专利名称：用于履带式作业机械的履带链的筒组件和使用该筒组件的作业机械的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及履带式作业机械，更具体地涉及一种用于履带式作业
机械的履带链的可旋转的套筒筒组件(bushing cartridge assembly),其 具有第 一和第二插入件，所述插入件具有围绕筒的销定位的载荷传输环形突起。
背景技术：
履带式作业机械通常在建筑业、采矿业、石油天然气、林业和在其它 严酷的操作环境中使用。这种作业机械利用在其本体的每一侧设置一个的 履带而不是车轮，所述履带由通常围绕驱动链轮和一个或多个惰轮延伸的 一连串相配合的链节组成。履带或"履带链"与地面接合，并使作业机械 能够在相对粗糙的地形上到处移动。
履带链本身通常包括彼此配合的可动的金属链节。在多个小时的操作 过程中，即使在使用了轴承和润滑油以减少履带链部件之间的摩擦的情况 下，移动的履带链部件的金属与金属的持续接触也会造成显著的磨损。对 于可能将履带链部件置于巨大的载荷下的较大的履带式作业机械，与磨伤 及其它磨损有关的问题往往特别普遍。在某些情况下，大载荷确实可能造 成支承履带链轴承的销发生挠曲，并且，由于向轴承/支承组件的分立区 域施加的载荷不均衡而可能导致磨损问题，从而造成严重的磨损。在现有 技术中，易于迫使轴承组件的销或履带的部分相对于作业机械的前进方向 侧向移动的载荷已知为侧向载荷，且迄今为止尤其难以处理。侧向载荷确 实能够造成履带链节的相邻部分彼此碾磨。
从授予Oertley的美国专利No. 6,485,116中已知一种目的在于限制履
带链中的某些类型的磨损的连接结构。Oertley使用了围绕销定位并与中央 套筒相互作用的滑动轴承。该滑动轴承具有冠状键，以协助将某些载荷导 向其中央，从而减少不均衡载荷。尽管Oertley提出了一种至少针对某些 载荷类型的成功的方法，但是，总是存在改进的余地。 本发明致力于上文所述的一个或多个问题或不足。
发明内容
一方面，本发明提供了一种用于履带式作业机械的履带链的滑动轴承 组件。该组件包括限定一轴线的销和围绕销定位的可旋转的套筒。还设有 分别定位在可旋转的套筒的相对侧的第 一和笫二插入件。各插入件包括一 径向载荷支承表面和围绕销延伸的环形突起，该环形突起具有位于其上的 轴向载荷支承表面。
另一方面，本发明提供了一种履带式作业机械。该作业机械包括一内 侧履带链节和一外侧履带链节。设有与内侧和外侧履带链节可移动地配合 的滑动轴承组件。滑动轴承包括限定一轴线的销和围绕销定位的可旋转的 套筒。第一和第二轴向/径向载荷传递插入件与内側履带链节相配合，每个 插入件包括围绕销延伸的环形突起。
在又一方面，提供了一种操作履带式作业机械的方法。该方法包括在 内侧履带链节和外侧履带链节之间插入可旋转的套筒-滑动轴承/套式轴 承筒组件(bushing sleeve bearing cartridge assembly )的步骤。该方法还 包括减少内侧履带链节和外侧履带链节之间的磨损的步骤，该步骤通过将 链节上的轴向载荷经由可旋转的套筒-滑动轴承筒组件的两个插入件各自 的向内延伸的环形突起进行传递而实现。
图1是根据本发明的履带式作业机械的侧视图2是根据本发明的一个实施例的履带链的部分的等轴测图3是根据本发明的 一个实施例的可旋转的套筒-滑动轴承筒组件的侧剖视图4是根据本发明的另一实施例的可旋转的套筒-滑动轴承筒组件的侧 剖视图5是根据本发明的又一实施例的可旋转的套筒-滑动轴承筒组件的侧 剖浮见图。
具体实施例方式
参照图1，该图示出了根据本发明的一个实施例的履带式作业机械10。 该作业机械IO包括作业机械本体12，在其一侧安装有驱动链轮20。履带 链14围绕驱动链轮20及后惰轮18和前惰轮19延伸。履带链14包括多个 链节15，每个链节与1至2个其它链节经由滑动轴承筒组件(sleeve bearing cartridge assembly) 30可动地配合。作业机械本体12可与多个履带轮17 配合，它们以常规的方式倚靠履带链14转动。作业机械10可以常规的方 式在其相对侧上包括相同的履带链、驱动链轮和惰轮。作业机械10示出为 较庞大的"高驱动式"拖拉机，但是，应意识到，本发明并不局限于此， 根据本发明可设计出各种各样的履带式作业机械中的任意 一种。
参照图2，该图示出了履带链14的一部分并表示出相邻的和配合在一 起的履带链节15的部分。履带链节15可以相同，这里所述的"内，，和"外" 链节表示对向安装的链节，如图2所示。滑动轴承筒组件30 (在下文中称 为"筒组件30")将每个履带链节15可移动地配合在相邻的履带链节上。 在一个设想的实施例中，每个筒组件30包括一预装配的、不可修复的模块， 该模块可与相邻的履带链节压配合，如文中所述。 一旦压配合，则可以在 希望时将某些部件焊接在一起。筒组件30的各部件无须被预装配，而是可 以在装配整个履带链14时彼此配合和与履带链节15配合而不偏离本发明 的范围。另夕卜，每个筒组件30无须与履带链节压配合，而是可以经由一些 其它装置与履带链节配合。
特别地参照大约示出在图2的中央的剖开的筒组件30，筒组件30可 包括限定一轴线"L"的销34。在销34的一端或两端分别定位有第一和第二环形轴环44a和44b,该第一和第二环形轴环44a和44b可与销34压配 合，如文中所述。可在销34中设置孔腔35,以允许向筒组件30的部件提 供润滑油。在孔腔35的一端或两端通常定位有密封件31。分别靠近轴环 44a和44b以及在轴环44a和44b内侧(沿轴线L朝向筒组件30的中央) 分别定位有第一和第二环形插入件36a和36b。在插入件36a和36b之间 定位有可旋转的套筒42。在一个设想的实施例中，在与销34配合时，轴 环44a和44b将可4t转的套筒42、插入件36a和36b以及筒组件30的其 它部件夹置在其间。插入件36a、 36b、可旋转的套筒42和止推环(文中 所述)可围绕销34滑动配合。在作业机械的操作过程中，当履带14围绕 其路径行进时，可旋转的套筒42通常倚靠如图1所示的驱动链轮20转动， 也可以倚靠惰轮18和19转动。
根据本发明的多个可能的实施例中的一个示出图2的筒组件30。每个 履带链节15通常是相同的，并可包括内链节组15b与外链节组15a。每个 内链节组和外链节组可经由筒组件30与相邻履带链的外链节或内链节配 合。具体地，内链节15b可与插入件36a和36b联接，例如与其压配合， 外链节15a可与轴环44a和44b配合，也例如与其压配合。插入件36a和 36b可比轴环44a和44b具有略大的外径。外链节15a与内链节15b通常 分隔开一较小的间隙"Z"，以便链节15a和15b可在操作期间相对于彼 此转动而基本不接触，如文中所述。
在图2的实施例中，可旋转的套筒42可定位在两个滑动轴承40上。 插入件36a和36b也可定位在两个分开的滑动轴承40上。可以设想，每个 滑动轴承40可由较硬的金属材料如渗氮钢形成，并可包括在其外径的中点 附近的曲线形的周向冠状键41。但是，可以设想其中套筒40包括另一种 冠状键结构或没有冠状键的实施例。也可在每一个轴环44a和44b与插入 件36a和36b之间、以及在插入件36a和36b与套筒42之间设置和定位 有多个密封件43。密封件43可以是环形的弹性密封件，例如与授予 Hasselbusch等人的美国专利No. 6,382,742中所述的类型相似。
每个插入件36a和36b可包括一轴向座孔47,各套筒件40定位成至少部分地位于相应的轴向座孔47内。在图2所示的实施例中，支承插入件 36a和36b的外侧滑动轴承40分别向外伸出各自的座孔47,并在筒组件 30相应的端部与轴环端接或几乎端接。支承套筒42的内侧滑动轴承40可 从其各自的位于套筒42内的位置向外伸出，并与插入件36a和36b端接或 几乎端接。插入件36a和36b与其对应的滑动轴承40之间的相互作用允许 径向载荷从内側链节板15b经由各插入件36a、 36b的内径传递到插入件 36a、 36b、到滑动轴承40，并此后从滑动轴承40传递到销34。
每一个冠状键41允许横向于轴线L的载荷在每个滑动轴承40和销34 之间的界面上较均匀地支承。换句话说，每个较小的冠状键41确保每个插 入件36a、 36b将载荷主要地传递至每个冠状键41而不是每个滑动轴承40 的边部一一即使在"径向"载荷包括非径向的矢量分量时。所述载荷转而 经由每个滑动轴承40传递给销34,该载荷通常将会在滑动轴承40和销34 之间的界面上更加均勻地分布，从而避免对任一相邻部件的不均衡磨损。 以与径向载荷在插入件36a、 36b和销34之间的传递类似的方式进行径向 载荷经由滑动轴承40在套筒42和销34之间的传递。
每个插入件36a和36b还包括一靠近座孔47的内侧端的环形突起38, 该环形突起38从相应的插入件向内朝向销34延伸。每个环形突起38还可 构造用于将作用在各插入件36a、36b上的轴向栽荷沿内侧或外侧方向传递 到相邻的滑动轴承40上。每个环形突起38可包括位于其相对侧的轴向载 荷传递表面39。轴向载荷应理解成包括作用于筒组件30上的与轴线L大 致同向的载荷。但是，本领域的技术人员应能意识到，实际上，在作业机 械的操作期间筒组件30可能遇到的所有载荷都将包括轴向矢量分量和径 向矢量分量。
因此，筒组件30的径向和轴向载荷支承特性通常将协同工作。例如， 每个环形突起38可将载荷的轴向部分传递到相邻的滑动轴承40上，每个 插入件36a、 36b可将载荷的径向部分传递到设置在各自的座孔47中的滑 动轴承40。另外，根据载荷的方向，其径向分量和轴向分量最初均可被传 递至同一滑动釉承40。
图3示出才艮据本发明的筒组件230的另一实施例。筒组件230在某些 方面与筒组件330类似，并在其中使用相同的标号以标示与图2所示的特 征结构相同的某些特征结构。另外还可设想，可在图2的履带14中用筒组 件230替换所示的筒组件，文中所述的其它轴承组件实施例亦如此。与图 2的实施例相比，筒组件230不包括设置在套筒42和销34之间的滑动轴 承。相反，套筒42包括与销34的外径近似的大致恒定的内径，并(可) 围绕销34旋转。在筒组件230中可设有一侧向孔腔29，该侧向孔腔29与 轴向孔腔35相连，以允许在套筒42和销34之间提供润滑液。在文中所述 的任一实施例中均可设有側向孔腔。可在套筒42的相对侧定位一组环形的 止推环46，以便可以在插入件36a和36b的环形突起38与套筒42之间传 递轴向载荷。
图4示出根据本发明的筒组件330的又一实施例。再次4吏用相同的标 号以标示与关于前述实施例所述的某些特征结构相周的那些特征结构。图 4的筒组件330与图2和3的实施例不同，不同之处例如在于，每个插入 件336a和336b的环形突起38定位成靠近相应的轴向座孔347的外侧端。 止推环46可分别设置在插入件336a和336b与轴环44a和44b之间，以 在它们之间传递轴向载荷。
图5示出才艮据本发明的筒组件430的又一实施例。筒组件430与图4 的筒组件330类似，但主要区别在于，还在套筒42和销34之间在相对端 设置滑动轴承40。
工业适用性
当作业机械10行进过工作表面时，履带14将围绕链轮20及惰轮18 和19沿其路径行进。在履带14遇到其路径中的曲面时，例如当履带14 经过不平整表面时，或者当履带14绕过链轮20或惰轮18和19时，相邻 的履带链节15将相对于彼此转动。特别地参照图2，当相邻的履带链节转 动时，链节15a和15b将相对于彼此转动。因此，插入件36a和36b将围 绕销34相对于轴环44a和44b旋转。因为轴环44a和44b通常与销34固定地配合、例如是压配合，所以，它们将相对于销34保持固定。
当履带14遭遇侧向载荷时，例如在沿同向于轴线L的方向相对于内 侧链节板15b推动外侧链节板15a时，轴环之一将支承直接相邻的部件。 例如，在外侧链节板15a推至图2的实施例的左侧时，右側轴环44b将支 承在最右侧的直接相邻的滑动轴承40上。最右侧的滑动轴承40转而将轴 向载荷传递给插入件36b的环形突起38，环形突起38再将轴向载荷传递 给直接相邻的滑动轴承40,并沿与轴线L平行的方向如此(传递)，最终 到达左侧轴环44a。内侧链节15b也可类似地被ii^目对于外侧链节15a推 到一侧，在该情况下，将相继发生类似的过程，从而将轴向载荷传递通过 筒组件30。作用轴向载荷的过程与在图3-5的实施例中几乎一样，除了止 推环46也将参与载荷通过筒组件的传递。
因此，本发明提供了一种轴承组件、例如一种筒-轴承组件，该组件能 够比早先的设计更好地适应某些类型的载荷。在某些早先的设计中，载荷 不均衡地分布，造成过度和/或不均勻磨损。在某些设计中更加糟糕，相邻 的履带链节受迫于側向载荷而可能会彼此接触，不仅造成轴承组件的不适 当的磨损，也造成履带链节自身的不适当的磨损。通过设置所述轴环、载 荷支承突起，可将轴向载荷有效地传递通过所述组件。因此，内侧和外侧 履带链节不那么易于被迫彼此接触并经受由此导致的磨损。另外，通过结 合以滑动轴承、特别是带有冠状键的滑动轴承来支承插入件，可以将径向 载荷传递到销34，而不会不均衡地加载到轴承组件部件的边缘。
履带14的履带链节通常将先于筒组件30被磨坏。但是，可能发生部 件失效或密封泄露，并且，对于给定的作业机械，在有些情况下，希望在 再造履带之前更换一个或多个筒组件。在这种情况下，可以使用拔取机构 或其它一些装置将受损的筒组件从履带14上拆下。然后可在该筒组件的位 置上替换一新的筒组件，并将履带链节再一次围绕筒组件压入。
本说明书只是出于举例说明的目的，而不应被认为以任何形式限制了 本发明的范围。因此，本领域的技术人员将能领会到，可对目前公开的实 施例做出多种改变而不偏离本发明的意图和范围。例如，尽管设想(使)
外冠状键位于滑动轴承40上可以是实用的实施策略，其它实施例可包括 (使)冠状键位于插入件36a和36b的内径上，以及/或者位于套筒42而 不是滑动轴承自身的内径上。通过仔细研究附图和所附权利要求将可以显 见(本发明的)其它方面、特征和优点。
权利要求
1.一种用于履带式作业机械(10)的履带链(14)的滑动轴承组件(30)，包括限定一轴线(L)的销(34)；围绕所述销(34)定位的可旋转的套筒(42)；以及分别定位在所述可旋转的套筒(42)的相对侧的第一和第二插入件(36a，36b)，每个所述插入件(36a，36b)包括一径向载荷支承表面和围绕所述销(34)延伸的环形突起(38)，该环形突起(38)具有位于其上的轴向载荷支承表面(39)。
2. 根据权利要求l所述的滑动轴承组件(30)，其特征在于，还包 括各自靠近所述插入件(36a, 36b)之一的环形突起(38)定位的第一和 第二滑动轴(40)，其中，所述第一和第二插入件(36a， 36b)分别包括一轴向座孔(47 );以及所述第一和第二滑动轴承(40)分别定位成至少部分地位于相应的插 入件(36a， 36b)的轴向座孔(47)中。
3. 根据权利要求3所述的滑动轴承组件(30)，其特征在于， 所述第一和第二滑动轴承(40)分别包括一曲线形的冠状键(41);以及所述滑动轴承组件(30 )包括一不能修复的筒，该筒包括在所述销(34 ) 的相对侧固定地配合的第一和第二轴环(44a, 44b )，所述轴环(44a， 44b) 将各所述插入件(36a， 36b)和所述可旋转的套筒(42)夹置于其间。
4. 根据权利要求3所述的滑动轴承组件(30)，其特征在于， 所述第一和第二滑动轴承(40)分别靠近所述第一和第二轴环(44a,44b)定位；以及各所述插入件(36a， 36b)的环形突起(38 )靠近相应的轴向座孔(47) 的内侧端定位。
5. 根据权利要求3所述的滑动轴承组件(30)，其特征在于，所述 各插入件(36a， 36b)的环形突起(38)靠近相应轴向座孔(47)的外侧 端定位。
6. —种履带式作业机械(10)，包括 内侧履带链节(15b); 外侧履带链节(15a);与所述内侧和外侧履带链节可动地配合的滑动轴承组件(30),所述 滑动轴承组件(30)包括限定一轴线(L)的销(34)、围绕所述销(34) 定位的可旋转的套筒(42)、以及第一和第二轴向/径向载荷传递插入件 (36a, 36b),所述插入件(36a, 36b)与所述内侧履带链节(15b)配 合，并各自具有一围绕所述销(34)延伸的环形突起(38)。
7. 根据权利要求6所述的履带式作业机械(10)，其特征在于，还 包括各自定位成至少部分地位于所述销(34)和所述插入件(36a， 36b) 之一之间的第一和第二滑动轴承(40);其中，所述第一和第二插入件(36a， 36b)各自的环形突起(38)包 括一靠近相应的滑动轴承(40)并垂直于所述销(34)的外表面定向的轴 向载荷支承表面(39);以及所述第一和第二插入件(36a， 36b)各包括一轴向座孔(47),各自 的环形突起(38)靠近相应的轴向座孔(47)的一端向内延伸。
8. 根据权利要求7所述的履带式作业机械(10)，其特征在于， 所述滑动轴承组件(30)还包括定位成至少部分地位于所述可旋转的套筒(42)和所述销(34)之间的第三和第四滑动轴承(40);以及 所述滑动轴承(40)各包括一曲线形的冠状键(41)。
9. 一种操作履带式作业机械(10)的方法，包括如下步骤 将可旋转的套筒-滑动轴承筒组件(30)插入内侧履带链节(15b)和外侧履带链节(15a)之间；以及通过将履带链节上的轴向载荷经由可旋转的套筒-滑动轴承筒组件(30)的两个插入件(36a， 36b)各自向内延伸的环形突起(38)进4亍传 递而减少内侧履带链节(15b)和外侧履带链节(15a)之间的磨损。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述磨损减少步骤还 包括，将作用于内侧和外侧履带链节(15a)中至少一个上的轴向载荷经由 各向内延伸的环形突起(38)传递到至少一个轴环(44a， 44b)，所述方 法还包括如下步骤在插入步骤之前，围绕销(34)滑动配合各第一和第二插入件(36a， 36b)、可旋转的套筒(42)以及第一和第二滑动轴承(40)来组装筒组件 (30);以及在销(34)的相对端压配合第一和第二轴环(44a, 44b),以将第一 和第二插入件(36a， 36b)、可旋转的套筒(42)及第一和第二滑动轴承 (40)夹置在该第一和第二轴环之间。
全文摘要
本发明提供了一种用于履带式作业机械(10)的履带链(14)的筒-轴承组件(30)。该筒-轴承组件(30)包括围绕销(34)定位的轴向/径向载荷支承插入件(36a，36b)和定位在该插入件之间的可旋转的套筒(42)。在插入件(36a，36b)和销(34)之间以及在销(34)和可旋转的套筒(42)之间设有带有冠状键的滑动轴承(40)。在销(34)的相对端设有轴环(44a，44b)，轴环(44a，44b)固定地配合在销(34)的相对端，从而将筒组件(30)的其他部件夹置于其间。还提供了操作履带式作业机械(10)的方法，包括通过使轴向载荷经由围绕履带销(34)定位的插入件(36a，36b)进行传递而减少相配合的履带链节(15a，15b)之间的磨损。
文档编号B62D55/21GK101203420SQ200680022117
公开日2008年6月18日 申请日期2006年4月25日 优先权日2005年6月20日
发明者E·J·约翰森, M·D·哈塞尔布施, M·S·蒂克费尔斯 申请人:卡特彼勒公司