ГУСЕНИЧНЫЙ БАШМАК С УСТРОЙСТВОМ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА
TRACK SHOE WITH WEAR MEASURING DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к гусеничной цепи промышленного транспортного средства с цепным приводом, в частности, к гусеничному башмаку с возможностью измерения износа гусеничного башмака.
Предпосылки создания изобретения
В данном разделе раскрыты предпосылки или обстоятельства создания изобретения, представленного формулой изобретения. Раскрытие, представленное в настоящем документе, может содержать идеи, которые могли развиваться, но не обязательно идеи, которые предлагались или развивались ранее. Поэтому, если не указано иное, сведения, изложенные в данном разделе, не относятся к известному уровню техники, относящемуся к изобретению и формуле изобретения по данной заявке и не признаются известным уровнем техники путем включения в данный раздел.
Крупногабаритные промышленные транспортные средства (например, добычные экскаваторы) могут содержать ходовую часть или иную раму для поддержки транспортного средства и обеспечения его передвижения по рабочей площадке. Ходовая часть может содержать гусеничную цепь, состоящую из ряда компонентов, или гусеничных башмаков, поворотно соединенных и движущихся вокруг рамы для приведения транспортного средства в движение. В процессе работы ходовой части (например, движения гусеничной цепи вокруг рамы) компоненты ходовой части, включая гусеничные башмаки, могут подвергаться износу под воздействием характерного трения между компонентами ходовой части, веса транспортного средства, климатических условий и неровностей рельефа, в числе других факторов. Кроме того, некоторые компоненты ходовой части могут работать "всухую" или без масляной смазки. Например, гусеничные башмаки могут соприкасаться с грузовыми роликами ходовой части и, таким образом, быть особо подверженными износу. Поэтому компонентам ходовой части может требоваться частая проверка, ремонт и/или замена для обеспечения эффективности работы транспортного средства.
Для измерения или оценки степени износа гусеничных башмаков и других компонентов ходовой части могут использоваться ультразвуковые измерительные устройства. Например, ультразвуковое измерительное устройство может быть разработано с возможностью направления ультразвукового сигнала (например, звуковой волны высокой частоты) от передней поверхности гусеничного башмака ко второй противоположной поверхности. Ультразвуковое измерительное устройство может затем производить измерение времени, прошедшего до отражения сигнала от второй поверхности и поступления его на устройство для измерения толщины гусеничного башмака. Однако гусеничный башмак может иметь несколько изнашивающихся поверхностей, вследствие чего износ конкретной поверхности нельзя определить исходя из толщины гусеничного башмака. Кроме того, износ может возникать неравномерно на поверхности башмака, вследствие чего показатели толщины могут быть разными в зависимости от места измерения. Кроме того, некоторые поверхности гусеничного башмака могут быть закругленными или неровными. Таким образом, точное измерение или оценка степени износа обычного гусеничного башмака с использованием ультразвукового измерительного устройства или механического измерительного устройства могут быть затруднительны или, в определенных обстоятельствах, невозможны.
Краткое раскрытие
Вариант осуществления настоящего изобретения относится к гусеничному башмаку добычного агрегата. Гусеничный башмак содержит первую изнашивающуюся поверхность, вторую изнашивающуюся поверхность, расположенную напротив первой изнашивающейся поверхности, отсек, расположенный на первой изнашивающейся поверхности и содержащий базовую измерительную плоскость, расположенную в нижней части отсека, причем базовая измерительная плоскость расположена под первой изнашивающейся поверхностью, таким образом, что базовая измерительная плоскость подвергается меньшему эксплуатационному износу, чем первая изнашивающаяся поверхность, и приближенно линейный канал передачи, выполненный с возможностью приема ультразвукового сигнала и проходящий от базовой измерительной плоскости ко второй изнашивающейся поверхности.
Другой вариант осуществления настоящего изобретения относится к ходовой части. Ходовая часть содержит грузовой ролик и гусеничную цепь. Гусеничная цепь содержит множество взаимосвязанных гусеничных башмаков, выполненных с возможностью сцепления с грузовым роликом, причем каждый из гусеничных башмаков поворотно соединен с соседними гусеничными башмаками штифтом. По меньшей мере один гусеничный башмак содержит первую изнашивающуюся поверхность, вторую изнашивающуюся поверхность, расположенную напротив первой изнашивающейся поверхности, причем вторая изнашивающаяся поверхность разработана с возможностью сцепления с грузовым роликом, отсек, расположенный на первой изнашивающейся поверхности и имеющий базовую измерительную плоскость, расположенную в нижней части отсека, причем базовая измерительная плоскость расположена под первой изнашивающейся поверхностью таким образом, что базовая измерительная плоскость подвергается меньшему эксплуатационному износу, чем первая изнашивающаяся поверхность, а также приближенно линейный канал передачи, произведенный с возможностью приема ультразвукового сигнала и проходящий от базовой измерительной плоскости ко второй изнашивающейся поверхности.
Другой вариант осуществления настоящего изобретения относится к компьютеризованному способу измерения степени износа гусеничного башмака. Способ содержит следующий этап: детектор измерительного устройства генерирует и направляет ультразвуковой сигнал через приближенно линейный канал передачи гусеничного башмака, причем гусеничный башмак содержит первую изнашивающуюся поверхность, вторую изнашивающуюся поверхность, расположенную напротив первой изнашивающейся поверхности и выполненную с возможностью отражения ультразвукового сигнала, и отсек, расположенный на первой изнашивающейся поверхности и имеющий базовую измерительную плоскость, расположенную в нижней части отсека. Базовая измерительная плоскость расположена под первой изнашивающейся поверхностью таким образом, что базовая измерительная плоскость подвергается меньшему эксплуатационному износу, чем первая изнашивающаяся поверхность, а канал передачи проходит от базовой измерительной плоскости ко второй изнашивающейся поверхности. Способ дополнительно содержит следующий этап: измеряют степень износа второй изнашивающейся поверхности на основании ультразвукового сигнала, полученного детектором.
Краткое раскрытие чертежей
Сущность изобретения может быть легко воспринята из следующего подробного раскрытия при прочтении совместно с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковые номера на разных чертежах обозначают одинаковые или подобные элементы, где:
фиг. 1 представляет собой перспективное изображение добычного агрегата с цепным приводом в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 2 представляет собой перспективное изображение гусеничного башмака добычного гусеничного агрегата в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 3 представляет собой другое перспективное изображение гусеничного башмака в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 4 представляет собой вид гусеничного башмака снизу в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 5 представляет собой перспективное изображение гусеничного башмака в разрезе по линии 5-5 фиг. 3 в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 6 представляет собой другое изображение гусеничного башмака в разрезе в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 7 представляет собой блок-схему системы измерения параметров литого гусеничного башмака в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 8 представляет собой функциональную схему способа измерения степени износа гусеничного башмака в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 9 представляет собой изображение гусеничного башмака в разрезе и механического глубинного калибра в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное раскрытие изобретения
Перед тем, как обратиться к чертежам, подробно иллюстрирующим примерные варианты осуществления настоящего изобретения, следует отметить, что настоящая заявка не ограничивается информацией или методологией, изложенными в раскрытии или проиллюстрированными на чертежах. Также следует понимать, что терминология используется исключительно в целях раскрытия и не должна рассматриваться как ограничение.
Фиг. 1 представляет собой изображение добычного агрегата 100 с цепным приводом в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Агрегат 100 содержит ходовую часть 106 с непрерывной гибкой гусеничной цепью 102, вращающейся вокруг боковой рамы 108. Гусеничная цепь 102 движется вокруг натяжного колеса 104 ходовой части 106 для приведения агрегата 100 в движение по поверхности земли. Гусеничная цепь 102 образована цепью поворотно соединенных гусеничных башмаков 200 (в частности, сегментов), детально изображенных на фиг. 2 - 6. Гусеничные башмаки 200 вместе образуют круглую гусеничную цепь 102, разработанную для перемещения по горной местности, включая неровный рельеф.
Фиг. 2-4 представляют собой изображения гусеничных башмаков 200 в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Гусеничный башмак 200 содержит проушины 220 для штифтов, в которые вставляются штифты для соединения проушины 220 для штифта с проушиной 220 для штифта другого гусеничного башмака. Например, для образования гусеничной цепи 102 множество гусеничных башмаков 200 могут быть поворотно соединены через проушины 220 для штифтов. Гусеничный башмак 200 также содержит два хвостовика 202, расположенных с обеих сторон износной накладки 224 (например, роликовой накладки, накладки гусеничного звена, литой гусеничной накладки и т.д.). Износная накладка 224 произведена с возможностью контакта (например, стыковки) с грузовыми роликами 110 ходовой части 106 во время вращения гусеничной цепи 102 вокруг боковой рамы 108, поглощая машинную нагрузку (например, силу) грузовых роликов 110. Хвостовики 202 содержат внутренние поверхности, выполненные с возможностью контакта с внешними боковыми поверхностями грузовых роликов 110 для направления гусеничной цепи 102 между хвостовиками 202 в контакте с износной накладкой 224 при вращении гусеничной цепи 102. Гусеничный башмак 200 также содержит центральную область 218, образованную внутри гусеничного башмака 200, включая отверстия, образованные с каждого конца гусеничного башмака 200, которые могут расширяться по длине гусеничного башмака 200.
Гусеничный башмак 200 содержит множество изнашивающихся поверхностей (т.е. поверхностей, подверженных абразивному и динамическому износу). В изображенном варианте осуществления настоящего изобретения гусеничный башмак 200 содержит первую изнашивающуюся поверхность 206 и вторую изнашивающуюся поверхность 204. В данном варианте осуществления настоящего изобретения первая изнашивающаяся поверхность 206 должна контактировать с поверхностью земли при вращении гусеничной цепи 102 для продвижения транспортного средства 100. Вторая изнашивающаяся поверхность 204 расположена на износной накладке 224 и расположена напротив первой изнашивающейся поверхности 206. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения износная накладка 224 и/или вторая изнашивающаяся поверхность 204 могут быть подогнаны по размеру и/или форме так, чтобы контактировать с грузовыми роликами 110 ходовой части 106 при вращении гусеничной цепи 102 вокруг боковой рамы 108. В других вариантах осуществления настоящего изобретения поверхности 204 и 206 могут быть выполнены иначе, чтобы вторая изнашивающаяся поверхность 204 была обращена наружу по отношению к гусеничной цепи 102, а первая изнашивающаяся поверхность 206 была обращена внутрь для взаимодействия с грузовыми роликами 110 ходовой части 106. Первая изнашивающаяся поверхность 206 также содержит отсек 208, образованный практически на первой изнашивающейся поверхности 206, и базовую измерительную плоскость 212, расположенную в нижней части отсека 208, подробно описанную ниже со ссылкой на фиг. 5.
Изнашивающиеся поверхности 206 и 204 подвержены износу в ходе эксплуатации ходовой части 106. Изнашивающаяся поверхность 206 подвержена износу в значительной степени из-за контакта с поверхностью земли. Как было раскрыто выше, вторая изнашивающаяся поверхность 204 выполнена с возможностью взаимодействия с грузовыми роликами 110 ходовой части 106 при вращении гусеничной цепи 102 вокруг боковой рамы 108, поглощая машинную нагрузку или силу от грузовых роликов 110. Таким образом, вторая изнашивающаяся поверхность 204 может быть подвержена значительному износу от грузовых роликов 110 и/или других компонентов ходовой части 106 при эксплуатации транспортного средства 100. Поверхности 206 и 204 могут быть также подвержены износу вследствие других условий, имеющих место на транспортном средстве 100 и/или в окружающей среде (например, мусор, погодные условия, другой абразивный и динамический износ и т.д.). По мере износа изнашивающихся поверхностей 206 и 204 гусеничному башмаку 200 может потребоваться ремонт и/или замена для эффективности работы ходовой части 106.
Как показано на фиг. 5, гусеничный башмак 200 может также содержать внутреннюю перемычку 214 (например, поддерживающую перегородку), расположенную между изнашивающимися поверхностями 206 и 204 и примерно перпендикулярно им. В варианте осуществления настоящего изобретения, изображенном на фиг. 5, внутренняя перемычка 214 расположена в центральной области 218 (например, окружена двумя отверстиями, образованными в гусеничном башмаке 200) и выходит из точки, расположенной на первой изнашивающейся поверхности 206 или рядом с ней, до точки, расположенной на второй изнашивающейся поверхности 204 или рядом с ней. Внутренняя перемычка 214 служит для предоставления опоры гусеничному башмаку 200 в ответ на силы сжатия, действующие со стороны поверхности земли и транспортного средства 100. Конкретная конфигурация внутренней перемычки 214 может быть определена в зависимости от требований к внутренней перемычки 214 и/или гусеничному башмаку 200. Например, ширина внутренней перемычки 214 может быть определена для достаточного противодействия силам, действующим на гусеничный башмак 200, для определения нужного размера центральной области 218 для достижения той или иной цели и/или иной цели, относящейся к функционированию внутренней перемычки 214 и/или гусеничного башмака 200.
Внутренняя перемычка 214 может также использоваться как канал передачи ультразвукового сигнала через гусеничный башмак 200, например, для определения толщины гусеничного башмака 200 (например, расстояние через гусеничный башмак 200). В изображенном варианте осуществления настоящего изобретения гусеничный башмак 200 содержит передающую опору 210 для передачи ультразвуковой волны через гусеничный башмак 200. Как показано на фиг. 5, передающая опора 210 может быть, по крайней мере, частично образована внутренней перемычкой 214 и может использоваться для определения степени износа второй изнашивающейся поверхности 204. В других вариантах осуществления настоящего изобретения, например, в варианте, изображенном на фиг. 6, передающая опора 210 может быть образована через гусеничный башмак 200, минуя внутреннюю перемычку 214. Передающая опора 210 может представлять собой приближенно линейный канал передачи (изображенный в качестве примера пунктирной линией на фиг. 5 и 6) для передачи ультразвукового сигнала к второй изнашивающейся поверхности 204, например, для определения степени износа второй изнашивающейся поверхности 204. Передающая опора 210 может быть выполнена с возможностью обеспечения линейного канала передачи ультразвукового сигнала, имея ширину, достаточную для передачи ультразвукового сигнала к второй изнашивающейся поверхности 204.
Как показано на фиг. 5, отсек 208 расположен вдоль той же оси, что и передающая опора 210. Отсек 208 выполнен с возможностью установки ультразвукового детектора 716. Детектор 716 может использоваться как часть ультразвукового измерительного устройства 710 для определения степени износа гусеничного башмака 200. Устройство 710, содержащее детектор 716, подробно изображено на фиг. 7 и более подробно раскрыто ниже. Размер и/или форма отсека 208 могут быть отрегулированы для установки ультразвукового детектора 716 (например, в соответствии с конфигурацией детектора 716). В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения отсек 208 в значительной степени соответствует одному или нескольким размерам ультразвукового детектора 716, так что детектор 716 равномерно устанавливается в отсеке 208. В другом варианте осуществления настоящего изобретения форма отсека 208 шире размера контактного наконечника ультразвукового детектора 716. Это может обеспечить ограниченное движение ультразвукового детектора 716 на базовой измерительной плоскости 212 для обеспечения приема ультразвукового сигнала. Форма отсека 208 также может быть отрегулирована с возможностью предотвращения попадания крупного мусора в отсек 208 и износа базовой измерительной плоскости 212. В изображенном варианте осуществления настоящего изобретения форма отсека 208 - круглая, но в других вариантах осуществления настоящего изобретения она может быть иной, в зависимости от конкретного применения гусеничного башмака 200, отсека 208 и/или установленного ультразвукового детектора 716. Глубина отсека 208 (например, расстояние от изнашивающейся поверхности 206 до базовой измерительной плоскости 212) может определяться в зависимости от степени износа, допустимой для изнашивающейся поверхности 206 до достижения состояния износа износной накладки 224 и/или замены гусеничного башмака 200. Например, размер и форма отсека 208 могут быть выбраны таким образом, чтобы изнашивающаяся поверхность 206 и измерительная базовая измерительная плоскость 212 могли находиться примерно вровень друг с другом, когда износная накладка 224 находится в состоянии износа, и/или когда требуется замена гусеничного башмака 200. Глубина отсека 208 может также определяться в соответствии с устанавливаемым ультразвуковым детектором (например, детектором 716), чтобы ультразвуковой детектор вписывался в отсек 208 для обеспечения возможности измерения.
Базовая измерительная плоскость 212 располагается в нижней части отсека 208. Базовая измерительная плоскость 212 представляет собой базовую измерительную плоскость для измерительного устройства 710 для определения степени износа (например, толщины или ширины) гусеничного башмака 200. В ходе эксплуатации гусеничной цепи 102 изнашивающиеся поверхности 206 и 204 и большинство других поверхностей гусеничного башмака 200 могут подвергаться эксплуатационному износу при контакте с поверхностью земли (например, камнями, песком, гравием и т.д.), в силу климатических условий (например, осадков, колебаний температуры, ветра и т.д.) или при контакте с другими компонентами ходовой части 106. Базовая измерительная плоскость 212 располагается в нижней части отсека 208, так что базовая измерительная плоскость 212 менее подвержена (например, испытывает минимальное негативное воздействие или износ) обычному эксплуатационному износу гусеничного башмака 200 (например, на первой изнашивающейся поверхности 206). Например, базовая измерительная плоскость 212 может быть расположена под первой изнашивающейся поверхностью 206, так что базовая измерительная плоскость 212 подвержена меньшему (в частности, минимальному) эксплуатационному износу, чем первая изнашивающаяся поверхностью 206. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения базовая измерительная плоскость 212 расположена в отсеке 208 таким образом, что базовая измерительная плоскость 212 не подвергается износу. В других вариантах осуществления настоящего изобретения базовая измерительная плоскость 212 выполнена таким образом, что базовая измерительная плоскость 212 подвержена износу лишь в незначительной или несущественной степени по сравнению с первой изнашивающейся поверхностью 206 и не подвержена эксплуатационному износу. Расположение базовой измерительной плоскости 212 в гусеничном башмаке 200 или в отсеке 208 может зависеть от конфигурации гусеничного башмака 200 и/или целевых эксплуатационных условий. Начальная глубина размещения базовой измерительной плоскости 212 по отношению к соответствующей изнашивающейся поверхности (например, изнашивающейся поверхности 206) может зависеть от степени износа изнашивающейся поверхности и/или предела износа перед тем, как потребуется замена. Например, если изнашивающаяся поверхность 206 подвергается значительной степени износа на момент замены, базовая измерительная плоскость 212 может быть размещена на большей глубине по отношению к изнашивающейся поверхности 206. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения диаметр отсека 208 составляет приблизительно пятьдесят (50) миллиметров, а глубина - приблизительно пятнадцать (15) миллиметров, таким образом, базовая измерительная плоскость 212 изначально (например, до возникновения эксплуатационного износа) располагается приблизительно на пятнадцать миллиметров ниже первой изнашивающейся поверхности 206. Отсек 208 и базовая измерительная плоскость 212 могут иметь литую поверхность, или отсек 208 и/или базовая измерительная плоскость 212 могут быть подвергнуты машинной обработке для повышения точности измерений, производимых на базовой измерительной плоскости 212.
Базовая измерительная плоскость 212 может использоваться как контактная точка для детектора 716 для определения степени износа через передающую опору 210. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения передающая опора 210 используется как приближенно линейный канал передачи ультразвукового сигнала от базовой измерительной плоскости 212 до второй изнашивающейся поверхности 204. Базовая измерительная плоскость 212 может являться конечной точкой передающей опоры 210, так что детектор 716 может контактировать с базовой измерительной плоскостью 212 для передачи ультразвуковой волны через передающую опору 210. Базовая измерительная плоскость 212 может представлять собой преимущественно плоскую поверхность (как показано на фиг. 5 и 6), выемку, произведенную с возможностью установки детектора 716, или контрольную точку другого типа, произведенную с возможностью установки детектора 716. Базовая измерительная плоскость 212 может быть практически параллельной первой изнашивающейся поверхности 206 и практически перпендикулярной внутренней перемычке 214 и/или передающей опоре 210.
Как показано на фиг. 5, гусеничный башмак 200 также содержит внутренние поверхности 226 и 228, расположенные на другой стороне второй изнашивающейся поверхности 204. Внутренние поверхности 226 и 228 практически изогнуты и неровны, таким образом, определение степени износа второй изнашивающейся поверхности 204 на поверхностях 226 и 228 может дать неточный результат. Например, расстояние между изнашивающейся поверхностью 204 и внутренней поверхностью 226 варьируется в зависимости от кривизны внутренней поверхности 226 (т. е. в соответствии с выбранной позицией детектора). В то же время передающая опора 210 представляет собой надежный и корректный путь для направления и приема ультразвукового сигнала. Аналогично, базовая измерительная плоскость 212 представляет собой неизнашивающуюся поверхность для корректного определения расстояния между базовой измерительной плоскостью 212 и целевой изнашивающейся поверхностью 204.
Как показано на фиг. 6, передающая опора 210 может быть расположена между изнашивающимися поверхностями 204 и 206 для предоставления дополнительной опоры гусеничному башмаку 200. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения передающая опора 210 проходит от базовой измерительной плоскости 212 (например, от нижней части отсека 208) до второй изнашивающейся поверхности 204. Передающая опора 210 также представляет собой канал для произведения измерений посредством ультразвукового детектора 716. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения круглые концы передающей опоры 210 составляют примерно тридцать (30) миллиметров в диаметре.
В варианте осуществления настоящего изобретения, изображенном на фиг. 6, передающая опора 210 представлена в гусеничном башмаке 200 без внутренней перемычки 214. В данном варианте осуществления настоящего изобретения передающая опора 210 может находиться в центральной области 218 для противодействия силам, действующим со стороны поверхности земли и добычного агрегата 100. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения передающая опора 210 имеет цилиндрическую форму и закругленные концы, расположенные на базовой измерительной плоскости 212 и второй изнашивающейся поверхности 204. В других вариантах осуществления настоящего изобретения, например, в варианте, изображенном на фиг. 5, передающая опора 210 может быть также интегрирована с внутренней перемычкой 214. В данных вариантах осуществления настоящего изобретения передающая опора 210 может иметь больший диаметр, чем толщина внутренней перемычки 214.
Как показано на фиг. 7, на ней изображена ультразвуковая измерительная система 700 в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Система 700 может использоваться для определения одного или нескольких показателей размера гусеничного башмака 200 для измерения степени износа гусеничного башмака 200. Система 700 раскрыта ниже с точки зрения измерения расстояния между базовой измерительной плоскостью 212 и второй изнашивающейся поверхностью 204 (в частности, износа второй изнашивающейся поверхности 204), при этом система 700 может использоваться для оценки других компонентов ходовой части 106 транспортного средства, обычно подверженных износу, включая промежуточные детали, втулки, грузовые ролики 110, натяжные колеса и ведущие колеса. Система 700 может также использоваться для определения степени износа других подобных компонентов крупных промышленных транспортных средств.
Система 700 содержит ультразвуковое измерительное устройство 710. Устройство 710 выполнено с возможностью направления ультразвуковой волны через материал гусеничного башмака 200 (в частности, через передающую опору 210) от первой поверхности (в частности, от базовой измерительной плоскости 212) и измерения промежутка времени, проходящего до момента отражения волны от второй поверхности (в частности, от изнашивающейся поверхности 204). Ультразвуковая волна может направляться через приближенно линейный канал передачи. Устройство 710 может быть выполнено с возможностью измерения параметров гусеничного башмака 200 на основании длительности времени, проходящего до момента отражения волны. Например, устройство 710 может быть выполнено с возможностью сравнения результатов измерений с оригинальной толщиной гусеничного башмака 200 или с результатами предыдущего измерения для определения наличия абразивного и динамического износа (например, эксплуатационного износа) гусеничного башмака 200. Устройство 710 может быть также выполнено с возможностью получения другой информации, связанной с износом гусеничного башмака 200, на основании измерений, например, когда гусеничному башмаку 200 или одному из его компонентов может потребоваться обслуживание или замена.
Как показано на фиг. 7, устройство 710 содержит ультразвуковой детектор 716 для обработки ультразвукового сигнала, например, волны 718. Детектор 716 выполнен с возможностью направления волны 718 через гусеничный башмак 200 (например, от базовой измерительной плоскости 212) и приема волны 718 после ее отражения от второй изнашивающейся поверхности 204 гусеничного башмака 200. Детектор 716 может быть выполнен с возможностью оценки разных компонентов добычного агрегата 100. Разные конфигурации ультразвукового детектора 716 могут различаться частотой сигнала или диаметром и формой контактной поверхности детектора или длиной детектора 716.
Детектор 716 соединен с контроллером 712 (т. е. контролирующим модулем), выполненным с возможностью управления одной или несколькими функциями измерительного устройства 710. Контроллер 712 может быть выполнен с возможностью приема и интерпретации электронных сигналов от детектора 716. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения детектор 716 выполнен с возможностью направления первого электронного сигнала контроллеру 712 при направлении волны 718 (например, от базовой измерительной плоскости 212) и второго электронного сигнала при приеме волны 718 (в частности, отражения от второй изнашивающейся поверхности 204 гусеничного башмака 200). В данном варианте осуществления настоящего изобретения контроллер 712 выполнен с возможностью определения (например, расчета) толщины гусеничного башмака 200 на основании сигналов, получаемых от детектора 716 (в частности, промежутка времени, проходящего между получением сигналов). Контроллер 712 может быть также выполнен с возможностью определения или расчета другой информации, относящейся к гусеничному башмаку 200, на основании сигналов, например, степени износа гусеничного башмака 200 или расчетной периодичности обслуживания гусеничного башмака 200. Контроллер 712 может содержать процессор, выполненный с возможностью обработки данных в рамках системы 700, в частности, обработки сигналов, получаемых от детектора 716. Контроллер 712 может также содержать память, выполненную с возможностью хранения данных, полученных или рассчитанных в рамках работы системы 700.
В изображенном варианте осуществления настоящего изобретения контроллер 712 соединен с дисплеем 714. Дисплей 714 может быть электронным дисплеем или экраном, выполненным с возможностью отображения информации пользователю устройства 710. Например, дисплей 714 может быть видимым экраном, выполненным с возможностью отображения текста пользователю. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения дисплей 714 может быть реализован как сенсорный экран, выполненный с возможностью приема сигналов ввода от пользователя и направления сигналов контроллеру 712 на основании сигналов ввода. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения контроллер 712 выполнен с возможностью взаимодействия с дисплеем 714, включая направление сигналов на дисплей 714 для отображения данных компонентов пользователю на дисплее 714, в частности, информации об износе гусеничного башмака 200.
Система 700 может также содержать любое количество серверов и прочих устройств, таких как сервер 702 (например, удаленное устройство хранения), выполненный с возможностью обмена информацией с измерительным устройством 710 (в частности, с контроллером 712) и поддержки различных функций, раскрытых в настоящем документе. Различные серверы и прочие устройства могут быть расположены в нескольких физических точках и выполнены с возможностью удаленного обмена информацией в рамках измерительной системы 700.
Измерительная система 700 может дополнительно содержать сеть 704, через которую взаимодействуют измерительное устройство 710 (например, контроллер 712) и сервер 702. Сеть 704 может представлять собой любую форму коммуникационной сети, передающей данные между измерительным устройством 710 и сервером 702. Сеть 704 может содержать любое количество проводных или беспроводных соединений в разных вариантах осуществления настоящего изобретения. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения сервер 702 выполнен с возможностью взаимодействия с измерительным устройством 710 через проводное соединение, содержащее серийный кабель, оптико-волоконный кабель, кабель CAT5 или иную форму проводного соединения. Например, устройство 710 может быть соединено с сервером 702 (например, пользователем) после измерения параметров гусеничного башмака 200 для передачи результатов измерений серверу 702. В другом варианте осуществления настоящего изобретения сервер 702 может взаимодействовать с устройством 710 через беспроводное соединение (например, WiFi, сотовую связь, радиосвязь и т.д.). Сеть 704 может также содержать любое количество локальных вычислительных сетей (LAN), глобальных компьютерных сетей (WAN) или сеть Интернет. Соответственно, сеть 704 может содержать любое количество вспомогательных сетевых устройств, таких как роутеры, переключатели, серверы и т.д.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения измерительное устройство 710 может использоваться для определения степени износа второй изнашивающейся поверхности 204 с использованием базовой измерительной плоскости 212. Для определения степени износа детектор 716 помещают на базовую измерительную плоскость 212, генерируют ультразвуковую волну и направляют к второй изнашивающейся поверхности 204. Ультразвуковая волна может отражаться от второй изнашивающейся поверхности 204, а детектор 716 выполнен с возможностью приема отраженной волны. Детектор 716 может быть выполнен с возможностью направления первого сигнала контроллеру 712 при отправлении ультразвуковой волны и второго сигнала контроллеру 712 при приеме отраженной ультразвуковой волны. На основании этих сигналов контроллер 712 может определять расстояние от базовой измерительной плоскости 212 до второй изнашивающейся поверхности 204 и измерять, таким образом, степень износа или размер второй изнашивающейся поверхности 204 по сравнению с ее первоначальным состоянием или состоянием на момент последнего измерения. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения базовая измерительная плоскость 212 расположена на такой глубине, на которой она подвергается минимальному эксплуатационному износу. Таким образом, уменьшение измеряемого расстояния от базовой измерительной плоскости 212 до второй изнашивающейся поверхности 204 может означать износ второй изнашивающейся поверхности 204. Контроллер 712 может быть выполнен с возможностью определения необходимости замены гусеничного башмака 200 в зависимости от степени износа второй изнашивающейся поверхности 204.
Измерительная система 700 может дополнительно содержать глубинный калибр 230 (более детально изображенный на фиг. 9), выполненный с возможностью измерения параметров поверхности гусеничного башмака 200, граничащей с базовой измерительной плоскостью 212. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения глубинный калибр 230 могут размещать сверху на первой изнашивающейся поверхности 206 для определения степени износа первой изнашивающейся поверхности 206. Глубинный калибр 230 может содержать регулируемый детектор 232 глубины, который могут размещать в отсеке 208 таким образом, что детектор 232 глубины контактирует с базовой измерительной плоскостью 212 для определения степени износа первой изнашивающейся поверхности 206.
В других вариантах осуществления настоящего изобретения отсек 208 могут располагать на другой поверхности гусеничного башмака 200 для определения степени износа противоположной поверхности гусеничного башмака 200. Например, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения отсек 208 и базовую измерительную плоскость 212 располагают на второй изнашивающейся поверхности 204 для определения степени износа первой изнашивающейся поверхности 206. В другом варианте осуществления настоящего изобретения гусеничный башмак 200 содержит второй отсек и вторую базовую измерительную плоскость на второй изнашивающейся поверхности 204. В этом варианте осуществления настоящего изобретения второй отсек и вторая базовая измерительная плоскость практически аналогичны первому отсеку 208 и первой базовой измерительной плоскости 212, соответственно. Второй отсек и вторую базовую измерительную плоскость могут использовать для определения степени износа первой изнашивающейся поверхности 206. Дополнительно в этом варианте осуществления настоящего изобретения передающая опора 210 и/или внутренняя перемычка 214 могут образовывать приближенно линейный канал передачи ультразвукового сигнала (например, волны 718). Второй канал передачи может проходить от второй базовой измерительной плоскости до первой изнашивающейся поверхности 206 (в частности, через передающую опору 210). Второй канал передачи могут использовать для определения степени износа первой изнашивающейся поверхности 206.
Как показано на фиг. 8, на нем изображен процесс 800 определения степени износа гусеничного башмака 200 в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Хотя процесс 800 раскрыт по отношению к гусеничному башмаку 200, процесс 800 могут также использовать для определения степени износа других компонентов транспортного средства 100 или другого крупного промышленного транспортного средства. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения процесс 800 выполняется контроллером 712. Контроллер 712 может содержать процессор, выполненный с возможностью исполнения сохраненных команд, и память, выполненную с возможностью хранения команд и результатов измерений, полученных в ходе исполнения процесса 800. Процесс 800 может также выполняться, полностью или частично, сервером 702 или иным устройством обработки данных. Аналогично, процесс 800 может выполняться на измерительном устройстве 710 или удаленно (например, на сервере 702).
На шаге 802 направляют сигнал детектору 716 (например, с использованием контроллера 712), в результате чего детектор 716 генерирует и направляет ультразвуковую волну. Детектор 716 должен направлять волну через передающую опору 210 гусеничного башмака 200 (т.е. в направлении второй изнашивающейся поверхности 204) таким образом, что волна отражается от второй изнашивающейся поверхности 204. Детектор 716 могут располагать с возможностью контакта с базовой измерительной плоскостью 212 при генерации и/или направлении ультразвуковой волны. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения передающая опора 210 проходит до второй изнашивающейся поверхности 204, так что ультразвуковая волна отражается от второй изнашивающейся поверхности 204. Отраженная волна принимается детектором 716. Детектор 716 может быть выполнен с возможностью автоматического направления первого сигнала контроллеру 712 при отправлении ультразвуковой волны и автоматического направления второго сигнала контроллеру 712 при приеме отраженной ультразвуковой волны (в частности, когда ультразвуковая волна отражается от второй изнашивающейся поверхности 204 и принимается детектором 716).
На шаге 804 определяются параметры (в частности, размеры) гусеничного башмака 200 на основании приема отраженной волны детектором 716 (в частности, на основании первого и второго сигналов). Размеры могут определяться контроллером 712 сразу же после получения второго сигнала (т. е. после приема отраженной волны детектором 716). В примерном варианте осуществления настоящего изобретения контроллер 712 определяет толщину гусеничного башмака 200 от базовой измерительной плоскости 212 до второй изнашивающейся поверхности 204 на основании приема отраженной волны детектором 716 (в частности, на основании первого и второго сигналов). Например, контроллер 712 может измерять толщину гусеничного башмака 200 через передающую опору 210 на основании длительности промежутка времени, проходящего между получением первого сигнала и получением второго сигнала (т. е. времени, проходящего с момента направления волны до приема отраженной волны). Контроллер 712 может также быть выполнен с возможностью измерения толщины гусеничного башмака 200 с учетом типа материала, из которого произведен гусеничный башмак 200, и иной информации, полученной в рамках системы 700.
На шаге 806 определяют степень износа гусеничного башмака 200 (в частности, второй изнашивающейся поверхности 204) с учетом размеров гусеничного башмака 200 (в частности, толщины через передающую опору 210). Например, износ могут определять по отношению к первоначальным размерам второй изнашивающейся поверхности 204 или размерам, определенным при предыдущем измерении. Степень износа могут определять путем сравнения рассчитанного размера гусеничного башмака 200 с имеющимися данными о размерах гусеничного башмака 200. Например, параметры гусеничного башмака могут хранить в памяти контроллера 712, и контроллер 712 может быть выполнен с возможностью сравнения полученных размеров с предыдущими размерами гусеничного башмака 200 для определения степени износа.
На шаге 808 могут определять степень износа первой изнашивающейся поверхности 206 с использованием глубинного калибра 230. Глубинный калибр 230 могут располагать в контакте с первой изнашивающейся поверхностью 206. В контакте с базовой измерительной плоскостью 212 располагают регулируемый детектор 232 глубины для определения расстояния между базовой измерительной плоскостью 212 и первой изнашивающейся поверхностью 206. С учетом этого расстояния могут определять степень износа первой изнашивающейся поверхности 206. Например, измеренное расстояние могут сопоставлять с данными таблицы показателей износа или с данными предыдущих измерений первой изнашивающейся поверхности 206 для определения степени износа. Показатели износа могут использовать для определения наличия износа первой изнашивающейся поверхности 206 или необходимости замены или ремонта гусеничного башмака 200.
На шаге 810 могут использовать дисплей (например, дисплей 714) измерительного устройства 710 для предоставления видимых результатов измерения износа. Например, дисплей 714 может быть экраном, выполненным с возможностью отображения текста пользователю устройства 710. Дисплей 714 могут соединять с контроллером 712. На шаге 812 данные, относящиеся к гусеничному башмаку 200 (например, результаты измерения степени износа), могут передавать на удаленное устройство хранения (например, сервер 702), включая данные или информацию, полученную в результате измерений, определенную или рассчитанную в рамках процесса 800. Данные могут передавать через сеть 704 или иную сеть, выполненную с возможностью удаленной передачи данных.
Конструкция и устройство гусеничного башмака, изображенные в различных примерных вариантах осуществления настоящего изобретения, приведены только в целях иллюстрации. Хотя в данном раскрытии было приведено только несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, возможно множество модификаций (например, модификаций размеров, структуры, формы и пропорций разных элементов, значений или параметров, схем расположения, материалов, цветов, ориентации и т.д.) без существенного отклонения от оригинальных принципов и преимуществ предмета настоящего раскрытия. Некоторые элементы, изображенные как целое, могут состоять из нескольких деталей или элементов, элементы могут располагать в обратном порядке или менять иным образом, а также могут менять основные свойства или количество отдельных элементов или позиций. Порядок или последовательность процессов, логических алгоритмов или шагов способа могут менять с учетом альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения. Могут производить иные замены, изменения и отказ от использования каких-либо компонентов в конструкции, условиях эксплуатации и схемах различных примерных вариантов осуществления настоящего изобретения без выхода за пределы объема настоящего изобретения.
Промышленная применимость
Описанный гусеничный башмак 200 могут применять на любом транспортном средстве с цепным приводом (например, на транспортном средстве 100) с гусеничной цепью (например, гусеничной цепью 102), состоящей из множества гусеничных башмаков. Описанный гусеничный башмак 200 могут использовать для обеспечения более точного измерения эксплуатационного износа гусеничного башмака 200 для своевременного определения необходимости замены или ремонта. Использование описанного гусеничного башмака 200 может также позволить сократить время, необходимое для определения степени эксплуатационного износа гусеничного башмака 200 благодаря базовой измерительной плоскости 212, удобно расположенной и обеспечивающей эффективную и точную оценку изнашивающейся поверхности (например, изнашивающейся поверхности 204) гусеничного башмака 200.
Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что могут быть осуществлены различные модификации и вариации в отношении описанного гусеничного башмака с устройством измерения износа. Другие варианты будут очевидны специалистам в данной области после рассмотрения технической спецификации и практики использования описанного гусеничного башмака с устройством измерения износа. Предполагается, что раскрытие и примеры следует рассматривать только в качестве иллюстративных, действительный объем изобретения указывается в следующей формуле изобретения и ее эквивалентах.