轮胎保护链耐磨组件、轮胎保护链及轮胎保护链制作方法与流程

本发明属于工程车轮胎保护技术领域，尤其涉及一种轮胎保护链耐磨组件、轮胎保护链及轮胎保护链制作方法。

背景技术：

在一些寒冷的地方，如北欧，美国，加拿大等冬天，由于其特殊的气候原因，冬天去开采时，地理环境和气候十分恶劣，经常要经过一些碎石、岩石、沼泽、泥泞、以及一些尚未修好的山路，在这样恶劣的环境下，轮胎没有防滑的措施，很难正常行驶，而且轮胎在没有保护的情况下，磨损情况十分严峻，满载货物的工程车辆需要加一些轮胎保护链，才能有效的防滑以及保护轮胎等作用。长期以来，国内外业内人士都在研究更好的轮胎保护链以增加轮胎的使用年限。

轮胎保护链技术出现以来，其结构基本包括耐磨环和连接环，耐磨环具有供连接环穿过的孔洞。每个连接环穿过四个耐磨环的孔洞以将多个耐磨环连接在一起形成网状的保护链结构。虽然技术人员对轮胎保护链的结构进行了不少改进，但是其基本结构仍然没有脱离前述框架。一开始人们用碳素钢制作保护链，碳素钢的耐磨性和柔韧性与其含碳量相关。用全部使用低碳量低的碳素钢制作的保护链，由于耐磨性较低，制作费用高昂但是使用寿命却不长。用全部使用含碳量高的碳素钢制作的保护链，由于保护链的连接环需要焊接，而含碳量高的碳素钢的可焊接性较低，容易开裂成为废品。现有技术中，通常采用耐磨性好的中碳合金钢制作耐磨环，采用可焊接性好的低碳合金钢制作连接环，以克服上述缺陷。

轮胎保护链技术出现以后，其在制作工艺上的改进甚少。现有技术中轮胎保护链的制作过程仍然采用专利文件cn1027653c（授权公告日1995年2月15日）中公开的工艺，以克服现有技术中采用中碳合金钢和低碳合金钢在焊接在一起以后的热处理问题。但是，上述专利的制作工艺仍存在下述问题：

1.连接环焊接无法实现机械化，均是采用手工焊，焊接性能存在一定的风险；

2.装配好滚动环与连接环后，由于滚动环环绕连接环，连接环没有足够的空间进行焊接。连接环的最小直径是80mm，没法继续往下做更小的圆环；

3.连接环焊接位置处的毛刺很难清理干净，在运动过程中与轮胎表面接触摩擦，影响轮胎寿命；

4.在热处理时，往往出现淬火淬裂或淬不透等一系列问题，无法使得中碳合金钢和低碳合金钢的均达到最佳性能；

5.由于轮胎保护链尺寸较大，在实际热处理过程中，无法实现一起热处理，因而必须整付链条分成好几部分，再进行热处理，而分开后将增加一个连接环来连接整片，这样大大降低了可靠性。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题中的一个或者多个，提供一种轮胎保护链耐磨组件，其特征在于，包括：

第一耐磨件，包括耐磨头、相对设置在所述耐磨头两端的两个组装腿；所述耐磨头内侧设有第一限位结构，所述组装腿包括第一焊接部以及朝向另一组装部的第一凹部；

第二耐磨件，包括与所述第一限位结构匹配的第二限位结构、设于所述第二限位结构两侧的第二焊接部；

所述第一焊接部与所述第二焊接部相互匹配。

上述技术方案中，所述第一耐磨件和所述第二耐磨件的焊接可以采用机械手实现自动焊接，焊接后形成耐磨组件与轮胎的接触位置暴露在外方便打磨处理。

作为优选，所述第一限位结构包括设置在所述耐磨头内侧表面的限位孔；所述第二限位结构包括与所述限位孔相匹配的限位柱；所述限位柱的两侧相背设置有第二凹部，所述第二凹部与所述第一凹部相匹配。所述第一限位结构和所述第二限位结构相互配合以方便将所述第一耐磨件和所述第二耐磨件组装在一起。

作为优选，所述第一焊接部包括第一贴合面和第一焊料填充面；所述第二焊接部包括第二贴合面和第二焊料填充面；使得所述第一贴合面和所述第二贴合面能够相互贴合时，所述第一焊料填充面和第二焊料填充面拼接形成焊料填充槽。焊接连接所述第一耐磨件和所述第二耐磨件时，将焊料填充在所述焊料填充槽中，焊接完成后焊料填充槽的位置被填满形成平面。

作为优选，所述耐磨头外侧表面设有防滑纹。

本发明还提供一种轮胎保护链，其特征在于，包括：连接环，以及上述任一项所述的耐磨组件；

所述第一限位结构与所述第二限位结构相互配合限位，使得所述第一限位结构或者所述第二限位结构位于两个所述组装腿之间，并且分别与两个所述组装腿形成环状的安装孔；

所述第一耐磨件的第一焊接部和所述第二耐磨件的第二焊接部焊接连接；

所述连接环穿过所述安装孔以连接至少两个所述耐磨组件。

上述技术方案中，所述第一耐磨件和所述第二耐磨件的焊接可以采用机械手实现自动焊接，焊接后形成耐磨组件与轮胎的接触位置暴露在外方便打磨处理。通过将分离的第一耐磨件和第二耐磨件焊接在一起实现所述耐磨组件和所述连接环的组装，所述第一耐磨件和所述第二耐磨件焊接后的强度，不需要再一次进行热处理即可达到所需要标准。

作为优选，所述耐磨组件为中碳钢材质，所述连接环为低碳钢材质。将所述耐磨组件和所述连接环分别进行热处理以后再组装焊接，热处理过程中可以根据所述耐磨组件和所述连接环材质的不同选用不同的淬火剂，使得耐磨组件和连接环的性能均可以达到最佳。

作为优选，所述连接环的内径小于80mm。连接环的面积越小，形成的轮胎保护链中耐磨块的面积比越大，保护效果更好。

本发明还提供了一种轮胎保护链制作方法，应用于上述任一项所述的轮胎保护链；其特征在于，包括：

步骤s1，将所述耐磨组件和所述连接环分别进行热处理；

步骤s2，组装焊接所述连接环和所述耐磨组件，使得所述连接环连接所述耐磨组件以形成轮胎保护链；

步骤s3，浸漆处理所述轮胎保护链。

上述技术方案中，所述耐磨组件和所述连接环的材质不同，将它们分别进行热处理可以使得两者的性能均达到最优。焊接后的强度不需要再一次进行热处理即可达到所需要标准，工序也更加简单。

作为优选，组装焊接所述连接环和所述耐磨组件的方法包括，将第一耐磨件的组装腿穿过所述连接环，将所述第一焊接部与所述第二焊接部焊接在一起，平面打磨焊接后的耐磨组件的轮胎接触面。耐磨组件焊接后的毛刺可直接打磨，这样相对现有技术中连接环焊接后的毛刺，更加方便清理，减少对轮胎的损耗。

作为优选，所述步骤s1中：所述耐磨组件的热处理中采用水溶剂淬火液进行淬火；所述连接环组件的热处理中采用油溶剂淬火液进行淬火。

附图说明

图1本发明实施例的第一耐磨件的结构示意图。

图2本发明实施例的第二耐磨件的结构示意图。

图3本发明实施例的第一耐磨件和第二耐磨件组装在一起的结构示意图。

图4本发明实施例的轮胎保护链局部结构示意图。

图5本发明的耐磨组件与现有技术的耐磨组件的拉力测试数据图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都收到专利法的保护。

本发明设计了一种低碳锰钢和中碳钢组合而成的轮胎保护链，以及制作方法，适合于解决轮胎保护链中不同材料组装后热处理过程遇到的困难。将轮胎保护链中一般焊接连接环连接改为焊接耐磨组件连接，大大提高去除焊接后毛刺的效率；同时将低碳锰钢材质的连接环和中碳钢材质的耐磨组件进行分开热处理，使得热处理后将两种材料的性能发挥到极致，使得耐磨组件和连接环的寿命大大提高。耐磨组件的硬度hrc58～60，其中表面有效耐磨部分硬度到达hrc60，芯部硬度hrc50；连接环的硬度在hrc55～58，其中表面硬度达到hrc58，芯部硬度达到hrc45。通过分开热处理，完全避开了淬火淬不透与淬裂等不良情况的发生，同时组装后焊接的性能也能完全满足实际的要求。

实施例一

一种轮胎保护链，包括由中碳钢材质的耐磨组件1和低碳锰钢材质的连接环2连接形成的网状结构。其中，中碳钢材质的含碳量为0.4～0.6%，含硅量为0.15～0.4%。低碳锰钢材质的含碳量为0.18～0.22%，含硅量为0.19～0.21%，含锰量为1.4～1.8%。

连接环2为封闭的圆环结构。耐磨组件1包括第一耐磨件11和第二耐磨件12。如图1所示，第一耐磨件11包括耐磨头111、相对设置在耐磨头111两端的两个组装腿112。耐磨头111内侧设有用于对第一耐磨组件12进行限位的限位孔113，组装腿112包括第一焊接部114以及朝向另一组装部的第一凹部115。如图2所示，第二耐磨件12包括与第一耐磨组件11的限位孔113相匹配的限位柱121、设于限位柱121两侧的第二焊接部122。限位柱121的两侧相背设置有第二凹部123，第二凹部123朝向对应组装腿112的第一凹部115。

第一焊接部114包括第一贴合面1141和第一焊料填充面1142；第二焊接部122包括第二贴合面1221和第二焊料填充面1222。第一贴合面1141与第二贴合面1221相互匹配；第一焊料填充面1142为倾斜的斜面，第二焊料填充面1222为与第一焊料填充面1142相反倾斜的斜面。

将第二耐磨件12的限位柱121限位于第一耐磨件11的限位孔113中，以将第一耐磨件11和第二耐磨件12如图3所示组装在一起，并且使得：限位柱121位于两个组装腿112之间；相互匹配的第一贴合面1141与第二贴合面1221贴合在一起；朝向相反倾斜的第一焊料填充面1142和第二焊料填充面1222的一端拼接在一起，另一端朝向相反的方向延伸，从而形成横街面为v型的焊料填充槽13；两个第一凹部115分别连同与它们相对应的第二凹部123拼接形成两个环状的安装孔14。

本发明的轮胎保护链的制作方法包括：

步骤s0，锻造耐磨组件和连接环。采用含碳量为0.18～0.22%，含硅量为0.19～0.21%，含锰量为1.4～1.8%的低碳锰钢棒料锻造成型圆环状的连接环2。采用含碳量为0.4～0.6%，含硅量为0.15～0.4%的中碳钢棒料锻出耐磨组件1。该步骤中，可以分别锻造出第一耐磨件11和第二耐磨件12；也可以仅锻造出整体的耐磨组件1，再在热处理步骤后将耐磨组件1切割为第一耐磨件11和第二耐磨组件12。

步骤s1，将耐磨组件1和连接环2分别进行热处理。

低碳锰钢的连接环2适合于水溶剂淬火液进行淬火。先将炉子升温至840～880℃，放入连接环2，保温时间为2～3小时，然后将炉子升温至900～960℃，表面进行渗碳或碳氮共渗处理，强渗碳时间为2小时，扩散时间为1小时，再进行随炉冷却至840～880℃，保温1～2小时，再进行淬火；淬火后180～220℃进行回火，回火时间为4～6小时。连接环2经过热处理后，其抗拉强度达到200mpa，表面硬度达到58hrc，芯部硬度达到45hrc，渗碳层厚度达到0.7mm。

中碳钢的耐磨组件1适合于油溶剂淬火液进行淬火，先将炉子升温至840～880℃，放入耐磨组件1，保温时间为2～3小时，然后将炉子升温至900～960℃，表面进行渗碳或碳氮共渗处理，强渗碳时间为2小时，扩散时间为1小时，再进行随炉冷却至840～880℃，保温1～2小时，再进行淬火；淬火后180～220℃进行回火，回火时间为4～6小时。耐磨组件经过热处理后，表面硬度达到52hrc，芯部硬度达到52hrc，渗碳层厚度达到0.8mm。

热处理完毕后进行表面抛光处理，如果步骤s0中锻造的耐磨组件1为整体的耐磨组件，此时还需要将整体的耐磨组件1切割为耐磨组件11和耐磨组件12。

步骤s2，组装焊接连接环2和耐磨组件1，使得1个连接环2连接四个耐磨组件1以形成图4所示的网状轮胎保护链。

组装焊接连接环2和耐磨组件1的方法包括：

首先，将第一耐磨件11的组装腿112穿过连接环2。

其次，将第二耐磨件12的的限位柱121限位于第一耐磨件11的限位孔113中，以使得第一耐磨件11和第二耐磨件12如图3所示组装在一起，并且使得：限位柱121位于两个组装腿112之间；相互匹配的第一贴合面1141与第二贴合面1221贴合在一起；朝向相反倾斜的第一焊料填充面1142和第二焊料填充面1222的一端拼接在一起，另一端朝向相反的方向延伸，从而形成横街面为v型的焊料填充槽13；两个第一凹部115分别连同与它们相对应的第二凹部123拼接形成两个环状的安装孔14，连接环2恰好被限位于安装孔14中。

再次，进行焊接。将组装好的耐磨组件采用一定的方式进行固定。在第一耐磨件11和第二耐磨件12组装形成的焊料填充槽13中填充焊料，然后将第一耐磨件11和第二耐磨件12焊接在一起。本实施例中，采用机器手进行焊接，焊接过程保证每一个耐磨件都尽量做到焊接性能一致性。完成焊接以后的第一耐磨组件1如图4所示，从图中可以看出，在完成焊接以后焊料填充槽13被填平。

然后，平面打磨焊接后的耐磨组件1的轮胎接触面15。轮胎接触面15即耐磨组件1的、与耐磨头111相背的一面。用磨光机进行平面打磨，取出耐磨组件的轮胎接触面15由于焊接产生的毛刺，确保使用过程中不会磨损到轮胎。

最后，平面打磨完成后抽取几组焊接好的圆环与耐磨块进行拉力测试，此时的抗拉强度应达到30吨。本发明的耐磨组件与现有技术的耐磨组件的拉力测试数据图，如图5。

步骤s3，总装过程。将经检验后焊接好的轮胎保护链进行浸漆工作，这样可以有效的避免与空气接触发生腐蚀等。轮胎保护链浸漆完成后进行打包，密封处理，最后装箱运输给客户。

本发明与现有的技术相比，有以下的优点：

1、低碳锰钢连接环与中碳钢耐磨组件分开热处理，使得两者均以最佳状态进行服役，两者所达到的硬度分别为hrc55～58和hrc58～60。

2、耐磨组件分为第一耐磨件11和第二耐磨件12，便于机器手焊接，大大提高了生产效率，同时也提高了焊接质量，克服了人为的不均一，不稳定性能因素。

3、方便焊接后毛刺的清理。采用耐磨组件焊接，清理毛刺时，只需要用磨光机打磨就可以有效，便利的解决毛刺清理问题。

4、耐磨组件焊后性能的提高。经过测试，在同等的条件下，耐磨组件焊接的拉力是连接环焊接的1.5倍左右，这样大幅度提高轮胎保护链的使用寿命。

5、由于避免了对连接环进行断开或者焊接的操作，能够实现更小的连接环内径，例如，线径为22mm的连接环内径可以小于80mm。提高轮胎保护链耐磨组件的密度，保护效果更好。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。