專利名稱：張緊裝置、設置有該張緊裝置的履帶及工程機械的制作方法
技術領域：
本發明涉及工程機械領域，特別涉及一種張緊裝置、及設置有該張緊裝置的履帶、及設置該履帶的工程機械。
背景技術：
液壓挖掘機的履帶張緊裝置用于在行走過程中調節履帶的松緊程度，使履帶保持在一定的張緊力范圍內工作，當受到沖擊時，起到緩沖作用，防止履帶行走機構零件過載，并能夠減小履帶振跳。因此，在設計履帶行走機構時，履帶必須要有合適的張緊度，張緊度過大會增加履帶銷與銷套以及各軸承間的摩擦力，加快磨損。反之，張緊度過小會引起履帶振跳，降低行駛穩定性，在轉彎或倒退過程中甚至引起履帶脫軌。履帶張緊裝置有多種形式，目前應用最為廣泛的是液壓張緊裝置，由液壓張緊部和彈性緩沖部兩部分組成，這兩部分互相獨立。液壓張緊裝置通過向液壓缸體內注入油脂，以調節張緊裝置的伸長量，來達到履帶的張緊和放松功能。履帶在運行中受到沖擊，沖擊力的變化使彈性緩沖部不斷地伸縮，起到緩沖的作用。然而，現有的履帶張緊裝置存在以下的技術問題:I)傳統的履帶張緊裝置結構較復雜，成本較高；2)液壓張緊部需要注入油脂來張緊履帶，容易發生漏油故障；3)消耗油脂資源，浪費資源，不夠環保。
發明內容
有鑒于此，本發明提出一種結構簡單成本低廉的張緊裝置，能夠有效實現張緊和緩沖功能。本發明還提供一種設置有該張緊裝置的履帶及工程機械，能夠有效實現履帶的張緊及緩沖功能。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:一方面，本發明提供了一種張緊裝置，該張緊裝置包括:缸體、及一端位于所述缸體內另一端伸出所述缸體的活塞桿；其中，所述缸體的第一端連接有缸蓋，第二端設置有氣嘴；所述活塞桿穿設于缸蓋；所述缸體的第二端與所述活塞桿的活塞形成有氣壓緩沖部。進一步地，上述裝置中，所述活塞桿設置有用于限制其伸縮范圍的限位部。進一步地，上述裝置中，所述限位部包括:所述活塞桿伸出所述缸體的一端設置的擋塊；所述活塞桿在位于所述缸體的有桿腔一側的底部設置有限位臺階。進一步地，上述裝置中，所述限位部包括:所述活塞桿的桿體上開設的限位槽。進一步地，上述裝置中，所述氣壓緩沖部為氣囊，所述氣囊與所述氣嘴連接。進一步地，上述裝置中，所述氣囊外周配設有支承體，所述支承體為波紋管狀。進一步地，上述裝置中，所述缸蓋安裝有防塵圈和/或第一耐磨環；和/或，所述活塞桿的活塞上安設有第二耐磨環。
進一步地，上述裝置中，所述缸體安裝有第一密封圈；和/或，所述活塞桿的活塞上安設有第二密封圈。本發明的張緊裝置結構簡單，成本低廉。本發明的張緊裝置通過氣體的可壓縮性，起到緩沖和張緊的功能，采用的工作介質是空氣，可循環利用。另一方面，本發明還提供一種履帶，該履帶設置有上述任一種張緊裝置。由于上述張緊裝置具有如上的技術效果，該履帶也具有上述的技術效果，此處不再贅述。又一方面，本發明還提供一種工程機械，該工程機械設置有上述任一種履帶。由于上述設置由于該張緊裝置的履帶具有如上的技術效果，設置有該履帶的工程機械也具有上述的技術效果，此處不再贅述。
構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:圖1為本發明張緊裝置實施例的結構示意圖；圖2為本發明張緊裝置實施例中氣囊體積最大時的示意圖；圖3為本發明張緊裝置實施例中氣囊體積最小時的示意圖。附圖標記說明I擋塊2防塵圈3第一耐磨環4缸體5氣嘴6氣囊7支承體8第二耐磨環9缸蓋10 活塞桿11 限位臺階
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相
互組合。本發明的基本思想在于:設計一種氣壓式張緊裝置，結構簡單，成本低廉。優選采用氣囊作為緩沖裝置，并在氣囊外安裝支承體，能夠有效避免活塞桿在往復運動中對氣囊的磨損。下面結合附圖，對本發明的各優選實施例作進一步說明:參照圖1至圖3，其示出了本實施例的張緊裝置，該張緊裝置為氣壓式張緊裝置，包括:缸體4、活塞桿10和氣壓緩沖部。其中，缸體4的第一端連接有缸蓋9，第二端設置有氣嘴5。活塞桿10的一端位于缸體4內，另一端伸出缸體4,并穿設于缸蓋9。缸體4的第二端與活塞桿10的活塞形成有氣壓緩沖部。本實施例中，張緊裝置的結構簡單，成本低廉。與現有采用彈性緩沖結構的張緊裝置相比，本實施例的張緊裝置通過氣體的可壓縮性，起到緩沖和張緊的功能，成本低廉。并且，本實施例采用的工作介質是空氣，可循環利用，相比油脂等介質而言，可謂是取之不盡，用之不竭。進一步來講，上述實施例中，活塞桿10設置有用于限制其伸縮范圍的限位部。通過限位部對活塞桿10的行程進行限位，這樣，一方面限制活塞桿10全部伸出缸體造成裝置的損壞及危險，另一方面限制活塞桿10過分壓入損壞氣壓緩沖部，例如儲氣氣囊6及支承體7。在一優選實施例中，所述限位部包括:擋塊I和限位臺階11，如圖1所示，擋塊I設置于活塞桿10伸出所缸體4的一端，限位臺階11設置于活塞桿10在位于缸體4的有桿腔一側的底部。本實施例中，活塞桿10可采用階梯軸形式。可選的是，上述實施例中，所述限位部包括:活塞桿10的桿體上開設的限位槽。通過限位槽限定活塞桿10的伸縮范圍。本實施例中，活塞桿10可采用直軸形式。需要說明的是，上述各實施例中，所述伸縮范圍可根據履帶的節距進行確定。履帶在運行中受到外界沖擊，沖擊力的變化使腔體內氣體壓縮，將沖擊能量轉化為壓力勢能，起到緩沖的作用，壓縮行程受到限位塊的限制，防止氣體壓縮過度對氣囊及支承體造成破壞。當沖擊消退時，氣體膨脹推動活塞桿使引導輪張緊履帶，恢復到正常的張緊力。該氣壓式張緊裝置適合于履帶驅動式工程機械的各種復雜工況。在一優選實施例中，所述氣壓緩沖部為氣囊6，氣囊6與氣嘴5連接。本實施例中，通過氣嘴5向氣囊6內充入氣體，通過對氣囊6內氣體壓強的調節來控制張緊力的大小。需要強調的是，本實施例采用氣囊6密封氣體，其密封性好、無泄露、動作靈敏。此處，對氣壓式履帶張緊裝置的氣壓緩沖部的工作原理進行說明:氣囊6內氣體壓強為P，活塞桿10的橫截面積S，活塞桿10受到氣體的壓力為氣囊6內氣體壓強與活塞桿10橫截面積之積，即F=P*S。根據一定質量的理想氣體在P〈20MPa，在溫度不變的條件下，有如下氣體方程近似成立:氣體壓縮前和壓縮后存在PciVci=P1V1，進而可以得到=P1=PtlVcZV115其中:P0—保證履帶張緊的初始壓強，單位MPa ；P1+受沖擊載荷后的壓強，單位MPa ；V0-履帶張緊時的初始容積，單位mm3 ;V1-受沖擊載荷后的容積，單位mm3。從上述公式可以得到，在履帶受到外界沖擊力的作用下，腔體內氣體體積被壓縮，體積V減少，同時活塞桿受到較大的推力P。
這樣，張緊裝置工作時，根據計算的壓強值向氣囊中預充氣至保證履帶張緊的初始壓強，當履帶鏈因銷軸和銷孔磨損而伸長并導致腔體內的壓強變小時，可通過氣嘴5向氣囊6中補充氣體，以補償履帶鏈伸長的影響。在另一優選實施例中，氣囊6外周配設有支承體7。由于支承體7的保護，在活塞桿10的往復運動過程中氣囊6不易發生磨損。本實施例中，支承體7的耐磨性好、強度高。例如，本實施例的支承體7可采用波紋管狀的耐磨性材料制成，從而有效保護氣囊6不受到磨損。在一可選實施例中，缸蓋9安裝有防塵圈2和/或第一耐磨環3。在另一可選實施例中，活塞桿10的活塞上安設有第二耐磨環8。在一優選實施例中，缸蓋9安裝有防塵圈2及第一耐磨環3，并且，活塞桿10的活塞上安設有第二耐磨環8。需要指出的是，可與上述實施例中采用氣囊作為氣壓緩沖部替換的是，本實施例中，氣體密封通過在缸體4和/或活塞桿10上設置密封。例如:缸體4安裝有第一密封圈；和/或，活塞桿10的活塞上安設有第二密封圈。下面參照圖2和圖3，結合一優選實施例對本發明的張緊裝置做進一步說明:如圖2和圖3所示，其分別示出了為了解決上述技術問題，本實施例提供一種氣壓式履帶張緊裝置，解決傳統張緊裝置容易漏油、不夠環保、結構復雜的問題。本實施例中，氣壓式履帶張緊裝置可以通過控制腔體內氣體的壓力使履帶張緊和放松。張緊裝置的張緊部分和氣壓緩沖部分同在一個缸體4內，例如:本實施例中，張緊部分的功能可由缸體4及活塞桿10實現，氣壓緩沖部分可采用在缸體4內放置的支承體7及氣囊6實現，氣囊6與氣嘴5相連，缸體4的前端與缸蓋9用螺栓連接，活塞桿10放置在缸體4內，活塞桿10底部帶有限位臺階，活塞桿10中部設置有擋塊1，活塞桿10的頭部與引導輪相連，缸體4設置有氣嘴的一端與驅動輪相連。缸蓋9上安裝有防塵圈2、第一耐磨環3。本實施例中，通過氣嘴5向氣囊6內充入氣體，通過對氣囊6內氣體壓強的調節來控制張緊力的大小，張緊力F=P*S。當履帶在運行過程中受沖擊時，活塞桿10在缸體4內運動壓縮氣囊6和支承體7，通過壓縮氣體起到緩沖的作用。當沖擊消退時，氣體膨脹推動活塞桿10使引導輪張緊履帶，恢復到正常的張緊力。由于支承體7的保護，在活塞桿10的往復運動過程中氣囊6不易發生磨損。支承體7要求耐磨性好、強度高。在缸蓋9外端安裝有防塵圈2，能夠有效防止外界的灰塵和雜質侵入缸體內部。極限狀態一:氣壓式張緊裝置活塞桿10最大伸出行程時的狀態如圖2所示。活塞桿10向外伸出長度會受到活塞桿10底部限位臺階11的限制，限位臺階11配合缸蓋9處的臺階限制最大伸出行程，防止活塞桿10被頂出缸體4。極限狀態二:氣壓式張緊裝置活塞桿10最大壓縮行程時的狀態如圖3所示。活塞桿10向內壓縮長度同時也受到軸上擋塊I的限制，軸上擋塊I配合缸蓋9處的限位臺階11限制最大壓縮行程，防止氣體過度壓縮損壞氣囊6及支承體7。工作時，根據計算的壓強值向氣囊中預充氣至壓強Ptl，當履帶鏈因銷軸和銷孔磨損而伸長并導致腔體內的壓強變小時，可向氣囊中補充氣體，以補償履帶鏈伸長的影響。本發明的張緊裝置結構簡單，成本低廉。本發明的張緊裝置通過氣體的可壓縮性，起到緩沖和張緊的功能，采用的工作介質是空氣，可循環利用。
本發明實施例還提供了一種履帶，該履帶設有上述任一種張緊裝置，由于上述任一種張緊裝置具有上述技術效果，因此，設有該張緊裝置的履帶也應具備相應的技術效果，其具體實施過程與上述實施例類似，茲不贅述。另外，本發明實施例還提供了一種工程機械，例如挖掘機，該工程機械設有上述任一種設有該張緊裝置的履帶，由于上述任一種設有該張緊裝置的履帶具有上述技術效果，因此，設有該履帶的工程機械也應具備相應的技術效果，其具體實施過程與上述實施例類似，茲不贅述。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種張緊裝置，其特征在于，包括:缸體(4)、及一端位于所述缸體(4)內另一端伸出所述缸體(4)的活塞桿(10); 其中，所述缸體(4)的第一端連接有缸蓋(9)，第二端設置有氣嘴(5);所述活塞桿(10)穿設于缸蓋(9)； 所述缸體(4)的第二端與所述活塞桿(10)的活塞形成有氣壓緩沖部。
2.根據權利要求1所述的張緊裝置，其特征在于，所述活塞桿(10)設置有用于限制其伸縮范圍的限位部。
3.根據權利要求2所述的張緊裝置，其特征在于，所述限位部包括: 所述活塞桿(10)伸出所述缸體(4)的一端設置的擋塊(I)； 所述活塞桿(10)在位于所述缸體(4)的有桿腔一側的底部設置有限位臺階(11)。
4.根據權利要求2所述的張緊裝置，其特征在于，所述限位部包括: 所述活塞桿(10)的桿體上開設的限位槽。
5.根據權利要求1至4任一項所述的張緊裝置，其特征在于，所述氣壓緩沖部為氣囊(6)，所述氣囊(6)與所述氣嘴(5)連接。
6.根據權利要求5所述的張緊裝置，其特征在于，所述氣囊(6)外周配設有支承體(7)，所述支承體(7)為波紋管狀。
7.根據權利要求6所述的張緊裝置，其特征在于， 所述缸蓋(9)安裝有防塵圈(2)和/或第一耐磨環(3);和/或， 所述活塞桿(10)的活塞上安設有第二耐磨環(8)。
8.根據權利要求1至4任一項所述的張緊裝置，其特征在于， 所述缸體(4)安裝有第一密封圈；和/或， 所述活塞桿(10)的活塞上安設有第二密封圈。
9.一種履帶，其特征在于，該履帶設置有權利要求1至8任一項所述的張緊裝置。
10.一種工程機械，其特征在于，該工程機械設置有權利要求9所述的履帶。
全文摘要
本發明公開了一種張緊裝置、設置有該張緊裝置的履帶及工程機械，其中，該張緊裝置包括缸體、及一端位于所述缸體內另一端伸出所述缸體的活塞桿；其中，所述缸體的第一端連接有缸蓋，第二端設置有氣嘴；所述活塞桿穿設于缸蓋；所述缸體的第二端與所述活塞桿的活塞形成有氣壓緩沖部。因此，本發明的張緊裝置結構簡單，成本低廉。本發明的張緊裝置通過氣體的可壓縮性，起到緩沖和張緊的功能，采用的工作介質是空氣，可循環利用。
文檔編號B62D55/30GK103085904SQ201310037169
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月31日 優先權日2013年1月31日
發明者李春德, 常靜, 朱建華 申請人:三一重機有限公司