[发明专利]用于履带式机械的底架系统的可旋转牵引轮

说明书

技术领域

本发明总体上涉及履带式机械中的底架系统，更具体地涉及使用由硬度相对高的金属材料形成的复合环形轮缘来覆盖由硬度相对低的金属材料形成的一体式轮毂。

背景技术

履带式机械用于多种多样的崎岖工作环境中。使用接地履带而不是车轮与后者可获得的结果相比可向机械系统提供增强的牵引力、稳定性和稳固性。采矿、施工、垃圾填埋、林业和其它一些工作环境是有利地使用履带式机械的突出示例。履带式机械中的典型底架系统包括多个履带板（track shoe），这些履带板借助于一组履带链节联接在一起形成环形履带链，并围绕驱动链轮和一个或多个可旋转牵引轮（idler）延伸。许多底架系统构件在工作期间经历金属间磨损。此外，在大部分使用履带型机械的工作地点存在研磨材料。底架系统构件之间和当中的金属间接触可使底架系统承受明显的磨损，并且由于研磨材料而加重。

一个或多个驱动链轮和牵引轮抵靠在履带的构件如履带链节和/或履带板上旋转，特别是在研磨材料挤入驱动链轮或牵引轮与履带之间的情况下，会磨掉材料，使得目标构件的尺寸、接触模式和其它几何特性往往随着时间推移而改变。许多底架系统包括适于补偿磨损和所引起的几何形状变化的机构。各种类型的牵引轮重绕系统（recoil system）在履带式机械中至少部分地用于维持履带的张紧状态，同时允许大块碎屑如岩石等间或在旋转的牵引轮与履带链节或履带板之间通过。此类牵引轮重绕系统可以固有地或借助于手动调节来补偿上述由磨损诱发的几何形状变化。例如，随着时间推移，可旋转牵引轮的外表面会损耗材料，使得牵引轮的直径减小。在配备有牵引轮重绕系统的情况下，致动器或其它补偿机构可将牵引轮“推”靠在履带上，使得尽管牵引轮直径减小或其它由磨损诱发几何形状变化，也维持履带的适当的张紧状态。

尽管使用牵引轮重绕系统或类似装置与其它情况相比可延长履带的工作寿命，但最终牵引轮和/或其它底架系统构件上的磨损使得如果要继续有效使用机械或在一些情形中继续任何方式的使用，则必须对履带进行维修或改造。由于显而易见的原因，希望在改造或维修时重复利用至少一部分底架系统构件而不是全部购买新零件。为此，已经历现场工作磨损的可旋转牵引轮有时可进行修理和/或改造。一种用于使磨损的牵引轮回到适合再次投入使用的状态的技术包括向磨损的牵引轮的外表面增加材料，以使牵引轮回到与新牵引轮相似的尺寸和/或形状。修理技术可执行一种本领域中称作“硬表面堆焊（hard facing）”的非常费力的方法，其中将多层材料彼此上下地淀积在牵引轮的外表面上。虽然在许多情形中硬表面堆焊方法在经济上会优于购买新牵引轮，但以此方式修理后的牵引轮与新牵引轮相比可具有降低的稳固性和更大的易于产生某些类型磨损的可能性，并存在其它缺点。

发明内容

在一方面，一种用于履带式机械中的底架系统的可旋转牵引轮包括限定旋转轴线并由硬度相对低的金属材料形成的一体式轮毂。该一体式轮毂包括外周面、位于一体式轮毂的第一和第二轴向侧的第一和第二端面、限定牵引轮安装孔的内周面、以及径向突出的外脊部（spine）。所述径向突出的外脊部包括围绕旋转轴线的环形构型，并轴向地定位在第一和第二端面之间。可旋转牵引轮还包括与一体式轮毂共轴并由硬度相对高的金属材料形成的复合环形轮缘，该复合环形轮缘覆盖一体式轮毂并且包括内轮缘面，以及具有冠状轮廓的接触履带的外轮缘面。复合环形轮缘还包括均具有阶梯状轮廓的第一和第二轮缘构件。每个轮缘构件还包括相对紧密地配合在外周面上并位于所述径向突出的外脊部的轴向外侧的外侧台肩区段，和相对宽松地配合在外周面上并与径向突出的外脊部沿轴向重叠的内侧冠部区段。

在另一方面，一种制造用于履带式机械中的底架系统的可旋转牵引轮的方法包括利用由硬度相对高的金属材料形成的复合环形轮缘来覆盖由硬度相对低的金属材料形成并限定旋转轴线的一体式轮毂。该方法还包括在覆盖一体式轮毂期间将一体式轮毂的径向突出的外脊部沿轴向夹在复合环形轮缘的邻接的轮缘构件之间，以及将复合环形轮缘附接到一体式轮毂上。