兩個基本平直部分一個由下輪2限定的下部和一個由上輪6限定的上部，履帶牽引車的重量集中在下部。
在許多情況下，輪2都是單個裝配到轉向盤中，然而，更經常的是把輪2成對地安裝到剛性支撐元件上，然後依次裝配到轉向盤中。這些支撐元件可以是均衡器型的，能夠隨地面的不平度順時針或反時針繞橫軸轉動一個有限的角度，因此，改進了機器的連接，使履帶與地面更好地接觸。這些均衡器也可裝配一個工作端和彈性緩衝器。
具有可以擺動的滾柱的這類實施例易於在車輛必須移動的接觸點導致更完整的履帶/地面接觸表面，使履帶牽引車具有改進的牽引力/推力能力。這類支撐滾柱2的結構通常稱為「浮動轉向盤」。
一系列底板和導軌4應用到鏈條1上，它們可以是不同的種類，必須保證兩者都附著在地面上以傳遞拉伸應力，並且把履帶牽引車的重量分配和支持到地面上。緩衝器-張緊組合件5連接到與履帶輪對置的前輪3的軸上。這個總圖示出一個傳統的履帶張緊裝置，其中的導向輪3安裝到支柱8上，並使該導向輪3相對於底盤結構沿縱向移動，彈性緩衝器9表示為在壓縮狀態工作的一個螺旋彈簧，張緊裝置表示為一個潤滑脂筒10。為實現張緊和緩衝功能，已建議用彈簧、液壓和氣動裝置，並且藉助於分開的或每次組合在一起的不同結構，使之與潤滑裝置、浮動活塞裝置相互結合為一體，採用這些技術措施滿足履帶-張緊裝置所有的各單項性能要求，限制全部系統的幹擾，並便於裝配和維修。
在某些情況，按圖1A的設計對圖1的方案進行修改，其中後輪11是一個簡單的後拉輪，履帶輪7安裝在後部較高位置，因此，鏈條1的周邊成為一個三角形容許量。
在大多數履帶牽引車中，把機器重量分配到地面的結構支撐構件由一個中介結構組成，一般稱為「轉向盤」或「底盤」，包括成對安裝的剛度高而變形度小的一組梁，並且在車輛的每一側至少各有一根梁。在最新結構中，這些構件一般製成複合的和/或格子型的金屬盒形結構，移動並支撐車輛所必須的滾動元件安裝在其中(例如，在圖1方案中，支撐滾柱2座落於鏈條1的下部)，「轉向盤」的上部形成支持機器所有剩餘結構及其主要構件，如發動機、驅動機構、泵，等的支座。
如果履帶牽引車支撐在大體上平的表面上，並在其上運行，那麼，導向輪3部分對支撐車輛不起作用，也沒有要求。
總的來說，導向輪3的上部位置應該這樣確定，使這種導向輪的下部與履帶的類似接觸點高於連接支承滾柱2與牽引車實際履帶本身(鏈條1和導軌或底板4)的正切線，這種正切線構成為支承線。這種結構對於車輛運行的規則性很重要，可使其導軌零件逐漸與地面粘合，也在改變方向時降低履帶裝置所遇到的高的阻力。
另一方面，在不平地面的情況完全不同在存在前障礙物或僅在陡坡開始的情況下，前導向輪3承載的履帶的第一部分支承車輛前部重量，而支承滾柱2是懸空的，不用支撐車輛。在凹陷和不平地面情況下，前導向輪3的構件也必須支撐車輛的重量。
在尺寸通常相同的滾柱2和導向輪3之間，直徑和障礙物一般都有相當大的差別。這就不可能使上述構件與履帶鏈條1的各個接觸點之間可能的最小距離相等小直徑構件可能相互分布較近，與履帶產生一系列較近的接觸點。相反，由於已經解釋的幾何或機械方面的原因，鏈條1中的第一個支撐滾柱2不可能位於非常接近導向輪3的位置。原因之一是導向輪3的直徑，一般比支撐滾柱2的直徑大得多，導向輪的直徑不能降低到依次與鏈的節距，及鏈本身連杆或相鄰部分之間可能的最大鉸接角相關的一個最小值。
因此，導向輪3的軸與第一支撐滾柱2的軸之間的履帶部分是履帶與滾動構件沒有接觸點的最長部分。因此，這些部分更加受到明顯的負彎曲變形，這將相當地危及履帶系統的完整性，這也是地面，特別是路外使用時必然存在的局部碰撞和障礙物引起的變形的結果。
在這方面，履帶負向彎曲允許的最大鉸接角通常大約等於正向彎曲相應值的1/4，即為履帶纏繞在輪3和7時其兩個相鄰部分之間鉸接角的1/4。一般地說，8-10°的值作為最大負彎曲角實際上是允許的，而允許作為正彎曲角的極限提高到35-38°。換句話說，履帶的外周邊不應有明顯的凹度。在這種情況，超過允許的負彎曲值會引起構成履帶(導軌和底盤4)的鄰近構件之間的機械幹擾現象，有可能出現損傷或破裂，鏈條的接點過份拉伸，導軌固定裝置鬆動或損傷，總的來說，危及履帶的完整性。在潤滑型鏈條的情況，這些現象特別嚴重，這類鏈條質量及成本高，但對不良處置極為敏感。
即便履帶外部凹度，或其負彎曲保持在上述允許極限內，履帶接點的逐步的內部磨損以及技術壽命的降低仍是一個決定性因素。因此，重要的是應儘可能限制和阻止負彎曲。
作為履帶，及其構成履帶並與之接觸工作的其他構件的一個延長壽命的因素，減少這些現象的存在具有相當的經濟價值。
在確定履帶牽引車工作成本時，與履帶維修和折舊相關的量通常是其每小時成本的主要項目之一，與其他直接成本，如耗油量和勞動力成本，具有同樣的重要性。延長履帶裝置的壽命，因而降低其成本的發生，是使用這種車輛競爭力的決定性因素。也應考慮到，根據機器類型的不同，由於經過幾千小時工作的磨損，履帶裝置必須進行更換。
履帶張緊裝置的另一個功能與履帶在機器上的安裝和固定有關。考慮到履帶一般不能伸展，為了抗橫向應力，必須固定到履帶裝置的其他構件上，防止在工作時脫開或側面脫開，在沒有履帶張緊裝置下，安裝履帶實際上是不可能，或者說在任何情況下都是極為困難的。
最後，還應考慮到，在履帶壽命期內，為了「修復」或復原由於接點逐漸磨損使履帶隨時間增加而伸長，因此對輪之間的輪底盤進行調整十分重要。
在工作實踐中，履帶張緊裝置通過連續增長輪底盤尺寸很容易補償上述伸長，直至總的增長量等於履帶的1/2的節距。在這一點，拆除履帶的一個節，使它恢復到原來的長度允許值，輪底盤也相應返回到初始值。
在一般應用中，通過彈性構件(如圓柱形螺旋彈簧)與具有可記錄運轉端功能的裝置的綜合作用，可以滿意地影響履帶張緊裝置所要求的各種功能。例如，它可以構成為含有加壓潤滑脂，或具有液壓裝置的液壓缸/活塞組件。在較簡單的應用中，它可由一種機動螺釘裝置構成，並用一種螺帽和防松螺帽鎖定。在較複雜的應用中，已推薦使用油壓-氣壓型綜合裝置，能產生緩衝和履帶張緊兩種功能。
不論這些結構的複雜性如何，在鏈條的張緊值超過設定的門檻值，此外，有可能調整上述輪之間的輪底盤(增加和減小)時，所有這些履帶固定系統都要求輪3和輪7之間的輪底盤有一個瞬時彈性壓縮。所要求的效果總是後拉輪3(典型的是一個導向輪)的一種移動，視向前向後的情況而定。
按照上述說明，很顯然，隨著這個後拉輪的移動，導向輪3的軸線和轉向盤中第一支撐滾柱2軸線之間的距離也是變化的，按照現有技術，這將導致相當的損傷和缺陷。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種履帶張緊裝置，避免現有技術中採用的履帶固定系統的缺點，可以克服由這些缺陷而導致的繁鎖功能。特別，其目的在於保持位於導向輪3軸線和與之相鄰的第一滾柱2的軸線間履帶部分的長度，在履帶牽引車運行時，在所有狀態下，這一部分履帶都沒有支撐，保持恆定，處於最小值。
按照權利要求1的一般說明的，以及其他相關權利要求最佳實施例或其改型所說明的履帶張緊裝置，用於實現本發明的這個目的。
從下面的對典型的及產業上有顯著意義的履帶牽引車的說明可以更加明確本發明履帶張緊裝置的特點和優點。
圖1示出「底盤」結構的總圖，並表明了技術狀態和涉及的技術問題。
圖2和圖3示出本發明履帶張緊裝置的實施例。其中圖2A，B，C示出本發明典型實施例的視圖，涉及圖1a中的履帶輪7處於較高位置的「底盤」或轉向盤的結構。特別是圖2A示出了沒有傳統履帶零件的本發明的完整「底盤」結構；圖2B示出其盒型結構；圖2C示出在盒型結構內部的履帶張緊裝置結構。圖3示出履帶的緩衝和固定裝置實例。
具體實施例方式
。
在圖2A，B，C中，底盤包括包含用於插入下支撐滾柱2的構件21的格子或盒型結構20，用於後導向輪11的後結構27，和用於履帶輪7的框架23。為簡便起見，僅示出結構20的3個支撐滾柱2。一個導向系統25位於盒形結構20的前端並與之連接，以便控制支撐履帶張緊裝置5的結構8的軸向滑動。與導向系統25的幾何形狀相適應，支撐履帶張緊裝置和前導向輪3的結構8製成具有裝配件26的一種盒形結構，用以在一個安全位置與導向系統25連接並在轉向盤盒形結構20內縱向滑動。連接在結構8的履帶張緊裝置的可移動部分配合到機器轉向盤前端。在所示的圖中，履帶張緊裝置安裝在盒形結構20中，以便沿水平軸線移動，但也可以安裝使它相對於水平方向呈一定傾斜角移動。
本發明履帶張緊裝置的支撐及導向系統25/26的形式可以隨所應用的機器類型而變化。通常應用於最簡單類型機器時，它們可以是最簡單的形式，如稜柱式的，而在運動中，及不停止工作的複雜機器中，上述支撐可以由適當形式的熔合體通過機械加工而獲得。
按照本發明一個重要特徵，除用於安裝導向輪3的構件28外，移動結構8還包括構件29，用於為履帶張緊裝置滑動部分至少提供一個支撐滾柱22，因此，它能夠跟隨著導向輪3進行縱向移動，並在履帶張緊裝置任何工作狀態及任何範圍，彼此始終保持相同距離。在圖2A，B，C所示實施例中，所示移動結構8僅有一個支撐滾柱22，但是，也可以安裝幾個滾柱22。移動支撐滾柱22可以與固定支撐滾柱2具有相同的結構及尺寸，但根據其使用情況，也可以具有不同的結構和尺寸。就固定支撐滾柱2而言，移動支撐滾柱22的上部定位可以使它們與履帶的下接觸點排列在相同的線上，或者較高以逐步提高固定支撐滾柱2和導向輪3之間的履帶。
諸如球軸承、抗摩擦材料條、潤滑導向器等部件，可以插入固定在「底盤」結構20的縱嚮導向系統25與座落在履帶張緊裝置移動結構上的裝配件26之間，以便於往復縱向滑動。
履帶張緊裝置的驅動件裝置安裝在結構20的內部，在其端部設有可調節裝配件34，以安裝具有張緊器和緩衝器功能的可移動部件。圖3示出可以插入「底盤」盒型結構20的一個張緊和緩衝器裝置30的結構，以便產生支撐導向輪3和支撐滾柱22的結構8的縱向範圍，該結構8由圖2A和2C中的構件25/26導向。
張緊/緩衝組合件30包括一個圓筒伸縮式導向器，導向器包括在空心圓筒體32內沿縱向移動的一個活塞41。在活塞41出口端的一個臺肩34，和位於圓筒軸上與活塞41出口相反一端頭部的一個心軸31牢固地不可拆卸地固定在圓筒體32上。一個可移動臺肩33位於心軸31上，它可以沿心軸31滑動，並藉助於位於心軸31端部的一個專用機械止動器防止其滑出心軸。臺肩33固定在，或者只停靠在，含有導向輪3的結構8中。
一個螺旋彈簧36被壓縮在兩個臺肩33和34之間，彈簧自由長度大於兩個臺肩之間的最大距離，並與套筒導向系統41/32共軸，它通過把滑動臺肩33壓靠在位於心軸31前端的機械止動器上而工作，相對於裝配時彈簧36產生的壓縮來說，心軸31作為一個連杆工作。
在空心圓筒體36的底部，有一個空腔38作為履帶1的一個可調節運行端和張緊裝置。
在所述情況中，當受到軸向壓縮應力時，彈簧36產生的推力值，取決於臺肩33和34之間軸向距離小於彈簧自由長度這一事實，通常稱為履帶張緊裝置「預加載荷」值，代表裝置的彈性不可變形度極限。只要施加在裝置上的軸向壓縮不超過彈簧36的預加載荷值，裝置表現為軸向不可變形。另一方面，如果超過預加載荷值，彈簧36的變形導致臺肩33沿心軸31向臺肩34滑動，並與彈簧36的載荷成比例增加。
這種滑動在兩個力平衡的位置停止。在這種結構中，臺肩33處於相對於停放位置的往後的位置，心軸31的前部可以自由穿入結構8內的空間。
如已指出的那樣，在空心圓筒體32的底部，有一個空腔38作為鏈條1的一個可調運行端和張緊裝置。通過導管39注射潤滑脂或其他潤滑劑，填充空腔38，直到臺肩34的縱向位置校準到臺肩40，然後牢固地連接到底盤的結構20中。
一旦活塞41的端部40與盒型結構20成為一體，隨著潤滑脂注入到空腔38，套筒系統41/32得到延伸，均勻地向兩個臺肩33/34的左邊轉移，它們之間的彈簧36、具有心軸31的圓筒體32、以及支撐導向輪3的結構8都由臺肩33推向左邊。
這種向左邊延伸自由發生，直到導向輪3與履帶1接觸，靠在履帶1上，並張緊履帶。在這種狀態，履帶1-實際上是不可延伸的-的反作用防止進一步向輪3左邊的任何移動，並防止整個系統進一步延伸。履帶對導向輪3產生的反作用等於在履帶自身產生的張緊值的2倍，並形成軸向應力施加到履帶固定系統，並把它轉移到結構20上的支架上，以支撐活塞41的端部40。
因此，履帶張緊裝置包括和壓縮在上述支架與履帶1之間，按照90-180°纏繞角繞在導向輪3上。通過選擇注入潤滑脂的空腔38的壓力值，使一個張力值施加到具有所要求設定值的履帶1上，即稍低於「預加載荷」值，很容易按照使用狀態調整這個值。
在工作時由於外來物侵入機器履帶裝置內造成履帶1偶然發生過張力的情況下，由於臺肩33退回彈簧36的載荷臨時增加，結構8彈性返回。一旦履帶的過張力被消除，在彈簧推力作用下，系統自動返回到初始結構。
從空腔38移出潤滑脂使系統的總長度降低到足以安裝和拆卸履帶的一個值。逐漸注入潤滑脂可使造成履帶逐漸伸長的清除和消耗被復原。因此，很顯然，圖3所示本發明的裝置不僅能夠實現履帶張緊裝置所要求的一般功能，而且也能限制和保持導向輪3和第一支撐滾柱之間的一個恆定距離。
圖3的裝置結構也可通過分別在同一軸線或在平行軸線上依次安裝彈簧36和潤滑脂張緊液壓缸而製造出。
如上所述，本發明的這種裝置可以滿足履帶牽引車的履帶張緊裝置所要求的功能。
本裝置放棄了履帶牽引車底盤的傳統結構，在傳統結構中，地面上所有的支撐和支座裝置，即支撐滾柱2，都是安裝在轉向盤的一個固定和不可變的位置，只有通常位於前面位置的導向輪3可以相對於轉向盤在軸向前後控制其移動。按照本發明，至少有一個第一支撐滾柱22沒有安裝在轉向盤中，而屬於履帶張緊裝置中的可移動構件，並與導向輪3在最小的預定距離上成為一體。在車輛工作時，在它們造成的所有的移動中，第一支撐滾柱22都在一個恆定距離上隨導向輪3而移動。
本發明的裝置保證具有一個快速的彈性響應，與履帶牽引車動態特性所施加的要求成正比。所尋求的結果和功能，可以藉助於一個在其內部至少裝有一個第一支撐滾柱22的履帶張緊裝置簡單而經濟地實現，這個支撐滾柱22與導向輪成為一體，因此，在車輛工作壽命期內，其往復距離不會改變。
如已指出的那樣，與履帶張緊裝置可移動構成為一整體的支撐滾柱22可以單個地牢固地固定到轉向盤，或成對地彼此相連地安裝到具有上述的「浮動轉向盤」結構的特定剛性支撐構件上，然後再安裝到轉向盤上。
因此，本發明也可通過把導向輪3和第一「浮動轉向盤」彼此作為一個整體而實現，因為上述浮動轉向盤形成第一「支撐構件」而包括在履帶裝置中。
在本發明的裝置中，在地面不平、局部障礙物、梯度變化嚴重的情況下，其導向輪3也可用作機器重量的一種輔助支撐構件。
在這個狀態，在離導向輪3的最小距離並維持這個距離恆定時，插入一個支撐構件，如第一支撐滾柱22或第一浮動轉向盤，其優點是明顯的，可以使履帶裝置達到可能的最佳工作狀態導向輪3可以得到支撐滾柱22的最直接支撐，履帶的未支撐部分具有最小的長度並且在主應力條件下不會產生明顯的向外凹度。
就其性能來說，本發明的優點與履帶的改進的工作狀態及其較高的耐久性有關。因為履帶裝置涉及的問題是破斷的最主要原因，因此，這些優點導致整個機器工作因素的改善。
如已經說明的那樣，相對於履帶裝置來說，履帶牽引車的工作成本項目是高的，大體上相當於耗油量和勞動力成本。延長履帶的使用壽命直接影響到整個履帶牽引車的競爭力。
權利要求
1.一種用於履帶牽引車的履帶張緊裝置，包括一個底盤或轉向盤，該底盤或轉向盤包括一個結構(20)，以及導向後拉輪，和也可包括履帶輪，結構(20)包括支撐下支撐滾柱(2)的構件(21)，上述結構(20)設有一個導向系統(25)，用以控制結構(8)支持的履帶張緊裝置(5)的軸向滑動，以修改轉向盤前、後輪的輪底座，結構(8)配置與導向器(25)連接的接頭(26)，並支撐導向輪(3)，其特徵在於，可移動結構(8)也至少裝有至少一個可移動的支撐滾柱(22)，該支撐滾柱(22)能夠跟隨導向輪(3)的縱向移動，在履帶張緊裝置的任何工作狀態及任何範圍，總是與其保持相同的距離。
2.按照權利要求1所述的履帶牽引車的履帶張緊裝置，其特徵在於，可移動結構(8)裝有兩個或幾個可移動的支撐滾柱(22)。
3.按照權利要求2所述的履帶牽引車的履帶張緊裝置，其特徵在於，可移動結構(8)裝有兩個或幾個具有一種浮動轉向盤結構的可移動支撐滾柱(22)。
4.按照權利要求1所述的履帶牽引車的履帶張緊裝置，其特徵在於，導向輪(3)安裝在轉向盤的前面位置上。
5.按照權利要求1所述的履帶牽引車的履帶張緊裝置，其特徵在於，可移動支撐滾柱與固定支撐滾柱(2)具有相同的結構和尺寸。
6.按照權利要求1所述的履帶牽引車的履帶張緊裝置，其特徵在於，履帶張緊裝置(5)由在拉伸狀態工作的一個張緊裝置/緩衝器組合件(30)驅動，所述的張緊裝置/緩衝器組合件(30)包括一個螺旋彈簧(36)，和一個由注射潤滑脂填充的空腔(38)，該空腔(38)作為履帶的一個可調節運行端和履帶鏈(1)的張緊器。
7.按照權利要求6所述的履帶牽引車的履帶張緊裝置，其特徵在於，張緊裝置/緩衝器組合件(30)包括螺旋彈簧(36)的固定臺肩(34)相對於底盤結構(20)的縱向位置的校準機構。
8.按照權利要求6所述的履帶牽引車的履帶張緊裝置，其特徵在於，張緊裝置/緩衝器組合件(30)包括一個與螺旋彈簧(36)及注射潤滑脂的空腔(38)共軸的圓筒形伸縮導向器(31/32)。
9.按照權利要求6所述的履帶牽引車的履帶張緊裝置，其特徵在於，張緊裝置/緩衝器組合件(30)包括分別順序同軸排列的一個螺旋彈簧(36)和注射潤滑脂的空腔(38)。
10.按照權利要求6所述的履帶牽引車的履帶張緊裝置，其特徵在於，張緊裝置/緩衝器組合件(30)包括分別排列在平行軸線上的一個螺旋彈簧(36)和注射潤滑脂的空腔(38)。
全文摘要
履帶牽引車的履帶張緊裝置，其中的轉向盤包括一個履帶張緊裝置，為改進轉向盤中前輪和後輪的輪底盤結構，裝配了一個或多個可移動支撐滾柱，在所有工作狀態，它(們)能夠始終與履帶張緊裝置的導向輪保持相同的距離。
文檔編號B62D55/14GK1665713SQ03816271
公開日2005年9月7日 申請日期2003年7月16日 優先權日2002年7月19日
發明者喬瓦尼·貝爾託尼 申請人:貝爾科股份公司