ГУСЕНИЧНЫЙ УЗЕЛ И УЗЕЛ НАТЯЖНОГО КОЛЕСА (ВАРИАНТЫ)
TRACK ASSEMBLY AND ASSEMBLY OF IDLER WHEEL (VARIANTS)

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Приоритет данной заявки заявляется по предварительной заявке на патент США №61/551343, поданной 25 октября 2011 года, содержание которой целиком включено в данный документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Данное изобретение относится к одноковшовому горнодобывающему экскаватору и, в частности, к узлу натяжного колеса.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Узлы передних натяжных колес применяют в машинах, таких как, среди прочего, горнодобывающие экскаваторы, в которых используется разнесенная опора для натяжного колеса, в которой вал совершает вращение вместе с натяжным колесом. В существующей в настоящее время конструкции переднего натяжного колеса и его вала используется шлицевое соединение между валом и колесом. Указанное шлицевое соединение обеспечивает ограничение относительного перемещения вала и колеса при воздействии крутящего момента, однако это соединение не ограничивает скольжение указанного колеса из стороны в сторону в осевом направлении по шлицам. Перемещение из стороны в сторону по шлицам в результате приводит к сильному износу компонентов узла переднего натяжного колеса. Кроме того, компоненты шлицевого соединения, имеющиеся в существующих конструкциях натяжного колеса, являются дорогостоящими в изготовлении.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] В одном варианте выполнения данного изобретения предлагается гусеничный узел, который содержит рамный элемент, содержащий натяжное колесо, расположенное между первой выступающей частью и второй выступающей частью гусеничного узла. Указанное натяжное колесо ограничивает проходящее через него отверстие. Гусеничный узел дополнительно содержит вал, проходящий через указанное отверстие. Указанный вал закреплен относительно указанного колеса путем конической посадки с натягом с возможностью вращения относительно первой и второй выступающих частей гусеничного узла. Первая сторона вала расположена в первой выступающей части и содержит по меньшей мере один опорный вкладыш, расположенный между ними. Подобным образом вторая сторона вала расположена во второй выступающей части и содержит по меньшей мере один опорный вкладыш, расположенный между ними. К каждой из указанных первой и второй сторон вала прикреплена съемная торцевая заглушка так, что у границы взаимодействия между торцевыми заглушками и опорными вкладышами создана упорная поверхность.
[0005] В другом варианте выполнения данного изобретения предлагается способ изготовления узла натяжного колеса, содержащего натяжное колесо, закрепляемое между первой выступающей частью и второй выступающей частью рамы гусеничного узла. Указанное колесо имеет отверстие, в котором располагают проходящий через него вал. Между указанным валом и колесом располагают конусообразный запирающий вкладыш так, что указанный вкладыш создает посадку с натягом между валом и колесом. Первая сторона вала расположена в первой выступающей части и содержит по меньшей мере один вкладыш, расположенный между ними. Подобным образом, вторая сторона вала расположена во второй выступающей части и содержит по меньшей мере один вкладыш, расположенный между ними. К каждой из указанных первой и второй сторон вала прикрепляют съемную торцевую заглушку так, что у границы взаимодействия торцевых заглушек и опорных вкладышей создают упорную поверхность.
[0006] В другом варианте выполнения данного изобретения предлагается узел натяжного колеса, содержащий натяжное колесо, предназначенное для закрепления между первой выступающей частью и второй выступающей частью рамы гусеничного узла. Указанное колесо имеет отверстие и присоединено к втулке, имеющей конусность по внутреннему диаметру. Через отверстие колеса и втулку проходит вал. Часть указанного вала имеет конусность по наружному диаметру, которая является дополняющей для указанной конусности по внутреннему диаметру, в силу чего между ними создается посадка с натягом, обеспечивающая закрепление вала относительно колеса. Первая сторона вала расположена в первой выступающей части и содержит по меньшей мере один опорный вкладыш, расположенный между ними. Вторая сторона вала расположена во второй выступающей части и содержит по меньшей мере один опорный вкладыш, расположенный между ними. К каждой из указанных первой и второй сторон вала прикреплена съемная торцевая заглушка так, что у границы взаимодействия торцевых заглушек и опорных вкладышей создана упорная поверхность.
[0007] Другие аспекты данного изобретения будут очевидны при рассмотрении подробного описания и сопроводительных чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] Фиг.1 изображает вид в аксонометрии горнодобывающего экскаватора.
[0009] Фиг.2 изображает вид в аксонометрии узла переднего натяжного колеса и гусеничной рамы горнодобывающего экскаватора.
[0010] Фиг.3 изображает вид в аксонометрии узла переднего натяжного колеса в соответствии с одним вариантом выполнения данного изобретения.
[0011] Фиг.4 изображает узел переднего натяжного колеса, показанный на фиг.3, в разрезе, взятом по линии 4-4.
[0012] Фиг.5 изображает конусообразный запирающий вкладыш, показанный на фиг.4.
[0013] Фиг.6 изображает запорный механизм конусообразного запирающего вкладыша, показанного на фиг.4-5, по линии 6-6, показанной на фиг.5.
[0014] Фиг.7 изображает вид в аксонометрии узла переднего натяжного колеса в соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения.
[0015] Фиг.8 изображает узел переднего натяжного колеса, показанный на фиг.7, в разрезе, взятом по линии 8-8.
[0016] Прежде чем будет приведено подробное объяснение вариантов выполнения данного изобретения, следует уяснить, что данное изобретение не ограничивается в его применении рассматриваемыми деталями конструкции, расположением компонентов, приведенным в последующем описании или проиллюстрированным на последующих чертежах. Данное изобретение допускает другие варианты выполнения, а также практическое применение или выполнение различными способами.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0017] Фиг.1 и 2 изображает горнодобывающий экскаватор 10, содержащий основную платформу 14, нижнюю раму 18 и гусеничный узел 22. Указанный гусеничный узел 22 содержит, в частности, первый рамный элемент 26 и второй рамный элемент 30 и образует рамную конструкцию, обеспечивающую опору при перемещении указанного экскаватора 10. Первый и второй рамные элементы 26, 30 поддерживают гусеничную цепь 50 на каждой стороне экскаватора 10. Каждый из рамных элементов 26, 30 содержит первую выступающую часть 54 и вторую выступающую часть 58, каждая из которых имеет прямоугольное отверстие 62, содержащее расположенные в нем клиновую шайбу 66 и ограждение 70 вала. Каждый из рамных элементов 26, 30 ограничивает верхнюю часть рамы 38 гусеничного узла и содержит узел 78 переднего натяжного колеса, несущие колеса 42 и заднее ведомое колесо 46 экскаватора. Каждый указанный узел 78 содержит переднее натяжное колесо 34 или в некоторых вариантах выполнения зубчатое колесо, расположенное между двумя выступающими частями 54, 58 соответствующего рамного элемента 26, 30 и присоединенное к валу 74 для вращения вместе с ним. Вал 74 проходит через отверстие (не показано), расположенное в центре натяжного колеса 34, и через отверстие (не показано), расположенное в каждой из выступающих частей 54, 58 соответствующего рамного элемента 26, 30.
[0018] Фиг.3-6 изображает один из узлов 78 переднего натяжного колеса в соответствии с вариантом выполнения данного изобретения. Указанный узел 78 содержит переднее натяжное колесо 34, прикрепленное к валу 74, который проходит через центральное отверстие (не показано), выполненное в переднем натяжном колесе 34. В изображенном варианте выполнения указанное колесо 34 содержит втулочную часть, хотя в других вариантах выполнения колесо 34 может быть выполнено в виде единого элемента. В изображенном варианте выполнения, поскольку диаметр 84 вала 74 натяжного колеса меньше диаметра 86 центрального отверстия натяжного колеса 34, то во время сборки между ними образуется небольшой зазор (не показан). Внутри указанного зазора расположен конусообразный запирающий вкладыш 90. Вследствие чрезвычайно высоких радиальных нагрузок, прикладываемых к колесу 34 во время перемещения экскаватора 10, и благодаря размеру компонентов колеса 34 и вала 74, в каждый узел 78 переднего натяжного колеса вставлена пара указанных вкладышей 90 (фиг.4). С каждой стороны колеса 34 установлено по одному вкладышу 90, доступ к которым во время монтажа и демонтажа обеспечивается через прямоугольные отверстия 62 первой стороны 54 и второй стороны 58 рамных элементов 26, 30. Кроме того, каждый из вкладышей 90 закрыт предотвращающей загрязнение крышкой 88, которая задерживает инородные вещества (т.е. воду, пыль, грязь), препятствуя их проникновению во вкладыши 90. Конусообразный запирающий вкладыш 90 создает посадку с натягом, прикрепляя тем самым переднее натяжное колесо 34 к валу 74. Указанная посадка с натягом обеспечивает жесткое соединение, которое ограничивает перемещение переднего натяжного колеса 34 и вала 74 в осевом и радиальном направлении, а также при действии крутящего момента. Таким образом, посадка с натягом ограничивает перемещение колеса 34, препятствуя сильному износу компонентов в узле 78 переднего натяжного колеса.
[0019] Как показано на фиг.5 и 6, конусообразный запирающий вкладыш 90 содержит первый внутренний элемент 94, второй внутренний элемент 96 и наружный элемент 100. Внутренние элементы 94, 96 имеют конусообразные наружные поверхности 92, которые являются дополняющими для конусообразных внутренних поверхностей 102 наружного элемента 100 вкладышей 90 и взаимодействуют с ними. Дополнительно, вкладыш 90 содержит проходящие в осевом направлении отверстия двух типов: отверстия 118, проходящие на полную длину, и отверстия 120, проходящие на половину длины. Отверстия 118 проходят на длину вкладыша 90 и образованы сквозной частью 118а отверстия, которая проходит через первый внутренний элемент 94 вкладыша 90, и резьбовой частью 118b отверстия, которая проходит через второй внутренний элемент 96 вкладыша 90. Отверстия 120 являются резьбовыми и проходят через первый внутренний элемент 94 вкладыша 90, соответственно, отверстия 120 проходят приблизительно на половину длины через вкладыш 90 и не имеют части, ограниченной во втором внутреннем элементе 96. В изображенном варианте выполнения имеется пара отверстий 118 для каждого одного отверстия 120, при этом одно отверстие 120 расположено между смежными парами отверстий 118. Полноразмерные отверстия 118 являются монтажными отверстиями, тогда как отверстия 120 половинной длины являются отверстиями, предназначенными для демонтажа.
[0020] Во время сборки узла 78 переднего натяжного колеса для создания посадки с натягом между передним натяжным колесом 34 и валом 74 используют крепежные элементы 104 (например, винты). Указанная посадка с натягом достигается вследствие затягивания крепежных элементов 104. Крепежный элемент 104 вставляют в сквозную часть 118а соответствующего отверстия 118 и завинчивают в резьбовую часть 118b указанного отверстия 118. При завинчивании крепежного элемента в резьбовую часть 118b происходит плотное стягивание обоих элементов 94, 96 вкладыша 90. При сближении обоих элементов 94, 96 конусообразные наружные поверхности 92 скользят относительно конусообразных наружных поверхностей 102 наружного элемента 100, обеспечивая тем самым проталкивание наружного элемента 100 в радиально наружном направлении, а внутренних элементов 94, 96 - в радиально внутреннем направлении. По существу, при этом происходит расширение наружного диаметра 108 вкладыша 90 в радиальном направлении и одновременное сужение внутреннего диаметра 112 вкладыша 90 в радиальном направлении. Расширение наружного диаметра 108 конусообразного запирающего вкладыша 90 по отношению к внутреннему диаметру 86 центрального отверстия переднего натяжного колеса 34 и одновременное сужение внутреннего диаметра 112 указанного вкладыша 90 по отношению к валу 74 создает посадку с натягом между колесом 34 и валом 74. Указанное расширение и сужение вкладыша 90 также создает значительное поверхностное давление между колесом 34 и валом 74, обеспечивая тем самым их взаимную блокировку с установкой в требуемом положении.
[0021] Во время демонтажа узла 78 переднего натяжного колеса крепежные элементы 104 могут использоваться также и для демонтажа вкладыша 90. После удаления всех крепежных элементов 104 из монтажных отверстий 118 некоторые из указанных элементов 104 вводят с затягиванием в другой ряд отверстий 120. При затягивании крепежных элементов 104 в отверстиях 120 половинной длины указанные элементы 104 входят в контакт со вторым элементом 96. Поскольку эта часть элемента 96 не имеет отверстия, то затягивание крепежного элемента 104 обеспечивает отталкивание второго элемента 96 от первого элемента 94 так, что конусообразные наружные поверхности 92 внутренних элементов 94, 96 скользят относительно конусообразных поверхностей 102 наружного элемента 100. Это перемещение заставляет наружный элемент 100 перемещаться в радиально внутреннем направлении, а внутренние элементы 94, 96 - в радиальном наружном направлении. Соответственно, наружный диаметр 108 вкладыша 90 сужается в радиальном направлении, тогда как внутренний диаметр 112 вкладыша 90 расширяется в радиальном направлении. Таким образом, вкладыши 90 возвращаются в их исходные состояния неплотной посадки. Когда выполняют сборку компонентов переднего натяжного колеса, демонтажные отверстия 120, снабженные резьбой, используют для присоединения защищающей от загрязнений крышки 88 к конусообразному запирающему вкладышу 90. Для этого в отверстиях 120 размещают крепежные элементы 110, присоединяя тем самым защищающую от загрязнений крышку 88 к вкладышам 90. Указанная крышка 88 защищает вкладыши 90 от обломков, которые заполняют открытые демонтажные отверстия 120, вызывают образование плотной ржавчины на конусообразных поверхностях 92 и 102 и препятствуют ослаблению и удалению вкладышей 90.
[0022] Выступающие части 54, 58 рамных элементов 26, 30 гусеничного узла обеспечивают боковую опору с обеих сторон колеса 34, так как вал 74 проходит через центральное отверстие (не показано) указанного колеса 34 и через отверстие (не показано) в каждой из указанных двух выступающих частей 54, 58. В соответствии с фиг.4 вал 74 колеса установлен с помощью двух опорных вкладышей 124, расположенных на противоположных сторонах колеса 34 и вращается относительно них. Каждый вкладыш 124 закреплен на блоке 128, который прикреплен к соответствующей выступающей части 54, 58 рамных элементов 26, 30. Каждый блок 128 имеет углубление 132 для смазочных линий, обеспечивающих смазку опорных вкладышей 124. Крепежные элементы 136, или соединительные элементы, присоединяют торцевые заглушки 140 вала к валу 74 с обеспечением возможности их вращения вместе с ним, при этом крепежные элементы 136 проходят через шайбы 144. У границы контакта между опорными вкладышами 124 и торцевыми заглушками 140 расположена упорная поверхность 146. В изображенном варианте выполнения торцевые заглушки 140 создают износ опорных вкладышей 124, обусловленный передачей боковых тяговых сил колесу 34 при перемещении и повороте экскаватора 10. При увеличении износа опорных вкладышей 124 торцевые заглушки 140 удаляют для замены вкладышей 124 без демонтажа всего узла 78 переднего натяжного колеса. Помимо этого, шайбы 144 между валом 74 колеса и торцевыми заглушками 140 могут быть удалены при изнашивании опорных вкладышей 124, чтобы уменьшить зазор между вкладышами 124 и заглушками 140.
[0023] Фиг.7 и 8 изображают узел 278 переднего натяжного колеса в соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения. Узел 278, показанный на фиг.7 и 8, подобен узлу 78 переднего натяжного колеса, показанному на фиг.3-6, поэтому одинаковые элементы обозначены теми же номерами позиций, увеличенными на 200, соответственно, ниже будут рассмотрены только различия в конструкции.
[0024] Узел 278 переднего натяжного колеса содержит вал 274, который проходит через центральное отверстие (не показано) втулки 348, присоединенной к переднему натяжному колесу 234. Втулка 348, которая присоединена (например, сваркой) по внутреннему диаметру 286 колеса 234, заполняет зазор (не показан) между передним натяжным колесом 234 и валом 274. В соответствии с фиг.8 как вал 274, так и втулка 348 имеют соответственно конусообразные части 352 и 356, диаметры которых являются дополняющими друг для друга. Угол конусности указанных частей 352 и 356 как вала 274, так и втулки 348 равен приблизительно 3,6°. Однако в других вариантах выполнения указанный угол может быть больше или меньше чем 3,6°.
[0025] Во время монтажа прикладывают значительное усилие с использованием внешнего устройства в направлении стрелки 360 для сопряжения стыкуемых компонентов, переднего натяжного колеса 234 и вала 274 колеса, в осевом направлении, создавая тем самым значительное, действующее на поверхность давление. Указанное давление удерживает переднее натяжное колесо 234 и вал 274 в совместном соединении после прекращения воздействия указанного усилия и во время работы экскаватора 10. Конусообразные поверхности вала 274 и втулки 348 натяжного колеса обеспечивают между ними посадку с натягом, создавая тем самым жесткое соединение, ограничивающее относительное перемещение указанного колеса 234 и вала 274 в осевом и радиальном направлениях, а также при действии крутящего момента. Указанная посадка с натягом достигается благодаря изготовлению как указанного вала 274, так и колеса 234 с небольшой степенью конусности на сопрягаемых диаметрах. Таким образом, посадка с натягом ограничивает относительное перемещение указанного колеса 234 и вала 274, препятствуя возникновению сильного износа в узле 278 переднего натяжного колеса.
[0026] В другом варианте выполнения узел переднего натяжного колеса не содержит втулки колеса, а внутренний диаметр натяжного колеса выполнен с образованием конусообразной поверхности. При этом между передним натяжным колесом и валом создается посадка с натягом вследствие сопряжения конусообразных поверхностей указанных двух компонентов.
[0027] Несмотря на то, что данное изобретение подробно описано со ссылкой на конкретные предпочтительные варианты выполнения, тем не менее, возможно внесение изменений и модификаций в пределах объема правовой охраны и сущности одного или более описанных независимых аспектов данного изобретения.
[0028] Таким образом, данным изобретением обеспечивается, среди прочего, жесткое соединение между компонентами узла натяжного колеса с предотвращением тем самым износа соединительных поверхностей при трении скольжения путем ограничения относительного перемещения натяжного колеса и вала в осевом и радиальном направлениях, а также при действии крутящего момента. Различные свойства и преимущества данного изобретения изложены в нижеследующей формуле изобретения.