CN116176718B - 一种高性能大尺寸橡胶履带 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及橡胶履带领域，尤其涉及一种高性能大尺寸橡胶履带。该橡胶履带包括履带本体、铁齿和钢丝帘线；履带本体的内侧沿着长度方向间隔设置有铁齿，铁齿下方设置所述钢丝帘线，铁齿的两个端部上方分别设置有用于增加铁齿端部与橡胶的粘合面积的加厚凸起，加厚凸起的下部与钢丝帘线之间设置有高强度纤维帘布，高强度纤维帘布的内侧***钢丝帘线与铁齿之间，端部超出加厚凸起的内侧端，与加厚凸起的级差为25‑40mm；高强度纤维帘布的外侧超出铁齿的端部，超出部分位于履带本体内并向铁齿方向翘起，与铁齿的端部的级差为30‑45mm。该橡胶履带提升履带带边抗弯强度，避免铁齿端部处橡胶脱落,提升带边刚度。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶履带领域，尤其涉及一种高性能大尺寸橡胶履带。
背景技术
现代化农业生产离不开各类高效的运输机械的应用，而为了能够更好的适应农业环境中各种特殊地形的运输需求，履带式运输车无疑成为了更为理想的运载车。作为取代传统人力搬运及轮式运输车的新型产品，履带式运输车为农业的机械化转型升级提供了高效的解决方案。
运载车由橡胶履带代替了传统轮式行走方式，其主要有以下优势：橡胶履带具有承载能力大、抓地力强、噪音低、同时履带式行走装置增大了机器与地面的单位接地面积,不伤害农田及柏油路面,具有良好的行驶及通过性能。随着橡胶履使用范围越来越广泛，橡胶履带的质量已直接影响到用户对整机的使用，提高橡胶履带的使用寿命已成为履带结构设计的重要课题。橡胶履带的失效形式主要有铁齿脱落、铁齿断裂和带体断裂等，一旦出现断裂、脱齿等现象往往就需要更换整条履带，更换的成本较高。
发明内容
为提升橡胶履带的使用寿命，解决大尺寸橡胶履带（履带宽度为700mm、750mm及以上）铁齿与带边剥离脱落问题，本发明的目的是提供一种高性能大尺寸橡胶履带，该橡胶履带提升履带带边抗弯强度，避免铁齿端部处橡胶脱落,提升带边刚度。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种高性能大尺寸橡胶履带，该橡胶履带包括履带本体、铁齿和钢丝帘线；履带本体的内侧沿着长度方向间隔设置有铁齿，铁齿下方设置所述钢丝帘线，铁齿的两个端部上方分别设置有用于增加铁齿端部与橡胶的粘合面积的加厚凸起，加厚凸起的下部与钢丝帘线之间设置有高强度纤维帘布，高强度纤维帘布的内侧***钢丝帘线与铁齿之间，高强度纤维帘布与钢丝帘线重合长度≥40mm，与铁齿重合长度≥70mm；高强度纤维帘端部超出加厚凸起的内侧端，与加厚凸起的级差为25-40mm；高强度纤维帘布的外侧超出铁齿的端部，超出部分位于履带本体内并向铁齿方向翘起，与铁齿的端部的级差为30-45mm，高强度纤维帘布端部距离带边≤20mm。
作为优选，所述加厚凸起包括沿铁齿端部边缘设置第一凸边以及沿铁齿两侧边设置的两条第二凸边，第一凸边和两条第二凸边形成“U”形结构。
作为优选，所述加厚凸起的高度为9.5-13.8mm，第一凸边宽度为6.5-7.5mm。
作为优选，所述第一凸边与第二凸边均倒圆角R1，圆角R1半径为1.5-2.5mm。
作为优选，所述第一凸边和两条第二凸边之间采用圆弧R3和圆弧R4过渡，圆弧R3和圆弧R4半径为13-15mm。
作为优选，所述第二凸边的宽度为7-8mm，并在第二凸边头部做成方向朝铁齿长轴中心线的四分之一外圆弧R5，圆弧R5半径为20-22mm。
作为优选，所述第二凸边上方曲线由四条相互衔接线条构成，第一线条L1由宽度为6.5-7.5mm的水平直线构成，距离底面高度H1为12.8-13.8mm；第二线条L2为方向向下的斜线，宽度为7.5-8.5mm，最低点离底面高度H2为12-13mm；第三线条L3和第四线条L4分别为向上的斜线和向下的斜线，宽度为14.5-15.5mm和9.5-10.5mm，最高点离底面高度H3为12.5-13.5mm，第三线条与第四线条以半径为7.5-8.5mm的外圆弧R2连接。
作为优选，所述高强度纤维帘布的材料选用尼龙，高强聚乙烯，玻璃纤维，芳纶中的一种或多种。
作为优选，所述高强度纤维帘布为三块大小形状都相同的高强度纤维帘布交叠放在一起；每块高强度纤维帘布的厚度为0.4-0.6mm。
作为优选，所述高强度纤维帘布超出部分向铁齿方向翘起的高度为12-18mm。
本发明由于采用了上述的技术方案，可以增加铁齿端部与橡胶的粘合面积，提升履带带边抗弯强度；并且通过高强度纤维帘布可以有效的联接铁齿与钢丝帘线，提升橡胶履带带边的整体刚度，同时高强度纤维对铁齿端部起到包裹作用，可以保护铁齿端部粘合的橡胶，避免铁齿端部处橡胶脱落,提升带边刚度。
附图说明
图1为履带结构示意图。
图2为铁齿结构正视图。
图3为A的局部放大图。
图4为铁齿结构俯视图。
图5为原方案有限元仿真计算云图。
图6为本发明方案有限元仿真计算云图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
如图1所示的一种高性能大尺寸（履带宽度是700mm）橡胶履带，该橡胶履带包括履带本体1、铁齿2和钢丝帘线3；履带本体的内侧沿着长度方向间隔设置有铁齿2，铁齿2下方设置钢丝帘线3，铁齿2的两个端部上方分别设置有用于增加铁齿2端部与橡胶的粘合面积的加厚凸起5，加厚凸起5的下部与钢丝帘线3之间设置有高强度纤维帘布4，高强度纤维帘布4的材料选用尼龙6，高强度纤维帘布4为三块大小形状都相同的高强度纤维帘布4交叠放在一起，其效果如同一块加厚了的高强度纤维帘布，每块高强度纤维帘布4的厚度为0.5mm。高强度纤维帘布4的内侧***钢丝帘线3与铁齿2之间，端部超出加厚凸起5的内侧端，与加厚凸起5的级差为30mm；高强度纤维帘布4的外侧超出铁齿2的端部，超出部分位于履带本体1内并向铁齿2方向翘起，与铁齿2的端部的级差为40mm，高强度纤维帘布4超出部分向铁齿2方向翘起的高度为16mm。
本发明在钢丝与铁齿中间增加3块高强度纤维帘布，帘布厚度为0.5mm，每块帘布之间间距0.5mm。纤维帘布与钢丝重合长度≥40mm，与铁齿重合长度≥70mm，纤维帘布端部距离带边≤20mm。由于橡胶履带内主要的骨架材料为铁齿与钢丝帘线3，而大尺寸橡胶履带铁齿端部距离带边的距离较大，高强度纤维帘布可以有效的联接铁齿与钢丝帘线3，提升橡胶履带带边的整体刚度，同时高强度纤维对铁齿端部起到包裹作用，可以保护铁齿端部粘合的橡胶，避免铁齿端部处橡胶脱落,提升带边刚度。
进一步，如图2、图3、图4所示，加厚凸起5包括沿铁齿2端部边缘设置第一凸边7以及沿铁齿2两侧边设置的两条第二凸边8，第一凸边7和两条第二凸边8形成“U”形结构。由于橡胶履带本体与铁齿脱落的最频发的部位为铁齿端部与橡胶履带啮合位置，传统的铁齿端部设计为5-7mm厚度平面，与橡胶粘合面积小，而橡胶履带带边受力后应力集中在铁齿端部；本发明铁齿结构在原有铁齿端部上方增加加厚凸起5，“U”形槽的设计可以增加铁齿端部与橡胶的粘合面积，提升履带带边抗弯强度。加厚凸起5的高度为13.3mm，第一凸边7宽度为7.0mm。第一凸边7与第二凸边8均倒圆角R1，圆角R1半径为2.0mm。第一凸边7和两条第二凸边8之间采用圆弧R3和圆弧R4过渡，圆弧R3和圆弧R4半径为14mm。第二凸边8的宽度为7.5mm，并在第二凸边8头部做成方向朝铁齿2长轴中心线的四分之一外圆弧R5，圆弧R5半径为20.8mm。第二凸边8上方曲线由四条相互衔接线条构成，第一线条L1由宽度为7.0mm的水平直线构成，距离底面高度H1为12.5mm；第二线条L2为方向向下的斜线，宽度为8.0mm，最低点离底面高度H2为12.5mm；第三线条L3和第四线条L4分别为向上的斜线和向下的斜线，宽度为15.0mm和10.0mm，最高点离底面高度H3为13.0mm，第三线条与第四线条以半径为8.0mm的外圆弧R2连接。
下面对本实施例的方案和原方案进行带边刚度计算和有限元仿真；原方案不具有加厚凸起和高强度纤维帘布。
根据上表及图4和图5的有限元仿真可以看出，原始模型的带边刚度为71.72N/mm，本发明的带边刚度为94.07N/mm，本发明大大提高了履带带边的刚度，能有效缓解履带铁齿4与带边剥离脱落的问题，提高了大尺寸橡胶履带的寿命。
以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种高性能大尺寸橡胶履带，该橡胶履带包括履带本体（1）、铁齿（2）和钢丝帘线（3）；履带本体的内侧沿着长度方向间隔设置有铁齿（2），铁齿（2）下方设置钢丝帘线（3），其特征在于：铁齿（2）的两个端部上方分别设置有用于增加铁齿（2）端部与橡胶的粘合面积的加厚凸起（5），加厚凸起（5）的下部与钢丝帘线（3）之间设置有高强度纤维帘布（4），高强度纤维帘布（4）的内侧***钢丝帘线（3）与铁齿（2）之间，高强度纤维帘布（4）与钢丝帘线（3）重合长度≥40mm，与铁齿（2）重合长度≥70mm；高强度纤维帘布（4）端部超出加厚凸起（5）的内侧端，与加厚凸起（5）的级差为25-40mm；高强度纤维帘布（4）的外侧超出铁齿（2）的端部，超出部分位于履带本体（1）内并向铁齿（2）方向翘起，与铁齿（2）的端部的级差为30-45mm，高强度纤维帘布（4）端部距离带边≤20mm；
加厚凸起（5）包括沿铁齿（2）端部边缘设置第一凸边（7）以及沿铁齿（2）两侧边设置的两条第二凸边（8），第一凸边（7）和两条第二凸边（8）形成“U”形结构；
第二凸边（8）上方曲线由四条相互衔接线条构成，第一线条L1由宽度为6.5-7.5mm的水平直线构成，距离底面高度H1为12.8-13.8mm；第二线条L2为方向向下的斜线，宽度为7.5-8.5mm，最低点离底面高度H2为12-13mm；第三线条L3和第四线条L4分别为向上的斜线和向下的斜线，宽度为14.5-15.5mm和9.5-10.5mm，最高点离底面高度H3为12.5-13.5mm，第三线条与第四线条以半径为7.5-8.5mm的外圆弧R2连接。
2.根据权利要求1所述的一种高性能大尺寸橡胶履带，其特征在于，加厚凸起（5）的高度为9.5-13.8mm，第一凸边（7）宽度为6.5-7.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种高性能大尺寸橡胶履带，其特征在于，第一凸边（7）与第二凸边（8）均倒圆角R1，圆角R1半径为1.5-2.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种高性能大尺寸橡胶履带，其特征在于，第一凸边（7）和两条第二凸边（8）之间采用圆弧R3和圆弧R4过渡，圆弧R3和圆弧R4半径为13-15mm。
5.根据权利要求1所述的一种高性能大尺寸橡胶履带，其特征在于，其特征在于：第二凸边（8）的宽度为7-8mm，并在第二凸边（8）头部做成方向朝铁齿（2）长轴中心线的四分之一外圆弧R5，圆弧R5半径为20-22mm。
6.根据权利要求1所述的一种高性能大尺寸橡胶履带，其特征在于，高强度纤维帘布（4）的材料选用尼龙，高强聚乙烯，玻璃纤维，芳纶中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种高性能大尺寸橡胶履带，其特征在于，高强度纤维帘布（4）为三块大小形状都相同的高强度纤维帘布（4）交叠放在一起；每块高强度纤维帘布（4）的厚度为0.4-0.6mm。
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