本發(fā)明涉及具有地面接合履帶系統(tǒng)的機器，更具體地，涉及可延緩扇形凹口的形成的鏈節(jié)。

背景技術：

多種機器將履帶用作地面接合推進元件。通常這種履帶包括多個可旋轉履帶接合元件，其中履帶形成在操作期間圍繞旋轉元件移動的無端環(huán)。這種履帶通常包括兩個鏈條的采用螺栓履帶板耦合在一起的鏈節(jié)。這種機器和他們的相關履帶組件的設置需求可能相當大，且操作環(huán)境苛刻。機器履帶通常是穩(wěn)健的以提供數(shù)以千計小時的長使用壽命，不管操作期間經(jīng)歷的顯著的機械應力、應變和磨損。

機器履帶經(jīng)歷的磨損現(xiàn)象通常是機器如何使用、操作員的經(jīng)驗以及操作環(huán)境中的腳下狀況和基底材料的結果。機器履帶的現(xiàn)場工作壽命可基于這些因素從幾千小時變化到數(shù)千小時。由于機器履帶部件可能相對昂貴且維修可增加費用和機器停機時間，故工程師已長期尋找用于降低和管理部件之間的磨損的策略。

日本專利no.5,372,336(下稱“`336專利”)聲稱描述了一種履帶鏈條和起落架履帶輥，由此履帶鏈節(jié)由具有冶金結合涂層的鏈節(jié)制成。根據(jù)`336專利，耐磨涂層被焊接到表面、底切或通道上。該涂層設置在履帶輥上，且在履帶鏈條的操作期間容易磨損的位置處。然而，較慢磨損材料僅添加到履帶鏈條鏈節(jié)作為二次加工，這可影響履帶鏈條中的鏈節(jié)之間的均勻性，增加制造時間以及最小化耐用性。這個列表僅僅是示例性的，且其他問題和挑戰(zhàn)肯定存在于實踐中。

因此，需要一種可以降低和管理磨損的用于地面接合履帶系統(tǒng)的改進鏈節(jié)，從而延長系統(tǒng)的使用壽命。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個方面提供用于地面接合履帶系統(tǒng)中的履帶鏈條的鏈節(jié)。鏈節(jié)包括細長鏈節(jié)本體、第一冠部和第二冠部。細長鏈節(jié)本體包括履帶板表面和軌道表面。履帶板表面配置為接觸耦合到細長鏈節(jié)本體的履帶板。軌道表面與履帶板表面相對且具有第一端部區(qū)段、中間區(qū)段和第二端部區(qū)段。軌道表面上的第一和第二冠部各自限定軌道表面的凸起部分。第一冠部設置在第一端部區(qū)段上，且第二冠部設置在第二端部區(qū)段上。第一和第二冠部配置為延緩軌道表面中的扇形凹口的形成。

本發(fā)明的另一方面提供包括多個履帶板和多個細長鏈節(jié)的履帶組件。多個細長鏈節(jié)中的每一個被連接以形成履帶鏈條。多個履帶板耦合到履帶鏈條。細長鏈節(jié)中的每一個包括下表面、軌道表面、第一冠部以及第二冠部。下表面配置為接觸履帶板之一。軌道表面與下表面相對且具有第一端部區(qū)段、中間區(qū)段和第二端部區(qū)段。第一和第二冠部各自限定軌道表面的凸起部分。第一冠部設置在第一端部區(qū)段上，且第二冠部設置在第二端部區(qū)段上。冠部中的每一個配置為延緩軌道表面中的扇形凹口的形成。

本發(fā)明的另一方面提供用于地面接合履帶系統(tǒng)中的履帶鏈條的鏈節(jié)。鏈節(jié)包括細長鏈節(jié)本體、第一冠部、第二冠部以及第三冠部。細長鏈節(jié)本體包括履帶板表面和軌道表面。履帶板表面配置為接觸耦合到細長鏈節(jié)本體的履帶板。軌道表面與履帶板表面相對且具有第一端部區(qū)段、中間區(qū)段和第二端部區(qū)段。軌道表面上的第一、第二和第三冠部各自限定軌道表面的凸起部分。第一冠部設置在第一端部區(qū)段上，第二冠部設置在第二端部區(qū)段上，且第三冠部設置在中間區(qū)段上。中間區(qū)段具有中間區(qū)段長度，且第一和第二端部區(qū)段具有相等的端部區(qū)段長度。中間區(qū)段的長度大于第一端部區(qū)段和第二端部區(qū)段的長度的總和。第一、第二和第三冠部配置為延緩軌道表面中的扇形凹口的形成。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的具有地面接合履帶系統(tǒng)的機器的側視圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的地面接合履帶系統(tǒng)的一部分的等距視圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的鏈節(jié)的等距視圖。

圖4是接觸可旋轉履帶接合元件的鏈節(jié)的一個實施例的側視圖。

圖5是接觸可旋轉履帶接合元件的鏈節(jié)的另一實施例的側視圖。

具體實施方式

本發(fā)明總體涉及用于具有多個鏈節(jié)的地面接合履帶系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。多個鏈節(jié)形成配置為與可旋轉履帶接合元件相連接的履帶組件。履帶系統(tǒng)可用于車輛(比如拖拉機、推土機、挖掘機等)以在較大表面區(qū)域擴展車輛的重量區(qū)域。在操作期間，履帶組件可圍繞可旋轉履帶接合元件旋轉，由此多個鏈節(jié)中的每一個上的表面可接觸每個可旋轉履帶接合元件。每個鏈節(jié)的表面可包括配置為降低磨損并延長每個鏈節(jié)的壽命的至少兩個冠部。

圖1示出了包括地面接合履帶系統(tǒng)102的機器100的示意圖。機器100示出在履帶式拖拉機的環(huán)境中，但可以是任何各種其他機器，比如履帶式裝載機、半履帶式機器等。履帶系統(tǒng)102可以是以傳統(tǒng)方式設置在機器100的相對側處的兩個單獨履帶系統(tǒng)之一。履帶系統(tǒng)102可進一步包括與機器框架104耦合的履帶輥框架106和多個可旋轉履帶接合元件108、110和112。在一個實施例中，可旋轉履帶接合元件108和110包括配置為在履帶系統(tǒng)102的操作期間被動地旋轉的可旋轉托輥，而元件112包括配置為驅(qū)動履帶系統(tǒng)102的鏈輪。履帶系統(tǒng)102可進一步包括安裝到履帶輥框架106的多個履帶輥114。履帶輥114可配置為承載機器100的所有或基本上所有的重量。履帶系統(tǒng)102進一步包括圍繞履帶接合元件108、110和112以及履帶輥114中的每一個延伸的履帶組件116。元件108、110和112各自分別限定旋轉軸線118、120和122，這些軸線可以是平行的且以所示的三角形模式布置。履帶組件116可因此限定圍繞具有大致的三角形形狀的元件118、120和122的行進路徑。圖1中示出的實施例可以被本領域技術人員理解為“高驅(qū)動”履帶系統(tǒng)，然而，應當認識到本發(fā)明涉及履帶系統(tǒng)的各種構型。

履帶組件116可包括第一履帶鏈條124、被圖1中的履帶鏈條124隱藏而不可看到的第二履帶鏈條202(圖2)以及與第一履帶鏈條124和第二履帶鏈條202耦合的多個履帶板126。履帶板126中的每一個可包括以傳統(tǒng)方式的一個或多個輪爪127。第一和第二履帶鏈條124/202中的每一個還可包括多個細長鏈節(jié)128，每個細長鏈節(jié)包括鏈節(jié)本體130。每個鏈節(jié)本體130可包括履帶板表面132和軌道表面134。履帶板表面132可以與履帶板126之一接觸，且軌道表面134可以與可旋轉履帶接合元件108和110之一接觸，或配置為經(jīng)由操作期間履帶組件116的前進而接觸這些元件之一。

軌道表面134可以由犧牲性磨損材料形成(如本文所進一步描述)，且配置為延緩由與可旋轉履帶接合元件108和110以及履帶輥114接觸造成的軌道表面134中的扇形凹口的形成。應當認識到，每個鏈節(jié)128和203(圖2)的軌道表面134一起形成托輥108和110以及履帶輥114在其上騎行的兩個軌道鏈條124和202中的軌道。相反地，驅(qū)動鏈輪112可接觸鏈節(jié)128和203之間的履帶組件116而不是軌道上的履帶組件116。

現(xiàn)參照圖2、3和4，第一履帶鏈條124可以經(jīng)由多個履帶銷(其中之一標識為銷204)與第二履帶鏈條202耦合。可以旋轉或固定的多個套筒205可以設置在多個履帶銷上。履帶組件116可進一步配備有與每組套筒205和履帶銷相關的多個履帶密封件207以及多個止推環(huán)209。應當認識到，在一個實施例中，履帶鏈條124中的每個鏈節(jié)和履帶鏈條202中的其配對鏈節(jié)可以是彼此的鏡像。因此，考慮到鏡像關系，本描述應當理解為指的是履帶鏈條124或202任一中的任何鏈節(jié)。

鏈節(jié)本體130可包括內(nèi)側136和外側138。鏈節(jié)本體130可限定形成于第一鏈節(jié)本體端210中的履帶銷孔206和形成于第二鏈節(jié)本體端212中的套筒孔208。履帶銷孔206和套筒孔208在內(nèi)側136和外側138之間連通。在一個實施例中，履帶銷孔206可與履帶銷之一具有過盈配合，然而套筒孔208可與套筒之一具有過盈配合?？?06和208可由未硬化材料限定以便避免形成過盈配合困難。應當認識到，可以使用各種材料硬度且本發(fā)明不應限于任何特定材料。

在一個實施例中，鏈節(jié)128和203可以成形為使得孔206和208彼此側向偏移，換句話說，沿內(nèi)側到外側方向未對準。在本實施例中，履帶鏈條124和202可包括單個寬部220和雙寬部222。單個寬部220由履帶鏈條124的區(qū)段限定，在該區(qū)段中兩個連續(xù)鏈節(jié)128和216耦合在一起且鏈節(jié)128和216之間無重疊。雙寬部222由履帶鏈條124的區(qū)段限定，在該區(qū)段中兩個連續(xù)鏈節(jié)128和216耦合在一起且鏈節(jié)128和216之間存在重疊。

參照圖4，軌道表面134可包括第一端部區(qū)段302、第二端部區(qū)段304和中間區(qū)段306。鏈節(jié)128進一步限定在內(nèi)側136和外側138之間連通的第一窗口308和第二窗口310。第一螺栓孔312和第二螺栓孔314從履帶板表面132向內(nèi)延伸并分別與第一和第二窗口308和310相交。履帶系統(tǒng)102進一步包括螺栓214，該螺栓接收在螺栓孔312和314內(nèi)并將履帶板126之一附接到相應鏈節(jié)128。

現(xiàn)參照圖5，示出了接觸可旋轉履帶接合元件108的鏈節(jié)128的一個實施例的側視圖。該視圖示出了外側138。如上所述，軌道表面134可包括中間區(qū)段306、第一端部區(qū)段302和第二端部區(qū)段304。軌道表面134可形成有多個凸起的縱向輪廓或多個冠部400。多個冠部400可包括分別位于區(qū)段302、304和306上的冠部402、404和406。

第一冠部402可延伸跨越第一端部區(qū)段302、第二冠部404可延伸跨越第二端部區(qū)段304，且第三冠部406可延伸跨越中間區(qū)段306。應當認識到，在其他實施例中，每個冠部402、404和406可完全延伸跨越其相應區(qū)段或者可延伸跨越其相應區(qū)段的一部分，由此多個冠部400可僅在軌道表面134的一部分上方延伸。在另一實施例中，每個冠部402、404和406可以設置為在軌道表面134的磨損速率最大的區(qū)域上方延伸，由此降低這些特定區(qū)域的磨損速率。例如，履帶鏈條124的單個寬部220可具有降低的扇形凹口的形成速率，因此，在一個實施例中，第一冠部402和/或第二冠部404可以配置為延伸跨越履帶鏈條124的每個相應單個寬部。

多個冠部400可由犧牲性磨損材料制成，該犧牲性磨損材料包括硬化材料比如可以經(jīng)由感應硬化或其他硬化過程形成的硬化材料，使得冠部400可延緩由與可旋轉履帶接合元件108和110以及潛在地履帶輥114接觸造成的軌道表面134中的扇形凹口的形成。另外，每個鏈節(jié)128可進一步包括未硬化材料以便避免形成鏈節(jié)128困難。多個冠部400可在鏈節(jié)128的制造期間形成在軌道表面134上。在一個實施例中，前述過程可以用于在制造期間形成冠部400。

在圖5中還示出有鏈節(jié)本體130的本體長度500、中間區(qū)段306的中間區(qū)段長度506、第一端部區(qū)段302的第一端部區(qū)段長度502和第二端部區(qū)段304的第二端部區(qū)段長度504。中間區(qū)段長度506可以大于第一區(qū)段長度502和第二區(qū)段長度504的總和。第一端部區(qū)段長度502可以等于第二區(qū)段長度504。每個區(qū)段302、304和306上的冠部402、404和406可分別具有長度502、504和506。冠部402、404和406可分別限定具有縱向中心線510、512和514的曲率半徑(未編號)。在一個實施例中，每個曲率半徑可以基本上相同；然而，應當認識到，曲率半徑可在每個冠部402、404和406之間變化。特別地，每個冠部402、404和406的每個曲率半徑可以為約500毫米至約1000毫米。更具體地，曲率半徑可以為約800至約900毫米。

每個冠部402、404和406可分別包括與每個相應曲率半徑的縱向中心線510、512和514重合的頂點520、522和524。在一個實施例中，頂點520、522和524的高度在共用平面內(nèi)。在另一實施例中，頂點520和522的高度在共用平面內(nèi)，然而第三冠部524的頂點在不同平面，或多或少高于第一冠部頂點520和第二冠部頂點522。第一和第二冠部頂點520和522與第三冠部頂點524之間的高度差異可以在0毫米至約12毫米的范圍。

在另一實施例中，軌道表面134可包括限定連續(xù)或均勻表面(未示出)的多個冠部400。均勻表面可從第一端部區(qū)段302連續(xù)延伸到第二端部區(qū)段304，由此每個冠部402、404和406的曲率半徑近似極大。均勻冠部表面可以通過在硬化過程期間輥軋冠部400、添加填充材料或本領域已經(jīng)的其他方法形成。應當認識到，軌道表面134還可從外側138均勻橫向地延伸到內(nèi)側136。

在另外的實施例中，多個冠部400可配置為包括多個輪廓。例如，冠部402、404和406可以配置為使得他們形成單個凸起的輪廓(未示出)。在本示例中，冠部406可具有比第一和第二冠部520和522的頂點較高的頂點524。冠部可以軋制，或者填充材料可用于形成單個凸起的輪廓。另一示例可包括形成有兩個冠部的軌道表面134。這可包括分別設置在第一端部區(qū)段302和第二端部區(qū)段304處的第一冠部402和第二冠部404，從而形成兩個凸起的輪廓。

操作具有鏈節(jié)128的地面接合履帶系統(tǒng)102的方法包括圍繞多個可旋轉履帶接合元件108、110和114使履帶鏈條124和202前進，由此使鏈條的前進的力由鏈輪112提供。在前進期間，細長鏈節(jié)128與可旋轉履帶接合元件108、110和114接合。細長鏈節(jié)128中的每一個的軌道表面134可接觸可旋轉履帶接合元件108、110和114中的每一個。冠部400在操作期間可能被磨損。然而，通過與多個可旋轉元件108、110和114接觸而產(chǎn)生的軌道表面134中的扇形凹口的形成可以被延緩。

除非本文另外指出，否則本文對數(shù)值范圍的敘述僅僅用作一種速記方法，分別涉及落入范圍內(nèi)的各單獨數(shù)值，并且各單獨數(shù)值包含在說明書內(nèi)，如同在此個別列舉一樣。本文所述的所有方法可以任何合適的順序進行，除非本文另有說明或者上下文清楚地相反指示。

工業(yè)實用性

本發(fā)明提供用于延緩地面接合履帶系統(tǒng)102中的履帶組件116的鏈節(jié)128的磨損的有利系統(tǒng)和方法。由于他們在正常操作基礎上遭遇的過度載荷，履帶組件116具有有限的預期壽命。在標準履帶組件的單個旋轉中，每個鏈節(jié)128移動進入與多個托輥108/110和輥子114接合，并然后隨著履帶組件124的前進而退出接合。隨著履帶圍繞其路徑移動，履帶組件116可趨于從接近托輥108/110的直線構型轉變?yōu)閺澢鷺嬓汀ｋS著履帶組件116從直線構型轉變?yōu)閺澢鷺嬓?，視情形而定，鏈條中的相鄰鏈節(jié)變得稍微更靠近在一起或更分離開來，并因此靠在履帶接合元件108、110和112的外表面上滑動。隨著時間推移，該接觸導致變形或扇形凹口，隨著機器100行進過基底，這可導致振動和碰撞。另外，鏈節(jié)128的使用壽命可能受限，且因此，履帶組件116的使用壽命可能受限。履帶鏈節(jié)128的扇形凹口可能是履帶工作壽命中的限制性因素，且更換鏈節(jié)128的時間和努力可能很長，從而導致對履帶系統(tǒng)用戶高的成本和損耗的操作時間。

通過在軌道表面134上形成冠部400，可以延緩扇形凹口的形成，且可以延長履帶鏈條124的使用壽命。具體地，在軌道表面134上的某些位置中使用包括定位冠部的冠狀構型可降低關鍵區(qū)域的磨損。除了其他區(qū)域，這些關鍵區(qū)域可包括履帶鏈條124的單個寬部220或者鏈節(jié)128的中間區(qū)段306。進一步地，通過使用由硬化材料制成的多個冠部400，由未硬化材料制成的鏈節(jié)128避免了在制造期間形成鏈節(jié)本體130困難。

應當認識到，前述描述提供了所公開系統(tǒng)和技術的示例。然而，可設想本發(fā)明的其他實施方式可以與前述示例在細節(jié)上不同。本發(fā)明的所有引用或其示例旨在在該處引用所討論的特定示例，并且更一般地不旨在暗示對本發(fā)明的范圍的任何限制。所有對于某些特征的區(qū)別和貶低的語言只是用來表示這些特征并不是優(yōu)選的，除非另外說明，并不打算將這些特征完全排除在本發(fā)明的范圍之外。