用于非线性断裂分割的方法与流程

本发明一般涉及机器，并且更具体地涉及制造配合的机器部件。

背景技术：

建筑和推土机通常由连续履带推进。这种机器可用于在铺筑表面、建筑工地、风景区、矿山或其他区域的建造或维护期间移动诸如土壤、岩石、砾石、沙子、沥青等材料。例如，由连续履带推进的履带式拖拉机和挖掘机可用于挖掘泥土、运输泥土和/或建筑材料、平滑和平整表面以及拆除原有结构。通常，这种机器包括支撑发动机和驾驶室的底盘。底架支撑底盘并且包括一对连续履带驱动器。连续履带驱动器可以包括由底架履带辊和带齿的驱动轮支撑的连续履带。连续履带可以包括链节、连接链节的销和套管、以及主链节。主链节可具有可以螺栓连接在一起的销部分和套管部分。将销部分和套管部分螺栓连接在一起可以形成销式连接链节的环，所述环可以环绕并配合带齿驱动轮和底架履带辊，从而形成连续履带。

在工作循环期间，主链节可能经受较大的拉伸力，并且主链节螺栓可能相应地承受较大的剪切力。而且在工作循环期间，主链节的销部分和套管部分可以相对于彼此移动。例如，当用履带式拖拉机移动大负载时，主链节必须接受由带齿驱动轮施加的拉伸力，该拉伸力足够大以使机器和负载发生位移，而销部分和套管部分在不平坦的地面上弯曲。与这种大的拉伸力结合的相对运动可能最终使主链节疲劳并随后对主链节造成损坏。这种情况可能导致工作停止、对机器的进一步损坏或者以其他方式破坏工地。否则，可以在主链节疲劳之前对其进行监测并预防性地从机器上移除，这有时会导致在执行预防性维护时停止工作。断开的主链节还可能使机器无法工作，因此需要另一台机器将不能工作的机器移动到修理地点。

可获得具有一些相对运动限制特征的主链节。这种主链节通常设置有多个配合齿。更具体地，销部分和套管部分各自配备有精密加工的配合齿，以增加销部分和套管部分之间的接合表面面积。然而，已经发现，通过对配合齿进行精密加工而在销部分和套管部分之间提供更多接合表面面积的这些努力是非常缺乏的。已经基本上发现的是，尽管具有多个精密加工齿，但仅有每个齿的薄部分与相应的齿接合。在美国专利第8,420,972号中，Cho示出了用于尝试增加接合表面面积的现有策略的一个示例。

因此可以看出，期望对主链节和相关结构的布置和制造加以改进。

技术实现要素：

根据一个实施例，公开了一种用于制造机器部件的方法。该方法可以包括在工件中形成非线性断裂凹口。该方法还可以包括冷冻工件。该方法甚至还可以包括沿着非线性断裂凹口将冷冻工件折断。

根据另一个实施例，公开了一种机器部件。该机器部件能通过可以包括锻造工件的方法来制造。该方法还可以包括在工件中形成非线性断裂凹口。该方法甚至还可以包括冷冻工件。该方法还可以进一步包括沿着非线性断裂凹口将工件折断。

根据又一实施例，公开了一种机器部件。该机器部件可以包括第一构件和第二构件、非线性断裂接头基台和螺栓。第一构件可以具有第一非平面紧密配合面和多个第一小面。多个第一小面可以设置在第一非平面紧密配合面上。第二构件可以具有第二非平面紧密配合面和多个第二小面。多个第二小面可以设置在第二非平面紧密配合面上并且可以与多个第一小面紧密配合。非线性断裂接头可以形成在第一紧密配合面和第二紧密配合面之间。螺栓可以连接第一构件和第二构件并且可以横穿非线性断裂接头。

结合附图，通过阅读以下详细描述，这些和其它方面和特征将更容易变得显而易见。此外，虽然关于特定示例性实施例公开了各个特征，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，各个特征可以彼此之间相互组合、单独地使用或者与各个示例性实施例中的任一个相互组合。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的机器的侧视图。

图2是根据本发明的实施例的机器的主链节的侧视图。

图3是根据本发明的实施例的沿着图2中的线X-X的主链节的放大截面图。

图4是根据本发明的实施例的沿着图2中的线X-X的主链节的分解放大截面图。

图5是描绘根据本发明的实施例的制造机器部件的示例性方法的流程图。

虽然本发明容许各种修改和替代构造，但是下面将详细示出和描述其某些说明性实施例。本发明不限于所公开的具体实施例，而是包括所有修改、替代构造及其等同物。

具体实施方式

现在参考附图并且具体参考图1，与本发明的某些实施例一致的机器通常由附图标记110表示。应当理解，虽然在图1中将机器描述为履带式拖拉机，但本发明的教导可以结合在建筑和推土应用中所使用的许多其它类型的机器等效地使用，这些机器包括但不限于挖掘机、推土机、平土机、铺管机等。

机器110可以包括由连续履带114支撑的底盘112。通常，第一履带116和第二履带118侧向地位于底盘112的侧面，但其他数量的履带也是可行的。底盘112可以支撑发动机120、驾驶室122和作业工具124。在所示的实施例中，提供了推土机刮土铲和支撑臂作为工具124，但是应当理解，其他工具(例如但不限于螺旋钻、叉车、挖掘机等)也是可行的。底盘112本身由底架126支撑。底架126可以包括由连续履带114包围的至少一个驱动轮128和至少一个底架履带辊130。驱动轮128可以可驱动地连接到连续履带114，以便向其提供推进力。底架履带辊130可以用于以连续环来支撑和引导连续履带114。连续履带114可以包括链节132和主链节134。下面结合图2至图3更全面地描述主链节134的配合结构。

参见图2，主链节134可以具有第一构件210和第二构件212、非线性断裂凹口214、断裂接头216、至少一个螺栓218、夹持特征部220、断裂引导孔222以及至少一个螺栓孔224。主链节134的一体的第一部分226和第二部分228可以各自从非线性断裂凹口214延伸。此外，一体的第一部分226和第二部分228可以通过分割断裂方法彼此分离，从而形成将结合图5进行描述的第一构件210和第二构件212。应当理解和明白的是，主链节134不过是可以由图5的分割断裂方法所生产的机器部件的一个单一示例，其可以应用于其它机器部件，例如但不限于接合板、壳体、盖、梁等。螺栓孔224可以共线地设置在第一构件210和第二构件212中，第一构件210和第二构件212可以通过将螺栓218螺纹接合在螺栓孔224中而固定在一起。换句话说，螺栓孔224可以与非线性断裂凹口214相交，并且螺栓218可以横穿断裂接头216以连接第一构件210和第二构件212。另外，第一构件210和第二构件212可以分别具有可在断裂接头216处互锁的第一非平面紧密配合面230和第二非平面紧密配合面232。下面解释的图3至图4将额外地阐明第一非平面紧密配合面230和第二非平面紧密配合面232。此外，第一构件210和第二构件212一起可以承载非线性断裂凹口214。

更具体地，在一个实施例中，非线性断裂凹口214可以是波浪形的Z字形，并且可以具有第一顶点234和第二顶点236。在另一个实施例中，非线性断裂凹口214可以是波浪形的弯曲S形，并且可以具有第一顶点234和第二顶点236。在一些实施例中，断裂引导孔222可以位于第一顶点234和第二顶点236处。应当理解，在下面所描述的图5的分割断裂方法期间，非线性断裂凹口214和断裂引导孔222可用于将一体的第一部分226和第二部分228的断裂引导至第一构件210和第二构件212中。还应当理解，在图5的分割断裂方法期间，非线性断裂凹口214的非线性路径可以形成第一非平面紧密配合面230和第二非平面紧密配合面232的互锁非平面轮廓。此外，在图5的分割断裂方法期间，夹持特征部220可以设置在主链节134上，并且可以辅助非线性断裂凹口214和断裂引导孔222利索地断开一体的第一部分226和第二部分228。纹理(例如但不限于滚花、凹痕、条纹等)可以用作夹持特征部220。非线性断裂凹口214的其它特征由图3示出并如下所述。

转向图3，非线性断裂凹口214可以包括凹谷310、通道312和凹槽314。另外，第一构件210和第二构件212可以分别进一步包括第一顶表面316和第二顶表面318。非线性断裂凹口214的第一斜面320可以由第一构件210承载，并且非线性断裂凹口214的第二斜面322可以由第二构件212承载。凹谷310可以设置在第一顶表面316和第二顶表面318中。通道312可以设置在第一顶表面316和第二顶表面318下方的凹谷310中，并且其横截面可以比凹谷310更薄。凹槽314可以设置在通道312中，并且其横截面可以比通道312更薄。应当理解，凹谷310、通道312和凹槽314可以具有比图3所示的横截面轮廓更多的其他横截面轮廓，包括但不限于正方形、圆形、卵形、半圆形、三角形、多边形等。第一非平面紧密配合面230和第二非平面紧密配合面232可以是锯齿状的，并且如上所述，可以在可以终止于凹槽314的断裂接头216处交汇。下面在图4中更全面地描述了第一构件210和第二构件212之间经由第一非平面紧密配合面230和第二非平面紧密配合面232在断裂接头216处的配合的其他特征。

现在聚焦于图4，第一非平面紧密配合面230和第二非平面紧密配合面232可以分别具有多个第一小面410和多个第二小面412，它们可以用来增加第一非平面紧密配合面230和第二非平面紧密配合面232之间的接合表面面积。在一些实施例中，多个第一小面410和多个第二小面412可以是金属晶体小面。应当理解，多个第一小面410和多个第二小面412可以通过下面阐述的图5的分割断裂方法来形成。更具体地，当第一非平面紧密配合面230和第二非平面紧密配合面232放置在一起以形成断裂接头216(在分解图图4中示出为分开的)时，多个第一小面410和多个第二小面412可以在微观上互锁在一起，从而沿着第一非平面紧密配合面230和第二非平面紧密配合面232紧密地配合第一构件210和第二构件212。上面描述的多个第一小面410和多个第二小面412的这种微观互锁与非平面紧密配合面230、232的宏观互锁相结合可以为断裂接头216带来较大的剪切强度。

工业实用性

在操作中，前述发明可用于各种行业应用中，例如但不限于建筑、道路修筑、农业、矿业、拆除、挖掘和运输。具体地，所公开的主链节可以应用于施工设备和配备有连续履带的任何其它机器。此外，下面结合图5描述的分割断裂方法可应用于具有螺栓连接在一起的至少两个构件的任何机器部件。通过使用所公开的机器和由以下描述的分割断裂方法所制造的相关主链节，可以防止主链节构件出现因为它们的相对运动而导致的疲劳失效。此外，除了所公开的示例性主链节之外，通过使用下面描述的分割断裂方法来生产紧密配合构件可以防止其他类型的机器部件中的相对运动疲劳失效，例如但不限于板、盖、壳体、容器等。此外，防止机器部件疲劳失效可以减少进行修理所损失的工作时间，从而提高工地效率。更重要的是，抗疲劳失效的机器部件可以防止对机器造成的损坏和其它工地破坏。因此，所公开的机器和方法可以提供安全性和节省成本的措施。

图5是示出看通过非线性断裂凹口制造具有断裂螺栓连接的接头的机器部件的示例性方法500的流程图。更具体地，在阶段502，可以锻造具有相对侧的工件。在进一步解释之前，应当理解，可以在工件中形成断裂进入和退出的非线性断裂凹口，即，在工件的两个相对侧上的非线性断裂凹口。在阶段502之后，可以在阶段510做出关于待形成的任何非线性断开凹口是否具有凹谷的决定。如果是，则可以在阶段520做出关于工件的两侧是否具有凹谷的另一个决定。如果要在两侧上形成凹谷，则可以在阶段522在工件中锻造出凹谷。如果要在一侧上形成凹谷，则可以在阶段524在工件中锻造出凹谷。应当理解，任何凹谷可以具有与期望的非线性断裂凹口相同的非线性形状。在阶段522、524的凹谷锻造之后，方法500可以进行到阶段526。如果工件不具有凹谷，则方法500可以从阶段520的决定直接进行到阶段526。

在阶段526，可以对工件进行热处理，热处理可以包括对工件进行加热、淬火和回火。在这之后，可以在阶段530做出关于非线性断裂接头是否具有通道的另一决定。如果是，则可以在阶段540做出关于工件的两侧是否具有通道的另一决定。如果要在两侧上形成通道，则可以在阶段542在工件中加工出通道。如果要在一侧上形成通道，则可以在阶段544在工件中加工出通道。应当理解，任何通道可以具有与期望的非线性断裂凹口相同的非线性形状。还应当理解，如果在阶段522、524中锻造出了任意凹谷，则可以在凹谷中加工出通道。在阶段542、544的通道加工之后，方法500可以进行到阶段550。如果不需要通道，则方法500可以从决定阶段530直接进行到阶段550。

在阶段550，可以做出关于工件的两侧是否具有非线性断裂凹口凹槽的决定，也就是说，要在工件中形成至少一个凹槽。如果需要两侧上的凹槽，则可以在阶段552在工件中形成凹槽。如果需要一侧上的凹槽，则可以在阶段554在工件中形成凹槽。应当理解，可以在阶段522、524、542、544中分别形成的任何凹谷和任何通道中形成任何凹槽。还应当理解，任何凹槽可以具有与期望的非线性断裂凹口相同的非线性形状。在一些实施例中，凹槽可以通过加工形成。在其他实施例中，凹槽可以通过水射流形成。在另外的实施例中，可以通过激光形成凹槽。应当理解，激光可以是任何类型的工业激光，例如但不限于二氧化碳(CO₂)、钕(Nd)、钕掺杂的钇铝石榴石(Nd:YAG)等。还应当理解，激光可以按照任何材料去除方式进行使用，包括但不限于蚀刻、钻孔等。在阶段552、554的凹槽形成之后，方法500可以继续进行到阶段560。

在阶段560，可以做出关于非线性断裂凹口是否具有引导孔的决定。如果是，则可以在阶段562在工件中加工出断裂引导孔。如果不是，则方法500可以进行到阶段570。

在阶段570，可以做出关于在折断(这将在下面进行描述)之前是否应当在工件中加工螺栓孔的决定。如果是这种情况，则可以在阶段572在工件中加工出螺栓孔。在此之后，可以在阶段574冷冻工件。在一些实施例中，冷冻工件可以是低温冷冻，并且可以通过将工件浸入到极其冷的液体(例如但不限于液氮)中来实现。应当理解，冷冻工件可以使工件脆化并且可以有助于折断工件，如下所述。

接下来，在阶段576，通过将工件的从非线性断裂凹口延伸的第一部分保持固定并且对工件的从非线性断裂凹口相对地延伸的第二部分进行有力且快速的击打，这样可以沿着非线性断裂凹口将冷冻工件折断成两个单独的构件。在一些实施例中，设置在工件上的夹持特征部可以有助于保持第一部分固定。在其他实施例中，可以使用击锤来完成对第二部分的有力且快速的击打。应当理解，击锤可以是动力锤并且可以由任何动力源提供动力，包括但不限于压缩空气、电动机、发动机等。最后，在阶段576的折断之后，可以在阶段578对两个构件进行精加工，这可以包括毛刺去除。

现在回到阶段570，如果在折断之前没有加工出螺栓孔，则方法500可以前进到阶段580，其中按照与之前描述的阶段574中相同的方式冷冻工件。然后，可以按照与上述阶段576中相同的方式在阶段582折断工件。在阶段582的折断之后，可以在阶段584在两个构件中加工出至少一个共线螺栓孔。最后，可以在阶段586对两个构件进行精加工，这可以包括毛刺去除。

虽然已经关于某些具体实施例给出和提供了上述详细描述，但是应当理解，本发明的范围不应限于这些实施例，而提供这些实施例仅仅是为了实现和最佳方式目的。本发明的范围和精神比具体公开的实施例更宽并且包含在所附权利要求书中。此外，虽然结合某些具体实施例描述了一些特征，但这些特征并不限于仅仅与对它们进行描述的实施例一起使用，而是可以与结合替代实施例所公开的其它特征一起使用或与其分开使用。