【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及履带行走机构，具体涉及一种自适应履带张紧装置。
技术介绍
1、履带张紧装置是履带行走机构中的重要部件,广泛应用于军事、建筑、采矿、工业、农业等领域。它使履带链保持在一定张力范围内工作，能防止履带脱链，延长履带的使用寿命。履带张紧装置分为机械调节式和液压调节式两种，机械方式大多通过丝杆或者千斤顶方式进行调整，主要应用到小吨位产品上。随着产品吨位的增大，机械方式已经不能满足张紧要求，逐渐被液压油缸的调节方式取代。
2、履带张紧缸与引导轮(诱导轮)通常是一个组件，其工作条件决定于它在车上的位置，位置在前时，由于上支履带的松弛，所受负荷较小，但当克服障碍时，上支履带被拉紧，承受的负荷在较短行程迅速增大。在挖掘机领域，履带张紧通常采用螺旋弹簧套装液压/油脂缸的结构，液压/油脂缸中充入压力油液或者油脂将履带支撑到需要张紧的程度，螺旋弹簧则起到弹性缓冲的作用，为履带张紧提供足够的背压力值。随着挖掘机向大型化方向发展，履带张紧力值也在不断增加，但螺旋弹簧的簧丝直径受工艺所限最多只能达到90mm，需要占用大量的布置空间，重量增加且容易出现塑性变形，已无法满足实际的使用需求。
3、另外，现有技术中当履带张紧缸出现亏油或亏气的情况时，通常需要人工连接注油机注油来增加履带张紧力，费时费力，且无法及时监测系统的工作状态，通常发现问题时已经出现了关键部组件损伤损坏的情况，特别是在大批量使用时，依靠人工检查保养更不现实。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种自适
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种自适应履带张紧装置，包括履带张紧缸和传感器，其中履带张紧缸包括缸筒、浮动活塞、顶杆、端盖、气室套及充气阀；
4、所述缸筒一端与气室套固连，同时该端缸筒内设有浮动活塞，浮动活塞和气室套之间形成封闭气室；所述气室套外端面设有充气阀，用于与气室连通；所述缸筒另一端与顶杆固连，顶杆由端盖封装，顶杆和浮动活塞之间形成油室；所述缸筒中部设有限位台阶，分别与浮动活塞和顶杆的端面配合，实现浮动活塞和顶杆的轴向限位；所述限位台阶径向外圆面上加工有螺纹孔，用于连接液压调节系统；履带张紧缸的工作行程大于履带节距，最大受压张紧力不大于履带允许最大拉力的2倍；所述传感器用于监测履带张紧缸的工作压力和/或温度和/或工作行程。
5、有益效果：
6、1、现有技术的履带张紧通常采用螺旋弹簧套装液压/油脂缸的结构，无法有效监测张紧装置的工作状态，通常出现履带松脱等工作异常现象都伴随着关键部组件的损伤破坏故障，需要耗费大量人力物力和时间进行维修，无法保证装备的长期可靠工作。针对这种情况，本专利技术提出的自适应履带张紧装置，通过加装传感器，实时监测关键参数(压力、温度、位移)，为履带张紧的管理提供数据支撑，并附加液压调节系统，实现张紧缸状态的监测和自动补偿，能够有效规避潜在的故障隐患，成为提升产品工作稳定性的关键。
7、其次，本专利技术采用的履带张紧缸，具有典型的非线性变刚度、渐增性的特点，缸筒的一端与引导轮支座固定，另一端与行走架连接，当引导轮受到冲击时，气体弹簧吸收部分冲击能量，缓冲作用降低了车体的加速度。缸筒的伸缩使引导轮位置改变，适时补偿了前支履带的张紧作用，结构简单，修理、维护、保养方便，且调整及缓冲效果可靠。当履带销和履带板耳孔磨损后，通过从加油嘴压入润滑脂或液压油和从放油螺塞放出润滑脂或液压油来调整履带的松紧程度。调整量一般等于一块履带板的节距(单销式)或者履带板与连接套的节距(双销)。
8、2、履带张紧缸的最大受压张紧力不能太大，以免使履带、引导轮等行走系统零件的应力过大，不能起到缓冲作用，因此将最大受压张紧力设为不大于履带允许最大拉力的2倍。
9、3、本专利技术通过受力分析，对结构进行优化，浮动活塞采用凸字型结构，当张紧缸受履带张紧力压缩时，气室腔气体压缩压力增大，浮动活塞凸出部分进入气室套凹槽内，加长了气室的有效气柱长度，且在浮动活塞深入气室套凹槽底部时，其刚度陡然增加，起到了极限位置限位作用，防止了浮动活塞端面和气室套端面的刚性碰撞。
10、4、本专利技术浮动活塞凸台和气室套的凹槽在径向的间隙设置为0.1mm～0.5mm，通过大量试验验证，在这个数值范围能够对高压气流起到很好的节流作用，并有效规避微观气体分子中出现击波效应，避免浮动活塞与气室套出现刚性撞击的同时，改善密封件的使用环境，提高可靠性。
11、5、本专利技术根据所安装的传感器类型，采取相应的判断条件、健康状态以实现对履带张紧的健康管理，能够有效规避潜在的故障隐患，提升装置的可靠性，能够更好地满足装备的使用需求。
12、6、本专利技术同时安装压力传感器和位移传感器时，可以监测履带张紧缸内部压力和顶杆所处的位置，对履带张紧的健康管理判断和张紧力控制更为准确。
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1.一种自适应履带张紧装置，其特征在于，包括履带张紧缸和传感器，其中履带张紧缸包括缸筒、浮动活塞、顶杆、端盖、气室套及充气阀；
2.如权利要求1所述的自适应履带张紧装置，其特征在于，所述浮动活塞为凸字形结构，内部中空，开口端朝向油室，封闭端凸台与气室套的凹槽相配合，所述浮动活塞的封闭端凸台和气室套的凹槽在径向的间隙设置为0.1mm～0.5mm。
3.如权利要求1所述的自适应履带张紧装置，其特征在于，所述浮动活塞的外圆周面从封闭端向开口端方向依次设有第一导向带、第一气封、第二油封、第二导向带，浮动活塞的外圆周面和缸筒的内孔配合，使第一气封和第二油封挤压变形；
4.如权利要求1-3任一项所述的自适应履带张紧装置，其特征在于，所述传感器为压力传感器，若监测出现履带预张紧力小于预设值，则给履带张紧缸的油室注油，将张紧力提高到预定目标值；
5.如权利要求1-3任一项所述的自适应履带张紧装置，其特征在于，所述传感器为位移传感器时，监测到履带张紧缸的工作行程均方根值小于初始状态的30％时，则需要及时检查气室中的初始气体压力，并进行补充保养。>
6.如权利要求1-3任一项所述的自适应履带张紧装置，其特征在于，所述传感器为压力传感器和位移传感器时，当顶杆处于预张紧状态，且工作过程中动态行程小于15mm，但出现每小时不少于10次的压力超过40Mpa的过高现象，或者工作过程中动态行程小于15mm，但出现每小时不少于10次的最高压力保持一致且被削峰的现象，或者每次工作时都实时监测张紧缸动态工作压力和工作行程，并对工作压力和工作行程数据分别进行均方根值处理，对比分析二者之间的对应关系，监测到二者之间的关系误差较上一次大于30％以上，或者通过位移传感器将履带张紧缸张紧到预设定的平衡位置，再通过压力传感器监测此时缸筒内部压力，若压力值比预设初始值降低超过30％，则判定出现亏气现象，则需要及时进行补充气压的保养。
7.如权利要求1-3任一项所述的自适应履带张紧装置，其特征在于，所述传感器为压力传感器和温度传感器，根据下述函数关系求解得出任意温度和压力情况下的履带张紧缸平衡位置长度；当监测到履带张紧缸内部的动态冲击压力出现每小时不少于10次达到40Mpa的情况时，则需要及时检查气室中的初始气体压力，并进行补充保养；
8.如权利要求7所述的自适应履带张紧装置，其特征在于，所述传感器为位移传感器和温度传感器时，可根据所述函数关系求解得出任意履带张紧缸气柱长度和温度下的工作压力，当监测到履带张紧缸的工作行程均方根值小于初始状态的30％时，则需要及时检查气室中的初始气体压力，并进行补充保养。
9.如权利要求7所述的自适应履带张紧装置，其特征在于，所述传感器为位移传感器、压力传感器和温度传感器时，则根据所述函数关系实时监测履带张紧缸预设平衡位置长度、预紧压力和工作温度的对应关系，当任意两者之间的对应关系数值与初始设定值相比误差大于30％以上时，则需要及时对履带张紧缸进行状态检查，并进行油气量的补充保养。
10.如权利要求7所述的自适应履带张紧装置，其特征在于，所述传感器为压力传感器，每次工作前自动监测平衡位置的初始张紧力值，如果连续监测到履带张紧缸工作压力下降30％达到3次以上，则判定所述履带张紧缸存在油气介质的渗漏情况，需要及时对履带张紧缸进行保养，并检查密封的使用状态。
...【技术特征摘要】
1.一种自适应履带张紧装置，其特征在于，包括履带张紧缸和传感器，其中履带张紧缸包括缸筒、浮动活塞、顶杆、端盖、气室套及充气阀；
2.如权利要求1所述的自适应履带张紧装置，其特征在于，所述浮动活塞为凸字形结构，内部中空，开口端朝向油室，封闭端凸台与气室套的凹槽相配合，所述浮动活塞的封闭端凸台和气室套的凹槽在径向的间隙设置为0.1mm～0.5mm。
3.如权利要求1所述的自适应履带张紧装置，其特征在于，所述浮动活塞的外圆周面从封闭端向开口端方向依次设有第一导向带、第一气封、第二油封、第二导向带，浮动活塞的外圆周面和缸筒的内孔配合，使第一气封和第二油封挤压变形；
4.如权利要求1-3任一项所述的自适应履带张紧装置，其特征在于，所述传感器为压力传感器，若监测出现履带预张紧力小于预设值，则给履带张紧缸的油室注油，将张紧力提高到预定目标值；
5.如权利要求1-3任一项所述的自适应履带张紧装置，其特征在于，所述传感器为位移传感器时，监测到履带张紧缸的工作行程均方根值小于初始状态的30％时，则需要及时检查气室中的初始气体压力，并进行补充保养。
6.如权利要求1-3任一项所述的自适应履带张紧装置，其特征在于，所述传感器为压力传感器和位移传感器时，当顶杆处于预张紧状态，且工作过程中动态行程小于15mm，但出现每小时不少于10次的压力超过40mpa的过高现象，或者工作过程中动态行程小于15mm，但出现每小时不少于10次的最高压力保持一致且被削峰的现象，或者每次工作时都实时监测张紧缸动态工作压力和工作行程，并对工作压力和工作行程数据分别进行均方根值处理，对比分析二者之间的对应关系，监测...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈轶杰，韩小玲，吴亮，郑冠慧，张亚峰，徐梦岩，徐龙，张旭，鞠海洁，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：
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