CN101626945B - 履带接头密封系统 - Google Patents

Abstract

一种履带接头密封系统，包括销(43)，该销(43)在每一端部具有借助衬套(49)的介入而与该销能旋转地联接的第一履带链节(41)和与该销(43)的所述端部联接的端部元件(42)；该端部元件(42)包括支撑、容纳密封组(56)的环形座(57)，该密封组(56)与该衬套(49)协作以进行接头的密封；该衬套(49)在端部设置有环形头座(58)，用于容纳设置有邻接面(48)的衬套插件(53)，该邻接面(48)要与密封组(56)的密封部分(47)接触。

Description

履带接头密封系统

技术领域

本发明涉及履带式车辆的履带接头密封系统。

背景技术

履带式工作车辆的履带一般包括一对平行的链条，其中每条链条都借助连续序列的铰链型铰接接头制成，铰接接头彼此连接并借助适当的刚性连接构件保持恒定的距离，该刚性连接构件被称为履带链节。

履带还包括多个衬套和销，这些销置于履带链节之间以连接它们的端部，从而形成链条。

受支撑的履带链节与衬套彼此协作以形成多个履带接头，履带接头容许在邻近的履带链节之间的必要的旋转运动。

这样容许邻近的履带链节在履带围绕履带装置的轮子旋转时铰接。

履带的旋转容许履带式机械在地面上移动，从而执行预期的许多操作。

履带接头典型地配备有密封系统，其目标在于将链条在使用期间所暴露于的水、泥土、沙子、石头或其它矿物或化学成分的腐蚀性和磨损性混合物排除在外。

该密封系统具有将润滑剂保持在链条接头内的功能，以便方便履带链节的相对铰接运动。

上述功能一般借助前面的密封系统来执行，该前面的密封系统通过设置在履带链节的凹座内的密封元件来获得，并且所述密封元件具有推靠相应衬套的端面的密封部分。

图1-5中以端部截面图示现有技术的密封系统，此外这种类型的密封装置构成申请人名下的欧洲专利EP0953497(与US6,176,491同族)的目标。

特别是，图1示出根据现有技术的接头类型的示例。

所图示的履带接头包括两个与销3和密封系统10互连的履带链节1和2。

密封系统10包括同轴地插在销和密封装置上的衬套9，而在销的每一端包括弹性密封环4、间隔环5和预加载接触环6。

参照图2，密封系统10也可由衬套9和包括单一弹性密封件4和间隔环5的密封装置制成。

在这两种情形中，从密封环4延伸出密封唇缘7，用于与衬套9的端面8接触。

制造接头密封件的另一方式是通过提供延伸的接触面来进行的；这种实施方式构成申请人名下的欧洲专利EP0953497(与US6,176,491同族)的目标，如图3中的示例。

在该情形中，密封环4是刚性，而不像在唇缘密封件的情形下是弹性的。

在该情形中，密封系统10也包括由密封环4、间隔环5和预加载环6组成的密封系统，密封环4与衬套端部9接触。

履带链节1和2通过销3和衬套9与邻近的接头(未示出)接合，以便形成用于履带型机械的链条。

也可以使用如图4和5所示出的筒制造履带式机器的链条。

对于销的两个端部之一，所示筒装置21包括衬套9、销3、轴环22和密封系统10，其形式为图4和5中的示例性示意形式。

可以利用筒两侧上的轴环22在轴向上保持该筒。

轴环22可以利用通过干涉或借助焊接接合插入的密封环23与销3连接。

该筒特别适于插在搭接的履带链节1和2中以形成链条接头。

前述筒系统的优势是非常多的，包括以下事实：前述筒是整装的，提供链条接头装置所需的密封和支撑的全部基本功能；另外，如果需要的话，通过卸除旧的、磨损了的筒21并以新的筒21替换旧筒来容易地对其进行维修。

相对于替换链条接头的每个单件的一般实践，卸除和替换整个筒装置21以对链条接头进行维修是更经济和有效的。

然而，即使利用这种系统，履带装置过度或频繁磨损的问题依然未得到解决。

本申请人在解决延长履带接头工作寿命的问题的过程中，已经发现这一工作寿命与衬套的完整性直接相关，因此整个密封系统的寿命以及接头的寿命并且因而履带的寿命依赖于此。

现有技术的密封系统失灵的主要原因在于衬套端面的磨损，该衬套端面遭受由于这些部件间的相对旋转而造成的密封件的唇缘或部分的刮擦接触。

这种接触会在衬套的端面中产生凹槽。

如果这种凹槽变得足够深，就会危及密封系统的完整性，而外部的磨损性和腐蚀性颗粒就会进入接头。

这些凹槽还是造成容纳在链条接头内的润滑剂损失的原因。

前述问题会很快导致接头整体性的恶化，并且从而导致链条自身整体性的恶化。

发明内容

本申请人能够借助适于长时间保持履带接头衬套的端面的整体性的密封系统来解决前述问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种履带接头密封系统，其包括销，该销在每一端部具有借助衬套的介入而与所述销能旋转地联接的第一履带链节和接合在所述销的所述端部处的端部元件，所述端部元件包括支承、容纳密封组的环形座，该密封组与所述衬套协作以进行接头的密封，其中在所述衬套的每一端部形成环形头座，用于容纳设置有邻接面的衬套插件，该邻接面要与密封组的密封部分接触，所述衬套插件包括沿圆周方向定位在环形头座中的刚性插件和同心叠加在该刚性插件上的弹性环，该弹性环要沿圆周方向与所述环形头座接触，以便在该刚性插件上产生必要的压缩推力，所述弹性环与所述刚性插件一体地或者非一体地制成，从而支撑与所述环形头座静态密封联接的所述刚性插件，其特征在于，在所述弹性环与所述刚性插件不是一体地制成时，所述刚性插件具有大致“L”形的截面，要在一侧形成所述邻接面，而在另一侧形成用于所述弹性环的凹座。

附图说明

借助下面参照示意性附图的示例性且非限制性的描述，根据本发明的履带接头密封系统的特征和优势将会更明显，附图中：

图1-5是根据现有技术的许多履带接头的一端的局部示意性剖视图。

图6是配备有根据本发明的密封系统的履带接头的局部示意性端部剖视图；

图7是图6中密封系统的放大详图；

图8和9是配备有根据本发明的密封系统的许多履带接头实施例的局部示意性端部剖视图。

具体实施方式

参见图6-9，图示了履带式车辆的履带的链条接头的端部部分。

这种链条接头相对于销的中间平面是基本对称的，因而所看到的这种元件也存在于与作为示例所示的端部相反的销的端部处。

该链条接头包括借助具有纵向轴线54的大致成圆柱形的销43而同轴互连的第一履带链节41和端部元件42。

特别参照图6-8的实施例，该端部元件呈现第二履带链节42的构造，而参照图9的实施例，这种端部元件采用轴环62的形式，第二履带链节42联接在轴环62上。

履带链节41和42与邻近链条的接头(未示出)相连，以形成用于履带式机器的链条。

回到图6-8，第二履带链节42作为端部元件与销43的每一端干涉联接，而相应的第一履带链节41借助衬套49的介入而在内部靠近销的端部与销43能旋转地联接，而衬套49与第一履带链节41干涉联接，衬套49同轴插在销43上。

第二履带链节42具有环形座57，环形座57形成在履带链节42内表面的中央，从而在完成装配后面对第一履带链节41。这种环形座57将用于容纳密封组56，密封组56要与衬套49协作，以便形成接头的密封系统50。

根据图6和7所示的实施例，密封组56包括密封环44和预加载环46，密封环44同心装配在间隔环45上，间隔环45直接与销43接触放置，而预加载环46同心设置在密封环44外面且与环形座57的壁接触以保持密封环被压缩。

密封环44还可设置有金属芯59以增加其刚性，而预加载环46可以与密封环44构成一个整体，或者与后者分离。

预加载环46优选由弹性材料制成。

用于密封所述接头的密封件通过密封组56与衬套插件53的邻接面48的协作来得到，衬套插件53被容纳在环形头座58内，环形头座58形成在衬套的端部处，从而面对第二履带链节的环形座57；润滑腔55限定在密封组和所述邻接面之间。

特别是，唇缘或表面形式的密封部分47从密封环44向接头的内侧轴向延伸，以便与衬套插件53的邻接面48产生密封接触。

衬套插件53包括刚性插件52和弹性环51，刚性插件52沿圆周方向定位在间隔件45上的环形头座58中，弹性环51同心叠加于刚性插件52上并且要沿圆周方向与环形头座58接触，以便在刚性插件上产生必要的压缩推力。

衬套插件53与旋转轴线54同心地定位在衬套49的环形头座58内。

为了保证将润滑剂保持在润滑腔55内以及防止磨损性和腐蚀性颗粒从外部进入，密封环44与刚性插件52的邻接面48动态密封联接，同时弹性环51与设置在衬套49中的环形头座58静态密封联接。

随后将弹性环51既在径向也在轴向上压缩在环形头座58和刚性插件52之间。

由弹性环51在刚性插件52上施加的径向轴向压力使得插件能够沿旋转轴线54同心地对准中心。

由弹性环51在刚性插件52上施加的轴向压力用以保持密封件44和刚性插件52的邻接面48之间的恒定接触，即使是在使用履带式机器时典型地存在碰撞或振动的情况下也是如此。

由弹性环44施加的组合的轴向和径向压力防止衬套插件53相对于环形头座58旋转。

弹性环51与刚性插件52可以是一体的或非一体的，以便支撑与环形头座58静态密封联接的刚性插件52。

刚性插件52优选具有大致“L”形的截面，从而在一侧形成邻接面48，而在另一侧形成用于弹性环51的凹座60。

优选借助热处理(一般优选地对刚性插件52的材料进行淬火和回火)使刚性插件52的邻接面48硬化，或者在刚性插件52的邻接面48上覆盖单层或多层硬化等离子体覆盖层，这样在热处理合金铸铁的情形下使硬度水平至少增加到洛氏HRC65的硬度值，而在表面覆盖的情形下使硬度水平至少增加到维氏HV900的硬度值(等于HRC67)。

用于被润滑链条的典型衬套由“渗碳”钢替代地构造，并进行淬火和延展，该“渗碳”钢具有低渗碳水平。

在热处理之后，在该渗碳物件的表面处通常达到HRC58-62的硬度，而在具有低碳水平并且因而对淬火的硬化效果不太敏感的核心处具有延展性和韧性以及相当大的强度。

保持该表面硬度和在该核心处韧性的组合是非常重要的，这样会产生高耐磨损性、延长了的疲劳寿命、抵抗频繁出现在履带式机械中的峰值应力的能力。

根据本发明，通过使用附加的元件(衬套插件)替换衬套的端面来延长工作寿命，也即，增加密封系统的耐磨损性，相比于在衬套以传统方法制成的最终表面上能得到的硬度，衬套插件的表面更硬。

刚性插件52利用设置在该刚性插件一侧上的更硬的表面来替换衬套的接触面。

该刚性插件优选由一种或多种下述材料制成：

-抗腐蚀合金铸铁，例如，具有高铬含量的合金铸铁、铬钼合金铸铁和镍铬合金铸铁以及由于硬化热处理而在接触面上达到等于HRC65的硬度的类似材料；

-利用热处理和利用在接触面上覆盖附加的单层或多层等离子体覆盖层而被硬化的钢，这样使表面硬度水平增加到至少HV900的维氏硬度水平；

-渗碳或淬火钢。

弹性环51具有密封所述衬套插件53和衬套的环形头座58之间的接头以及保持衬套插件53的接触面与密封唇缘或表面47持续接触的功能。

该功能通过弹性环在衬套插件和密封件自身之间的压缩来实现。

相对于衬套凹座的形状和相对于衬套插件的形状，弹性环可具有圆形或偏菱形的截面。

弹性环的材料优选是能够产生必要的密封压缩力的弹性体材料，并且该弹性体材料能够一般来说在不同的温度下和/或伴有碰撞和/或振动时在油、水、沙子和颗粒存在的情况下持续保持该密封压缩力。

刚性插件52的邻接面48的粗糙度相对于与刚性插件52接触的环44的材料是预设的，通常，表面精加工优选具有0.2-0.4微米范围内的平均值Ra，其通过研磨获得。

间隔环45可以是自由的以便在第二履带链节42和衬套49之间定位在销43上，从而限制第二履带链节42和衬套49之间的最小轴向间隙。

根据本发明的衬套插件53可以与类似于根据申请人名下的欧洲专利EP0953497的刚性表面密封环的刚性表面密封环结合使用，或者更一般地与传统的密封组结合使用，该传统密封组提供与衬套的端面接触工作的密封部分。

如能够在图9中看到的，密封系统50可被安装在筒装置61内，并且与前述实施例类似地包括配备有已根据本发明描述过的衬套插件53的衬套49、销43、轴环62和容纳在环形座57内的密封组56，环形座57形成在筒61的内表面的中央，筒61在该实施例中用作在中心位置支承密封组的端部元件，所采用的方式与当第二履带链节42直接接合在销43上时形成在第二履带链节42中的密封组完全类似。

该筒在轴向方向上可由筒自身两侧上的轴环62保持。

轴环62可借助干涉或焊接接合通过弹性安全环63与销43连接。

该筒适于作为旋转连接件插在履带链节41和42之间，在该情形中，第二履带链节42接合在轴环62上。

Claims (10)

1.一种履带接头密封系统，包括销(43)，该销(43)在每一端部具有借助衬套(49)的介入而与所述销(43)能旋转地联接的第一履带链节(41)和接合在所述销(43)的所述端部处的端部元件(42)，所述端部元件(42)包括支承、容纳密封组(56)的环形座(57)，该密封组(56)与所述衬套(49)协作以进行接头的密封，其中在所述衬套(49)的每一端部形成环形头座(58)，用于容纳设置有邻接面(48)的衬套插件(53)，该邻接面(48)要与密封组(56)的密封部分(47)接触，所述衬套插件(53)包括沿圆周方向定位在环形头座(58)中的刚性插件(52)和同心叠加在该刚性插件(52)上的弹性环(51)，该弹性环(51)要沿圆周方向与所述环形头座(58)接触，以便在该刚性插件(52)上产生必要的压缩推力，所述弹性环(51)与所述刚性插件(52)一体地或者非一体地制成，从而支撑与所述环形头座(58)静态密封联接的所述刚性插件(52)，其特征在于，在所述弹性环(51)与所述刚性插件不是一体地制成时，所述刚性插件(52)具有大致“L”形的截面，要在一侧形成所述邻接面(48)，而在另一侧形成用于所述弹性环(51)的凹座(60)。

2.如权利要求1所述的履带接头密封系统，其中所述衬套插件(53)与所述销(43)的纵向旋转轴线(54)同心地定位在衬套(49)的所述环形头座(58)内。

3.如权利要求2所述的履带接头密封系统，其中所述密封组(56)包括同心装配在一间隔环(45)上的密封环(44)和同心安置在该密封环(44)外面的预加载环(46)，所述间隔环(45)直接与所述销(43)接触放置，所述预加载环(46)与所述环形座(57)的壁接触以保持该密封环(44)被压缩。

4.如权利要求3所述的履带接头密封系统，其中相接触的所述密封组(56)的所述密封部分(47)与所述邻接面(48)在所述密封部分(47)与所述邻接面(48)之间限定出润滑腔(55)，其中所述密封环(44)与该刚性插件(52)的邻接面(48)动态密封联接，而同时所述弹性环(51)与设置在该衬套(49)中的所述环形头座(58)静态密封联接。

5.如权利要求1所述的履带接头密封系统，其中所述刚性插件(52)由一种或多种从下面选择的材料制成：

-抗腐蚀合金铸铁、合金铸铁、具有高铬含量的合金铸铁、铬钼合金铸铁和镍铬合金铸铁；

-热处理硬化钢；

-渗碳或淬火钢。

6.如权利要求5所述的履带接头密封系统，其中所述刚性插件(52)的所述邻接面(48)借助热处理来硬化，或者用单层或多层硬化等离子体覆盖层来覆盖，这样在热处理合金铸铁的情形下使硬度水平至少增加到洛氏HRC65的硬度值，而在表面覆盖的情形下使硬度水平至少增加到维氏HV900的硬度值。

7.如权利要求5所述的履带接头密封系统，其中所述弹性环(51)相对于衬套(49)的所述环形头座(58)的形状和相对于衬套插件(53)的形状具有圆形或偏菱形的截面，并且由弹性体材料制成。

8.如权利要求6所述的履带接头密封系统，其中所述刚性插件(52)的所述邻接面(48)经表面精加工制成，具有在0.2-0.4微米范围内的平均粗糙值Ra，其通过研磨来获得。

9.如权利要求1所述的履带接头密封系统，其中所述端部元件(42)是能直接接合在所述销(43)上的第二履带链节。

10.如权利要求1所述的履带接头密封系统，其中所述端部元件(42)是筒装置(61)的轴环(62)，一第二履带链节能接合在所述轴环(62)上。

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