履带销保持系统和方法 |
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| 申请号 | CN201310343714.8 | 申请日 | 2013-08-06 | 公开(公告)号 | CN103569229B | 公开(公告)日 | 2017-03-01 |
| 申请人 | 卡特彼勒公司; | 发明人 | M·杜米特鲁; T·J·亚尼阿克; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 履带 销保持系统和方法，具体地，本发明可提供一种形成履带组件的方法。在该方法中，履带销可设置在第一履带链节的第一通孔和第二履带链节的第二通孔内。可向 定位 在第一 位置 的工具施加 力 以使第一履带链节的环绕第一通孔的第一部分塑性 变形 ，由此在履带销和第一履带链节之间形成第一连接。向定位在第二位置的工具施加力以使第一履带链节的环绕第一通孔的第二部分塑性变形，由此在履带销和第一履带链节之间形成第二连接。第二连接可在第一连接之后形成。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种形成履带组件的方法，包括： |
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| 说明书全文 | 履带销保持系统和方法技术领域[0001] 本发明整体涉及用于移动机器的履带组件，更具体涉及用于将履带销保持在履带组件的履带链节内的系统和方法。 背景技术[0002] 履带式移动机器可包括在机器的左右侧上的履带组件，它们用于推进机器。总体上，每个履带组件可包括连接到履带板的多个履带链节。履带链节彼此连接以形成环形或者闭合的履带组件。在机器的每一侧上，被机器的发动机驱动转动的链轮接合履带组件以围绕间隔开的滑轮机构平移履带组件。随着履带链节围绕滑轮机构平移，连接到履带链节的履带板接合机器下面的地面，以在机器的希望行驶方向相反的方向上将转矩从链轮传递到地面，由此推进机器。 [0003] 每个履带组件还包括用来将履带链节彼此连接从而形成履带组件的履带销。履带销和履带链节之间的连接必须充分以在机器在地面上操作的过程中将销保持在链节内。否则，履带组件会由于履带链节变得彼此不连接而失效。连接必须要承受的载荷取决于多个因素，例如机器的重量、履带链节的尺寸或材料、履带销的尺寸或材料、机器操作的环境、由履带板接合的地面的特征或其他因素。 [0004] 授予Hashimoto等人的美国专利No.6,280,173涉及履带链节和履带销之间的多种连接。在Hashimoto专利中，履带链节或履带销塑形变形，以形成连接链节和销的间断的间隔开的突起。但Hashimoto专利具有多个缺陷。例如，在Hashimoto专利中，使用工具来向链节或销上的多个位置同时施加轴向力，使得间断突起同时形成。因此，施加相对高的力的压具必须向工具施加轴向力。压具的寿命以及工具的寿命由于这些高的力的循环应用而较短。此外，修理或更换能够施加所述高的力的压具或工具也很昂贵。 [0005] 本发明的将履带销保持在履带链节内的系统和方法可克服一个或多个上述不利或者其他已知的系统或方法的其他不利。 发明内容[0006] 本发明可提供一种形成履带组件的方法。履带销可设置在第一履带链节的第一通孔和第二履带链节的第二通孔内。可向定位在第一位置的工具施加力以使第一履带链节的环绕第一通孔的第一部分塑性变形，由此在履带销和第一履带链节之间形成第一连接。同样向定位在第二位置的工具施加力以使第一履带链节的环绕第一通孔的第二部分塑性变形，由此在履带销和第一履带链节之间形成第二连接。第二连接可在第一连接之后形成。 [0007] 本发明还可提供一种形成用于移动机器的环形履带组件的方法。第一履带链节和第二履带链节可设置在固定装置中，使得形成在第一履带链节和第二履带链节中的通孔的轴线大致共线和平行。履带销可设置在通孔中，使得在销和第一履带链节的通孔之间实现干涉配合。履带销的端面可与环绕第一履带链节的通孔的套筒的端面对准，使得所述端面大致共面。力可施加到定位在第一位置的工具以使套筒的第一部分塑性变形，由此使材料从套筒流入履带销的通道中从而在履带销和第一履带链节之间形成第一连接。同样力可施加到定位在第二位置的工具以使套筒的第二部分塑性变形，由此使材料从套筒流入所述通道从而在履带销和第一履带链节之间形成第二连接。附图说明 [0008] 图1是一种示例性公开的移动机器的图示； [0009] 图2是图1的移动机器的履带组件的分解说明； [0010] 图3是图1的移动机器的履带组件的截面视图；和 [0011] 图4示出与本发明一致的在履带组件的履带链节内保持履带销的一种示例性方法。 具体实施方式[0012] 图1示出了具有通过功率源14驱动的履带底架12的履带式移动机器10。机器10可以是执行与例如采矿、挖掘、建筑、农业的行业或任何其他行业相关的操作的任何类型的机器。例如，机器10可以是运土机器，例如推土机、装载机、挖掘机或任何其他类型的运土机器。但机器10不局限于运土机器，而是可以是包括履带的任何机器，例如冷铣刨机(cold planar)、铺管机、拖拉机、收割机或者其他机器。 [0013] 功率源14可以一范围的输出速度或转矩驱动机器10的履带底架12。功率源14可以是发动机，例如柴油发动机、汽油发动机、气体燃料发动机或者任何其他类型的发动机。功率源14替代地可以是非燃烧的功率源，例如燃料电池、功率存储装置或者任何其他功率源。因此，功率源14不局限于任何特定形式的功率源。根据本发明，功率源14可以整体从机器10省去，例如在机器10是通过另一机器拉动的拖车时。 [0014] 链轮16可以设置在机器10的每一例上。每个链轮16可通过功率源14转动驱动。履带组件20也可以设置在机器10的每一侧上。每个履带组件20可以包括通过履带销组件24彼此连接的多个履带链节22。被构造成接合机器10下面的地面的履带板26可以连接到履带链节22。履带组件20的每个可形成闭合的环，并且每个闭合的环可以通过彼此间隔开的两个滑轮机构28支承在机器10的一侧上。通过这种布置，通过功率源14转动的链轮16可接合并传递转矩到履带销组件24，造成履带组件20围绕两组滑轮机构28运动。 [0015] 图2示出了其中一个履带组件20的一部分，其包括4个履带链节22、1个履带销组件24和1个履带板26。如图2所示，履带链节22可包括履带链节22a和履带链节22b。履带链节 22a和22b可以彼此镜像，并且彼此相对地设置在履带组件20内，使得履带链节22a形成履带组件20的一侧，而履带链节22b形成履带组件20的相对侧。当图2所示的部件彼此组装时，一个履带销组件24可用来连接4个履带链节22(例如，两个履带链节22a和两个履带链节22b)，一个履带板26可连接到一个履带链节22a和一个履带链节22b，另一个履带板26(未显示)可连接到另一履带链节22a和另一履带链节22b。虽然附图显示了履带链节22的具体例子，但本发明不局限于包括如图2所示的履带链节22a、22b的系统或方法。相反，本发明的履带销保持系统和方法可与形成能够由履带式移动机器使用的履带组件的任何类型的履带链节一起使用。 [0016] 如图2所示，连接履带链节22的每个履带销组件24可包括履带销30、套管32和至少一个保持环34。套管32可设置在履带销20上，使得套管32相对于履带销32转动。通过这种布置，被转动驱动的链轮16(图1)可接合套管32，并且套管32可在履带销30上与链轮16一起转动。由于施加到套管32的力，履带销30可平移，造成履带组件20围绕滑轮机构28运动(图1)，如上所述，以在地面上运动机器。 [0017] 保持环34可设置在履带销30的一例上，以在套管32接触保持环34时用作将套管32定位在履带销30上的停止件。根据本发明，各自位于履带销30的每端上的两个保持环34可用来将套管32定位和保持在履带销30上。替代地，保持环34可整体从履带销组件34省去。在这种布置中，套管32可通过设置在套管32两侧上的两个链节(例如一个履带链节22a和一个履带链节22b)保持在履带销30上。 [0018] 每个履带链节22a和22b可包括一个或多个通孔36，而每个履带板26可包括对应的通孔38。每个履带链节22a和22b还可包括与通孔36对准的一个或多个开口40。通过这种布置，例如螺栓(未显示)的螺纹紧固件可设置在通孔36和38内以将履带板26附接到履带链节22a和22b，并且例如螺母(未显示)的相应螺纹紧固件可设置在螺栓端部上。开口40可形成为便于螺母放置或上紧至螺栓的端部上，例如通过设置尺寸、形状或者定位成适应用来上紧螺母的工具。 [0019] 每个履带板26可包括形成地面接合表面的大致矩形的平面基部42。履带板26还可包括从平面基部42向外延伸的履带齿片44。履带齿片44可增加履带组件20在机器下面的地面上的牵引。虽然图2显示了包括单个履带齿片的履带板26，但履带板26不局限于一个履带齿片44。例如，每个履带板26可包括多个履带齿片44，例如三个履带齿片44。此外，虽然图2显示了具有矩形截面的条形状的履带齿片44，但履带齿片44并不局限于此形状。例如，履带齿片44可以是多个条、一个或多个长钉、一个或多个弯曲或者这些不同形状的组合。履带齿片44可永久附接到履带板26，例如通过焊接，或者可以可去除地附接到履带板26，例如通过螺栓，以便于更换。 [0020] 虽然图2显示了履带板26的具体例子，但本发明的实施方式不局限于包括履带板26的系统或方法。相反，本发明的实施方式可以与形成由履带式移动机器使用的履带组件的一部分的任何类型的履带板一起使用。替代地，履带板可以整体从履带组件20省去，使得否则会接触履带板26的履带链节22a、22b的表面可接触机器下面的地面。 [0021] 履带链节22a和22b的每一个可限定被构造成接收履带销组件24的至少一部分的多个附加通孔。例如，每个履带链节22a和22b可包括形成在履带链节的一端上的通孔50。每个通孔50可被构造成接收履带销30的一部分并在履带组件20组装时靠近和/或与套管32的端面或者保持环34的端面接触地设置。当履带组件20组装时，履带销组件24可在通孔50内转动或者相对于通孔50转动。因此，通孔50的直径可以大于设置在通孔50内的履带销30部分的直径。轴承组(未显示)、例如滚子轴承组件可设置在通孔50内和/或在履带销组件24的设置在通孔50内的部分上。 [0022] 履带链节22a和22b的每个还可包括通孔52，其形成在履带链节的与上面形成有通孔50的一端相对的一端上。每个通孔52可被构造成接收靠近履带销30的自由端54的履带销30部分。当履带组件20组装时，可防止履带销组件24的履带销30在履带销30所连接的两个履带链节22a和22b的通孔52内转动或者相对于其转动，虽然可允许设置在履带销30上的套管32相对于履带链节22a和22b和履带销30转动。例如，每个履带销30的两个自由端54可连接到履带链节22a和22b的环绕通孔52的材料。履带销30和环绕通孔52的材料之间的连接可通过将每个通孔52的直径设置成与设置在通孔52内的履带销30的自由端54的直径大致相同尺寸或者略小于后者的直径形成。通过这种布置，可在履带销30和履带链节22a和22b的环绕通孔52的材料之间形成干涉配合。根据本发明，履带销30和履带链节22a和22b之间的这种连接可从每个履带组件20省去。 [0023] 每个履带链节22a和22b可包括环绕两个通孔52中的每一个的套筒58。每个套筒58可用来形成与履带销30的自由端54的另一连接。这些连接可以是上述的干涉配合以外的或者替代上述的干涉配合。套筒58的轴线与套筒58环绕的通孔52的轴线大致共线并大致平行。因此，在履带销30插入通孔52中时，履带销30的轴线与套筒58和/或通孔52的轴线大致共线并大致平行。这种连接将参考图4在下面详细描述。 [0024] 图3显示了履带组件20的一部分的截面图。如图3所示，当履带组件20被组装时，履带销组件24可设置在履带链节22a和22b的通孔50和52内。套筒58在上面转动的履带销30的自由端54的端面可与套筒58的端面大致共面。每个履带销30可包括两个通道60或者其他空隙，每个靠近履带销30的每个自由端54，用来形成套筒58和履带销30之间的连接。根据本发明，每个通道60的形状的截面可以是半圆，或者通道60可具有其他形状。替代地，通道60可整体从每个履带销30的一个或两个端部省去。每个通道60可是连续的(例如环绕履带销30的大致和整个圆周)或者是间断的。 [0025] 工业实用性 [0026] 本发明的履带销保持系统和方法可以应用于具有包括由履带销连接的履带链节的履带组件的任何机器。以下参考图4的讨论提供用于履带链节与履带销组装的一种示例性过程，其可形成在机器在地面上的操作过程中充分保持链节内的销的连接。这些连接可在履带销和履带链节之间的干涉配合不足以保持链节内的销或者该干涉配合被省去时使用。 [0027] 如步骤410所示，两个履带链节22可相对于彼此定位。例如，同类型的两个履带链节(例如，两个履带链节22a或者两个履带链节22b)可定位在固定装置中。具体地，履带链节可被保持成使得要安装履带板26的履带链节22的表面面对相同方向(例如两个都面向上或者都面向下)。两个履带链节22还可定位在固定装置中使得一个履带链节22的通孔50邻近另一履带链节22的通孔52并与其对准，并使得环绕通孔52的套筒58在包括通孔50的履带链节22的外部。通孔50和52可通过将通孔50和52的轴线对准成彼此大致平行并大致共线来对准。 [0028] 如步骤420所示，履带销30可设置在彼此对准的通孔50和52内。根据上面的讨论，通孔50的直径可相对于设置在通孔50内的履带销30的部分的直径扩大设置尺寸，使得履带销30可相对于通孔50转动。当通孔50要包括轴承组时，轴承组可在履带销30插入到通孔50中之前或之后设置在履带销30上或者通孔50内。如上面讨论的，轴承组可整体从履带组件20省去。履带销组件24的其他部件，例如套管32和保持环34可在履带销30插入在通孔50内之前或之后设置在履带销30上。不论其何时设置在履带销30上，套管32可相对于履带销30和通孔50转动，甚至在组装完成后。在此步骤期间，履带销30的自由端54的端面可对准成与环绕通孔52的套筒58的端面大致共面。 [0029] 如上面讨论的，通孔52的直径可与履带销30的设置在通孔52内的部分的直径大致相同或者略小于后者的直径。因此，可在履带销30的自由端54和环绕通孔52的材料之间实现干涉配合。这种干涉配合可防止履带销30相对于通孔52转动。根据本发明，不是一定要在通孔52和履带销30之间实现干涉配合。 [0030] 如步骤430所示，可在套筒58的圆周上的第一部位处在履带销30和套筒58之间形成第一连接。例如，套筒58的材料的至少一部分可塑性变形以形成与履带销30的连接。套筒58的塑性变形可通过套筒58的轨道型锻实现。具体地，型锻工具可被取向成使得型锻工具的轴线相对于履带销30和套筒58的轴线设置在非零度的角度处(例如，使得型锻工具的轴线与履带销30的轴线、通孔52的轴线和/或套筒58的轴线不平行)，它们如上面所述是大致共线并接近平行。非零角度可以在大致5度和10度之间，或可以是任何其他角度。 [0031] 型锻工具可相对于套筒58的圆周定位在第一位置。压具可用来向型锻工具施加力，以使套筒58的在套筒58上的第一部位处的材料塑性变形，由此形成套筒58和履带销30之间的第一连接。如上所述，履带销30的自由端54可包括通道60，套筒58的材料变形到通道中并在这种连接的形成中流动。套筒58的流入通道60中的材料可以但不必须是唇或者套筒58的类似结构。 [0032] 因此，根据本发明实施方式，力可只施加到套筒58的相对小的区域，而不是如已知的系统和已知的方法所进行的那样同时施加到套筒58的多个部位。因此，根据本发明，向型锻工具施加力的压具不必能够向工具施加高的力。因此，压具的寿命以及型锻工具的寿命与利用高力的压具和工具相比长得多。 [0033] 如步骤440所示，型锻工具可重新定位在相对于套筒58的圆周的第二位置处，用于随后在沿着套筒58的圆周的第二部位处在履带销30和套筒58之间形成第二连接。例如，型锻工具可围绕工具本身的与套筒58的轴线大致共线并大致平行的转动轴线转动到第二位置。在这种转动过程中，型锻工具可相对于套筒58的轴线保持在大致相同的非零度角度。替代地，型锻工具可相对于套筒58的轴线重新取向在不同的非零度角度。 [0034] 如步骤450所示，接着可在第二部位处在履带销30和套筒58之间形成第二连接。例如，套筒58的不同部分的材料可塑性变形以形成与履带销30的第二连接。类似于步骤430，套筒58的塑性变形可经过套筒58的轨道型锻实现。压具可用来向型锻工具施加力以使套筒58的在第二部位处的材料塑性变形，由此形成套筒58和履带销30之间的第二连接。如上所述，履带销30的自由端54可包括通道60，套筒58的材料可在这种连接的形成过程中变形和流入通道60。因此，第二连接可与第一连接形成在不同时间(例如，不同时)。 [0035] 虽然图4中未显示，但附加的过程可用来在履带销30和履带链节22之间提供附加的连接。例如，型锻工具可继续重新定位在其他位置，使得套筒58在沿着套筒58的圆周的多个单独的、离散的部位(例如4个部位或8个部位)塑性变形。替代地，套筒58可围绕大致整个圆周塑性变形。 [0036] 还可进行进一步的过程以附接履带组件20的其他部件。例如，当步骤410至450用来形成与一个履带销组件24连接的两个履带链节22的子组件时，随后的操作可将其他履带链节22a连接到该子组件。替代地或另外地，随后的操作可将履带链节22b连接到子组件。因此，附加的履带链节22a和22b可与附加的履带销组件24一起使用以形成履带组件20。履带板26也可安装在履带链节22上。 |
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