用于挖掘設備的磨損組件的制作方法

專利名稱：用于挖掘設備的磨損組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將磨損元件固定到挖掘設備上的磨損組件，特別是涉及
適于附接并用在絞式挖泥機(dredge cutterhead)上的磨損組件。
背景技術：
絞式挖泥機用于挖掘水下例如河床的泥土物質。 一般地，絞式挖泥機1包括從基環3向轂4延伸的若干臂2(圖21)。這些臂圍繞基環間隔開并形成有圍繞刀盤中心軸線的寬螺旋。每個臂2設置有一系列間隔開的齒5，用于向地下挖掘。齒由固定到臂的轉接器或基部6、以及由鎖8可釋放地附接到基部的尖端7組成。
在使用中，刀盤圍繞其中心軸線旋轉以挖掘泥土物質。吸管設置在環附近以去除挖出的物質。為了挖掘土地的期望刈幅，刀盤左右且同時向前移動。由于水的上漲和其它運動，刀盤也傾向于上下移動，并周期性地沖擊底表面。進一步的困難因操作者不能看到水下正在挖掘的土地所引起，即，與大多數其它挖掘操作不同，不能有效地沿著最適于所挖掘的地形的路徑引導絞式挖泥機。考慮到重載和苛刻的環境，要求尖端和基部的互連穩定且牢固。
使刀盤旋轉，從而齒被快速驅動到土地中并穿過土地。因此，需要相當大的動力來驅動刀盤，特別是在挖掘巖石的時候。為了努力使動力需求最小化，挖掘機尖端一般具有細長、纖細的刀刃，從而更容易穿透土地。然而，隨著刀刃因磨損而變短，在切削操作中尖端的安裝部將開始與土地接合。安裝部比刀刃寬，但沒有為了減小阻力而成形。由于得到的安裝部強加于刀盤的增大的阻力，尖端通常在刀刃完全磨損之前會改變。

發明內容
根據本發明的一個方面，用于挖掘設備的磨損元件在作業和安裝部中形成有副后角，用于使與挖掘作業有關的阻力最小化，并且，又使驅動該設備所需的動力最小化。動力消耗的減小又導致更有效率的作業和磨損元件更長
7的使用壽命。
根據本發明，磨損元件具有橫斷構造，其中，前側的寬度大于相應的后側的寬度，使得磨損元件的側壁跟隨前側的影子，從而減小阻力。采用更小的后側不僅通過作業端而提供，而且至少局部提供至安裝端中。結果，本發明的已磨損的磨損元件所經受的阻力比常規的磨損元件所經受的阻力小。更小的阻力轉變為更小的動力消耗和磨損元件在需要更換之前更長時間的使用。因此，磨損元件的作業端可以在需要更換之前進一步磨損。
根據本發明的另一方面，磨損元件具有挖掘輪廓，該挖掘輪廓由在每遍挖掘中在移動通過土地的方向上穿入土地的磨損元件的那部分的橫斷構造限定。在本發明的另一個方面，磨損元件中的副后角設置在挖掘輪廓中，以減小挖掘作業中經受的阻力。在優選實施例中，副后角設置在磨損元件的壽命中所期望的每個挖掘輪廓中，包括圍繞安裝部的挖掘輪廓。
在本發明的另 一方面，磨損元件包括用于接收固定到挖掘設備的基部的鼻狀部的插孔。插孔形成有大致對應于磨損元件的橫斷梯形外部輪廓的大致梯形的橫斷形狀。該插孔與安裝部的外部的大致匹配使制造容易，使鼻狀部的尺寸最大化，且提高了強度重量比。
在優選的構造中，梯形鼻狀部的頂表面、底表面或側表面中一個或多個以及插孔的對應的壁均彎曲成弓形以裝配到一起。這些表面和壁具有漸進的曲率，以使安裝容易，提高磨損元件的穩定性，并阻止使用中磨損元件圍繞縱向軸線旋轉。
根據本發明的另一方面，插孔和鼻狀部均包括后穩定表面，該后穩定表面基本上平行于磨損元件的縱向軸線且基本上圍繞插孔和鼻狀部的周長延伸，以抵抗沿所有方向施加的向后的載荷。
根據本發明的另一方面，插孔和鼻狀部形成有互補的前支承面，所述互補的前支承面為大致半球形，以減小部件中的應力，并更好地控制在磨損元件與基部之間出現的嘎嘎聲。
本發明的另一方面，插孔和鼻狀部在各自前端形成有前彎曲支承面，前端后方具有大致梯形的橫斷形狀，用于提高穩定性，使制造容易，使鼻狀部的尺寸最大化，減小阻力、應力和磨損，并提高強度重量比。
根據本發明的另一方面，磨損組件包括基部、安裝到基部的磨損元件、以及軸向定向的鎖，該鎖在壓縮狀態以可靠、容易使用、易于制造的方式將磨損元件保持到基部，并可以對磨損元件在基部上的裝配進行緊固。在一個優選實施例中，磨損組件包括可調節的軸向鎖。
在本發明的另一方面，磨損元件包括開口，鎖被接收于該開口中；孔，形成在開口的后壁中，以適于使鎖通過，從而使鎖穩定并易于緊固鎖。
在本發明的另 一方面，基部與鎖只通過使用突出的止動部而相互作用。結果，無需在鼻狀部中設置常設的孔、凹陷或通路來接收鎖。因此鼻狀部的強度得以增強。
在本發明的另 一方面，用于將磨損元件固定到基部的閉鎖布置可以調節，以便無論基部和/或磨損元件中可能存在的磨損量如何，都向磨損元件一貫地施加預定的緊固力。
在本發明的另 一方面，磨損元件包括「標記部，該標記部可以用于識別何時鎖已經被充分緊固。
在本發明的另一方面，磨損元件通過容易使用、包含新方法的軸向鎖安裝并固定到基部。磨損元件安裝在固定到挖掘設備的基部的鼻狀部上。基部包括從鼻狀部向外突出的止動部。軸向鎖;陂接收到磨損元件中的開口中，并
在止動部與磨損元件上的支承表面之間延伸，以可釋放地將磨損元件保持到
鼻狀部。
在本發明的另一方面，磨損元件先在固定到挖掘設備的基部上滑動。軸向定向的鎖定位成， 一個支承面抵靠基部上的止動部，另一支承面抵靠磨損元件上的支承壁，使得鎖處于軸向壓縮中。對鎖進行調節，以使磨損元件緊緊地移動到基部上。
在本發明的另一方面，可釋放地將磨損元件保持到基部上的鎖包括螺紋直線軸，具有支承端和工具接合端；螺紋接合到軸上的螺母；和彈簧，包括圍繞螺紋軸安裝在支承端與螺母之間的多個交替的環形彈性盤和環形襯墊。


圖1是根據本發明的磨損組件。
圖2是本發明的磨損元件的側視圖。
圖2A是常規的磨損元件的側視圖。
圖3是沿著圖2中的線3-3剖開的橫截面圖。圖3A是沿著圖2A中的線3A-3A剖開的橫截面圖。
圖4是沿著圖2中的線4-4剖開的橫截面圖。
圖5是沿著圖2中的線5-5剖開的橫截面圖。
圖6是沿著圖2中的線6-6剖開的橫截面圖。
圖6A是沿著圖2A中的線6A-6A剖開的橫截面圖。
圖7是沿著圖2中的線7-7剖開的橫截面圖。
圖8是沿著圖2中的線8-8剖開的橫截面圖。
圖9是沿著圖1中的線9-9剖開的橫截面圖。
圖IO是磨損元件的頂視圖。
圖11是磨損元件的后視圖。
圖12是本發明的基部的鼻狀部的透視圖。
圖13是鼻狀部的正視圖。
圖14是鼻狀部的側視圖。
圖15是磨損組件中的鎖的放大透視圖。
圖16是磨損組件中的鎖在緊固之前的放大透視圖。
圖17是鎖的透視圖。
圖18是鎖的側視圖。
圖19是鎖的分解透視圖。
圖20是具有鼻狀部的鎖的透視圖(尖端已經省去)。 圖21是常規的挖掘機刀盤的側視圖。
具體實施例方式
本發明涉及一種用于挖掘設備的磨損組件10，本發明特別適合于挖掘作 業。在該應用中，針對適于聯接到絞式挖泥機的挖掘齒方面描述本發明。然 而，本發明的不同方面可以用于其它種類的磨損組件(例如，護罩)和其它種 類的挖掘設備(例如，伊斗)。
有時以例如上、下、水平、垂直、前和后的相對術語來描述組件；這些 術語不應當被認為是必要的，而僅僅是為了便于描述。磨損元件在挖掘作業 中、特別是在挖泥作業中的取向可以有很大程度的改變。除非另有說明，這 些相對的術語應當結合圖1所示的磨損組件10的取向加以理解。
磨損組件10包括固定到挖掘機刀盤的基部12、磨損元件14、和可釋基部12包括向前突出的鼻狀部18，磨損元件14安裝到該鼻狀部18 上；和安裝端(未示出)，其固定到絞式挖泥機的臂上(圖1、 9和11-14)。基 部可以被鑄造成臂的一部分、焊接到臂或者通過機械裝置附接。僅僅作為示 例，基部可以如US專利No,4，470，210或US專利No.6,729，052中公開的那 樣形成并安裝到刀盤。
在挖泥機的齒中，磨損元件14是具有作業部21和安裝部23的尖端， 作業部21是細長的纖細刀刃的形式，安裝部23限定出接收鼻狀部18的插 孔20(圖1-10)。尖端14通過刀盤而旋轉，使得其對于每遍挖掘都基本上以 相同的方式與土地接合。結果，尖端14包括前側25和后側27。隨著刀盤的 每次旋轉，前側25是首先與土地接合并引導穿入土地的一側。在本發明中， 通過刀刃21(圖5)以及至少部分地通過安裝部23(圖4)，后側27具有比前側 25小的寬度(即，沿著垂直于尖端14的縱向軸線28的平面)。在優選實施例 中，貫穿尖端14的長度，后側27具有比前側25小的寬度(圖4、 5和7)。
尖端14的刀刃21優選地具有大致梯形的橫斷構造，其中，前側25比 后側27寬(圖5)。術語"橫斷構造"用于指沿著垂直于磨損元件14的縱向 軸線28的平面的二維構造。由于尖端的變窄，側壁29、 31在挖掘時跟隨前 側25的影子，從而在開鑿操作時幾乎不產生阻力。在優選的構造中，側壁 29、 31以約16度的角度e朝后側27會聚(圖5);然而，其它角度的構造也 是可以的。前側25、后側27和側壁29、 31可以是平面的、曲面的或不MJ寸 的。此外，可以采用提供副后角(siderelief)的除了梯形以外的形狀。
在使用中，隨著每遍挖掘(即，隨著刀盤的每次旋轉)，挖泥機尖端14將 土地穿透一定深度。在尖端的大部分有效壽命期間，刀刃獨自穿透土地。作 為一個示例， 一個挖掘循環中的土地高度大致沿著線3-3(圖2)在每遍挖掘的 中心點延伸。由于僅刀刃穿透土地且刀刃相對較薄，因此挖掘操作時的阻力 處于可控范圍內。然而，隨著許多齒被以較快的速度恒定地驅動穿過土地， 動力需求總是較高，并且，特別是在挖透巖石時，即使是在刀刃中減小阻力 對操作來講也是有益的。
在優選構造中，側壁29、 31不僅朝后側27會聚，而且構造成使得側壁 位于挖掘輪廓中的前側25的影子內。"挖掘輪廓，，用于指沿著一平面穿入土 地的尖端14的一部分的對黃截面構造，其中所述平面(i)在穿過土地的每遍挖掘的中心點平行于前進方向34且(ii)橫向垂直于縱向軸線。與真實的橫截面 相比，挖掘輪廓是對使用期間施加在尖端上的阻力的更好的表示。在挖掘輪 廓中提供副后角取決于側壁朝后側會聚的角度和尖端表面在向后方向上的 軸向斜度或擴展。旨在提供這樣的寬度，在考慮挖掘輪廓的透視圖時，該寬 度基本上從前側向后側變窄。挖掘輪廓中的副后角優選地延伸通過期望的刀 盤挖掘角，但是如果在至少一個挖掘角中存在這樣的副后角的話，仍然能獲 得好處。僅僅作為一個示例，圖3示出的橫截面構造表示被驅動穿過土地的 尖端14的一部分的一個挖掘4侖廓35。正如可以看出的，隨著側壁29、 31 朝后側27會聚以減小阻力，刀刃21甚至在挖掘輪廓中仍具有副后角。
隨著刀刃21磨損，土地高度逐漸向后蔓延，從而在每個挖掘循環中尖 端14的更靠后的更厚的部分被推動穿過土地。因此，隨著尖端磨損，需要 更多的動力來驅動刀盤。最終，足夠的刀刃被磨損，使得在每遍挖掘中尖端 14的安裝部23 -故驅動通過土地。在本發明中，安裝部23至少在安裝部的前 端40(圖4)且優選地在整個安裝部上(圖4和7)連續包括副后角。如圖4所示， 安裝部23比刀刃21大，以適于將鼻狀部18接收到插孔20中并提供用于尖 端14與基部12之間的相互連接的足夠強度。側壁29、 31傾斜，以向后側 27會聚。側壁29、 31沿著線4-4的傾斜度在這一個示例中是約26度的角度 ot(圖4),但也可以采用其它的傾角。正如上面所討論的，挖掘輪廓中期望的 副后角取決于側壁橫向傾斜與尖端的軸向擴展之間的關系。
在一個常規的尖端14a中，刀刃21a具有梯形的橫斷構造，具有比后側 27a寬的前側25a。然而，刀刃21a在挖掘輪廓中不提供副后角。正如在圖 3A中所看出的，圖2A中的挖掘輪廓35a(即，沿著線3A-3A)不具有朝后側 27a會聚的側壁29a、 31a(圖2A和3A)。而是，隨著側壁朝后側延伸，挖掘 輪廓35a中的側壁29a、 31a以逐漸增大的斜度向外擴展。側壁29a、 31a的 向后張開將會在刀盤上產生增加的阻力。與只是在橫斷構造中采用已知的側 壁相比，在挖掘輪廓的尖端14中有效采用副后角，更好地減小了阻力。
在另一個示例中，刀刃21已經凈皮磨損成安裝部23的沿著線6-6(圖2和 6)的一部分被驅動穿過土地的程度。甚至安裝部23提供用于減小阻力的副 后角；即，側壁29、 31甚至在挖掘輪廓45中朝后側會聚。挖掘輪廓45中 存在副后角使阻力更小，從而將其驅動穿過土地所需的動力更小。反過來， 減小的阻力能夠使刀盤繼續用磨損至安裝部穿入土地的程度的尖端來進行
12作業。在常規的尖端14a中，安裝部23a不具有帶朝后側27a會聚的側壁29a、 31a的梯形橫斷構造。而且，正如在圖6A中看出的，側壁29a、 31a在沿著 圍繞安裝部23a的前端40a的線6a-6a剖開的挖掘輪廓45a中從前側25a分 開。特別是與本發明的尖端14相比，挖掘輪廓中缺少副后角在尖端14a被 驅動通過土地時在尖端14a上施加^艮大的阻力。由于此情況下尖端14a產生 的很大阻力，許多操作者會在安裝部23a開始被驅動通過土地時(即使刀刃 21a沒有完全磨損)更換尖端。借助本發明，尖端14可以繼續在基部12上直 至刀刃21被進一步磨損。
在優選的構造中，側壁29、 31從尖端14的前端37到后端47持續逐漸 變尖。如圖7所示，甚至在安裝部23的后部，側壁29、 31也朝后側27會 聚。此外，甚至在沿著線8-8(圖2和8)的挖掘輪廓55中也提供副后角，即， 甚至在這個后面的挖掘輪廓55中側壁29、 31也朝后側27會聚。
如上所述，在刀刃21和安裝部23中使用具有副后角的尖端14，事實上 可以與任何鼻狀部和插孔構造一起使用。然而，在一個優選構造中，鼻狀部 18的前端58包^fe面向前的支7 義面60，該面向前的支^^面60圍繞兩個垂直 軸凸出且彎曲(圖1、 9和11-14)。類似地，插孔20的前端62形成有互補的 凹入且彎曲的支承面64，以抵靠支承面60設置(圖1、 7、 9和11)。在所示 的構造中，前支承面60、 64均與球截形一致，以減少因非軸向載荷的施加(例 如在US專利No.6,729，052中公開的，該專利的全部內容在此引入作為參考) 而產生在部件中的應力。
優選地，前端58、 62均為大致半^^形，以減小尖端14與基部12之間 的嘎嘎聲，并更有效地"fe抗來自所有方向的載荷。插孔20的前支承面64優 選地比其端部和中心處的半球形略寬，從而適于可靠地將尖端14安裝在不 同的基部上(即，無需捆綁或者降至最低點)，所述基部在一般載荷或隨后的 磨損下在基部12的半球形球表面上作為真正的半球形插孔表面而操作。在 常規的齒10a(圖2A)中，隨著齒被迫通過土地，尖端14a在鼻狀部上移動。 插孔和鼻狀部的前端相對于平的支承表面和堅硬的拐角是有角度的。在使用 中，尖端14a在鼻狀部上移動，4吏得插孔20a的前部在鼻狀部前端周圍并4氐 靠鼻狀部前端而發出嘎嘎聲，并且插孔后端圍繞鼻狀部后端移動并抵靠鼻狀
部后端而發出吸嘎聲。這種移動和發出嘎嘎聲使尖端和基部磨損。在本發明 中，使用大致半球形的前支承面60、 64很大程度上減少了鼻狀部18和插孔20前端處的嘎嘎聲(圖1和9)。然而，使用平滑的連續的前支承面能夠使尖 端在鼻狀部處滾動以減小磨損。基本上平行于縱向軸線28的小帶條65優選 地直接在大致半球形的支承表面的后方延伸，從而為鼻狀部提供在磨損的同 時仍保持著期望的支撐的能力。術語"基本上平行"旨在包括平行的表面和 那些出于制造或其它目的以小角度(例如，約l-7度)從軸線28向后軸向偏離 的表面。小帶條65優選地相對于軸線28軸向傾斜不大于5度，最優選地， 軸向傾斜約2-3度。
鼻狀部18包括在前端58后方的主體66(圖11-14)。主體66由上表面68、 下表面69和側表面70、 71限定。在優選的構造中，主體表面68-71向后發 散，使得鼻狀部18從前端58向外擴展，從而提供更堅固的鼻狀部來經受挖 掘的苛刻條件。然而，可以僅^使上和下表面68、 69彼此分散，并使側表面 70、 71基本上彼此平行地軸向延伸。插孔20具有位于前端62的后方以接收 主體66的主要部分76。該主要部分76包括與主體表面68-71 —致的上壁 78、下壁79和側壁80、 81。在優選實施例中，主體66和主要部分76均具 有梯形的橫斷構造。采用主要沿插孔20和鼻狀部18的長度的梯形提供了四 個拐角67、 77，這四個拐角67、 77用作間隔開的脊，以阻止磨損元件]4 圍繞軸線28轉動。
此外，在優選實施例中，主體表面68-71和插孔壁78-81中至少之一(且 優選地為所有這些)具有相互彎曲成弓形的構造(圖7、 ll和D);即，主體表 面68-71優選在基本上橫跨其整個寬度上為凹入且彎曲的，以在主體66的 四個側面中的每個側面上限定出槽84。類似地，插孔壁78-81在基本上橫跨 其整個寬度上優選地為凸出且彎曲的，以限定出接收在槽84中的突出部86。 鼻狀部表面68-71和插孔壁78-81在基本上橫跨其整個寬度上優選彎曲成弓 形，加強了拐角67、 77,以在作業中對尖端14圍繞基部12的旋轉提供增大 的阻力。槽和突出部也會減小尖端在基部上的旋轉嘎吸聲。雖然弓形表面 68-71和壁78-81是優選的，但是也可以采用其它的槽和突出部構造，例如 這里引用作為參考的US專利申請No.11/706,582中公開的。也可以采用其它 的旋轉阻止構造。
槽84和突出部86的使用，特別是逐漸彎曲并基本上延伸穿過表面68-71 和壁78-81的整個寬度的槽84和突出部86，使尖端14容易組裝到鼻狀部 18上；即，槽84和突出部86在組裝時協同地將尖端14導入鼻狀部18上的正確組裝位置。例如，在將尖端14安裝到鼻狀部上時，如果尖端14最初沒
有與鼻狀部正確對齊而安裝在鼻狀部18上，則隨著尖端被向后供給到鼻狀 部18上， 一皮接收的突出部86接合到槽84中將4吏尖端旋轉成正確的對齊。 該槽84和突出部86的協同作用大大簡化并加快了拐角67安裝并設置到拐 角77中。在插孔和鼻狀部的形狀之間，也可以采用一些變型，只要插孔主 體上與鼻狀部的形狀匹配即可。
具有槽84的鼻狀部表面68-71均優選地軸向傾斜，從而隨著向后延伸 而向外擴展，以給鼻狀部18 "l是供強度，直到到達鼻狀部18的后穩定表面85。 同樣地，具有突出部86的插孔壁78-81也均擴展以與表面68-71 —致。插孔 壁78-81也限定后穩定表面95，以承靠穩定表面85。后穩定表面85、 95基 本上與縱向軸線28平行。在一個優選實施例中，每個穩定表面85、 95以相 對于軸線28約7度的角度軸向向后分散。后穩定表面85、 95還優選地包圍 (或至少基本上包圍)鼻狀部18和插孔20,以更好地抵抗非軸向載荷。雖然 在挖掘作業期間各種插孔表面與鼻狀部之間的接觸可能會出現，但是相應的 前支承表面60、 64與后穩定表面85、 95之間的接觸旨在首要阻止施加在齒 上的載荷，從而提供期望的穩定性。雖然穩定表面85、 95優選地形成有短 的軸向延伸部，但是它們可以具有更長或不同的構造。此外，在一些情況下， 例如，在輕負荷作業中，可以在無需穩定表面85、 95的條件下獲得益處。
前支承面60、 64和后穩定表面85、 95i殳置成使尖端穩定在鼻狀部上， 并減輕部件中的應力。在插孔20和鼻狀部18的前端58、 62處的大致半球 形支承面60、 64能夠穩定地抵抗與載荷(與它們的施加方向無關)正相反的軸 向和非軸向向后的力。采用彎曲的連續前支承表面減小了尖端在鼻狀部上的
嘎嘎聲并減小了存在拐角時會有的應力集中。如這里引用作為參考的US專 利No.5，709,043所公開的，通過減小尖端后部的嘎噪聲并纟是供對尖端后部的 穩定抵抗，后穩定表面85、 95與前支承面60、 64互補。借助穩定表面85、 95圍繞鼻狀部18的整個周長或者至少基本上圍繞整個周長延伸(圖7、 9和 11-14),它們也能夠抵抗沿任何方向施加的非軸向定向的載荷。
插孔20的主要部分76優選地具有大致梯形的橫斷構造來接收匹配形狀 的鼻狀部18(圖7和11)。插孔20的大致梯形的橫斷構造一般遵循尖端14的 外部97的大致梯形的橫斷構造。插孔20和外部97的協同定形使可被容納 在尖端14內的鼻狀部18的尺寸最大化，并使得尖端14易于在鑄造過程中制造出來，并提高了強度重量比。
可以使用很多種類的不同的鎖將磨損元件14可釋放地固定到基部12。 然而，在優選實施例中，鎖16被接收到磨損元件14中的開口 101內，開口 101優選地形成在后壁27中，雖然其也可以形成在其它地方(圖1 、9和15-20)。 開口 101優選地具有軸向細長的形狀，并包括前壁103、后壁105和側壁107、 109。輪緣lll構建在開口 101周圍，以保護鎖并提供額外的強度。輪緣lll 也沿著后壁105擴大，乂人而延伸到外部表面97之外更遠，并確定用于使鎖 16通過的孔113。該孔使鎖16的位置穩定，并允許操作者容易接近。
鼻狀部18包括從鼻狀部18的上側68向外突出以與鎖16接合的止動部 115。止動部115優選地具有背面119，該背面119具有凹入的彎曲凹陷121, 鎖16的前端123在使用中被接收并保持到該凹陷121中，但是也可以采用 其它的布置與鎖協作。在優選的構造中，開口 101足夠長且后壁27足夠傾 斜，從而在磨損元件14安裝到鼻狀部18上時提供用于止動部115的間隙。 然而，如果需要，可以在插孔20中設置離隙或其它形式的間隙以使止動部 115通過。此外，優選地通過提供下陷部118以容納鎖16的一部分，來限制 止動部115的突出部。
鎖16是線性鎖，定向為大致軸向，以將磨損元件14保持到基部12上， 并對磨損元件14到鼻狀部18上的安裝進行緊固。采用軸向定向的線性鎖增 加了鎖對磨損元件安裝在鼻狀部上的緊固能力；即，其提供了收緊的更大長 度。在優選實施例中，鎖16包括具有前端123和帶有頭的后端134的螺紋 軸130、螺統接合到軸130的螺母136、以及彈簧138(圖1、 9和15-20)。彈 簧138優選地由一系列彈性盤140形成，盤140由泡沫、橡膠或其它彈性材 料構成，并由村墊142分隔開，襯墊142優選地是墊圈的形式。多個盤140 用于提供足夠的力、彈性和收緊。墊圈對彈性盤進行隔離，使得它們作為一 系列單個彈簧元件而操作。墊圈142優選地由塑料構成，但也可以由其它材 料制成。此外，優選構造的彈簧對于制造和組裝在軸130上是經濟的。然而， 可以采用其它種類的彈簧。止推墊圈142a或其它裝置優選地設置在彈簧的 端部以提供足夠的支撐。
軸130中心延伸通過彈簧138以接合螺母136。軸130的前端123安裝 到凹陷121中，使得軸130設置成抵靠止動部115以進行支撐。鎖16的后 端134延伸通過磨損元件14中的孔113,以能夠使使用者在開口 101的外側
16接近鎖。軸優選地設定為相對于軸線28成一角度，使得頭134更容易接近。 彈簧138設置在后壁105與螺母136之間，使得其在鎖被緊固期間可以向磨 損元件施加偏置力。孔113優選地比頭134大，以允許其在將鎖16安裝到 組件10期間通過。孔113也可以形成為開》文狹槽，以適于使軸130簡單地 從上方插入。也可以采用其它的工具接合結構來代替所示的頭134。
使用中，磨損元件14在鼻狀部18上滑動，使得鼻狀部18安裝到插孔 20中(圖1和9)。鎖可以通過位于開口 101外側且安裝在軸130周圍的可釋 放保持器(例如，簡單的扭轉帶)暫時地保持在用于運輸、存儲和/或安裝的孔 113中，或者其可以在磨損元件安裝到鼻狀部上之后安裝。在任何情況下， 軸130插過孔113，其前端123設置在止動部115的凹陷121中。鎖16定位 成沿著鼻狀部18的外部，使得無需在鼻狀部中形成孔、狹槽等來容納鎖， 從而抵抗載荷。頭134被工具接合并轉動，以將鎖緊固到壓縮狀態，從而保 持磨損元件；即，軸130相對于螺母136轉動，使得前端123壓靠在止動部 115上。該運動反過來又將螺母136向后拉拽以抵靠彈簧138,該彈簧138 被壓縮在螺母136與后壁105之間。鎖16的緊固將磨損元件14緊緊地拉到 鼻狀部18上(即，前支承面60、 64接合)，從而在使用期間進行滑動配合， 且磨損更小。軸130的持續轉動進一步壓縮彈簧138。然后，隨著鼻狀部和 插孔開始磨損，被壓縮的彈簧138迫使磨損元件14向后。優選的鼻狀部18 和尖端14的穩定性使得能夠使用軸向鎖，即，沒有很大的彎曲力會施加到 鎖上，從而可以利用螺栓的高軸向壓縮強度，將磨損元件保持到基部。鎖16 重量輕、無撞針、容易制造、不占用很多空間、且無需在鼻狀部中具有任何 開口。
在優選的構造中，鎖16還包括連同螺母136 —起安裝到軸130上的指 示部146(圖15-20)。指示部146優選地是由鋼或其它剛性材料制成的板，具 有接近開口 101的側壁107、 109安裝、但不是緊緊地安裝到開口 101內的 側邊緣148、 149。指示部146包括完全或局部地接收螺母136的開口 ，以防 止螺母在軸130轉動時發生旋轉。側邊緣148、 149到側壁107、 109的緊密 接收防止了指示部146轉動。或者，指示部可以具有用作螺母的螺紋孔；如 果省去指示部的話，則需要其它的裝置來保持螺母136不發生旋轉。指示部 146也可以與螺母136是不連續的。
指示部146提供關于軸130何時已經適當地緊固以向磨損元件施加期望的壓力的可視指示，從而不會在軸130和/或彈簧138上施加過度的應力。在 優選的構造中，指示部146與沿著開口 101、即沿著輪緣111和/或側壁107、 109形成的標記部152協作。標記部152優選地沿著側壁107、 109中之一或 兩者位于輪緣lll上，但也可以具有其它的構造。標記部146優選地是脊或 一些結構，而不僅僅是標記，從而其可以在磨損開始出現和最初緊固時用于 使鎖16重新緊固。
當軸130轉動且螺母136被向后拉拽時，指示部146在螺母136位于開 口 101內的條件下向后運動(自圖16中的位置)。當指示部146與標記部152 對齊時(圖15)，操作者知道緊固可以停止。在此位置，無論鼻狀部上和/或插 孔20中的磨損如何，鎖16在磨損元件14上施加預定的壓力。因此，可以 容易地避免鎖的緊固不足和過度緊固。作為選擇，指示部146可以省去，軸 130緊固至預定量的扭矩。
本發明的各個方面優選地一起采用，以得到最優的表現和優點。然而， 不同的方面可以單獨地釆用，以提供它們各自所提供的益處。
權利要求
1.一種用于挖掘設備的磨損元件，包括沿著縱向軸線大致對齊的作業部和安裝部，該安裝部包括用于接收固定到挖掘設備的基部的插孔，前側，在挖掘操作中，該前側在磨損元件前進通過土地過程中適于作為向前表面，和后側，該后側在磨損元件前進通過土地過程中適于作為向后表面，前側和后側軸向延伸跨過作業部和安裝部，并且，沿著安裝部的至少一部分，在垂直于縱向軸線的橫截面中，前側具有比后側大的寬度。
2. 根據權利要求1的磨損元件，包括開口，用于接收鎖，以將磨損元件 固定到基部。
3. 根據權利要求1的磨損元件，其中，作業部是細長的刀刃。
4. 根據權利要求1的磨損元件，其中，安裝部具有垂直于縱向軸線的大 致梯形的橫斷構造。
5. 根據權利要求4的磨損元件，其中，作業部具有垂直于縱向軸線的大 致梯形的一黃斷構造。
6. 根據權利要求4的磨損元件，其中，安裝部的基本上整個長度具有垂 直于縱向軸線的大致梯形的橫斷構造。
7. 根據權利要求1的磨損元件，其中，插孔的至少一個壁向內彎曲成弓 形，以限定出安裝到基部上形成的槽中的突出部。
8. 根據權利要求1的磨損元件，其中，插孔具有大致梯形的橫斷構造。
9. 根據權利要求8的磨損元件，其中，確定梯形形狀的插孔的每個壁具 有跨過壁的基本上整個寬度的大致彎曲的凸出形狀。
10. 根據權利要求1的磨損元件，其中，沿著作業部的至少一部分，在 垂直于縱向軸線的橫截面中，前側具有比后側大的寬度。
11. 一種用于挖掘設備的磨損元件，包括沿著縱向軸線大致對齊的作業部和安裝部，安裝部包括用于接收固定到 挖掘設備的基部的插孔，前側，在挖掘操作中，該前側在磨損元件前進通過土地過程中適于作為 向前表面，禾p后側，該后側在磨損元件前進通過土地過程中適于作為向后表面， 前側和后側軸向延伸If爭過作業部和安裝部，在安裝部的至少向前的部分 的挖掘輪廓中，在前側與后側之間延伸的側壁大致朝后側會聚，挖掘輪廓是 在挖掘穿入中心點平行于穿過土地的行進方向延伸、且以至少一個挖掘角垂 直于縱向軸線橫向延伸的截面。
12. 根據權利要求11的磨損元件，包括用于接收鎖以將磨損元件固定到 基部上的開口。
13. 根據權利要求11的磨損元件，其中，在橫跨安裝部的基本上整個長 度的挖掘輪廓中，側壁大致朝后側會聚。
14. 根據權利要求11的磨損元件，其中，作業部是細長的刀刃。
15. —種用于挖掘設備的磨損元件，包括沿著縱向軸線大致對齊的作 業部和安裝部，安裝部包括用于接收固定到挖掘設備的基部的插孔，該插孔 具有橫跨縱向軸線的大致梯形的構造并由均向內彎曲成弓形的表面所限定。
16. 根據權利要求15的磨損元件，其中，插孔的表面在基本上橫跨插孔 的表面的整個寬度上向內彎曲成弓形。
17. 根據權利要求15的磨損元件，其中，插孔的前端包括大致半球形的 前支承面。
18. 根據權利要求15的磨損元件，包括用于接收鎖以將磨損元件固定到 基部上的開口。
19. 一種用于挖掘設備的磨損元件，包括沿著縱向軸線大致對齊的作 業部和安裝部，安裝部包括用于接收固定到挖掘設備的基部的插孔，該插孔 包括限定出大致半球形的前支承面的前端和在該前端后方的主要部分。
20. 根據權利要求19的磨損元件，其中，所述主要部分具有橫跨縱向軸 線的大致梯形的構造。
21. 根據權利要求19的磨損元件，其中，所述主要部分包括至少一個基 本上平行于縱向軸線軸向延伸的穩定表面。
22. 根據權利要求19的磨損元件，包括用于接收鎖以將磨損元件固定到 基部的開口。
23. —種用于挖掘設備的磨損元件，包括沿著縱向軸線大致對齊的作 業部和安裝部，該安裝部包括用于"t妄收固定到挖掘"i殳備上的基部的插孔，該 插孔包括限定出圍繞均垂直于縱向軸線的兩個軸凹入且彎曲的前支承面的
24. 根據權利要求23的磨損元件，包括用于接收鎖以將磨損元件固定到基部的開口。
25. —種用于挖掘設備的磨損元件，包括沿著縱向軸線大致對齊的作業部和安裝部，安裝部包括用于接收固定到挖掘設備上的基部的插孔，該插孔包括限定出大致半球形前支承面的前端和在該前端后方的主要部分，主要部分包括基本上平行于縱向軸線軸向延伸且基本上圍繞插孔的周長橫向延伸的穩定表面。
26. 根據權利要求25的磨損元件，其中，主要部分具有橫跨縱向軸線的大致梯形的構造。
27. 根據權利要求25的磨損元件，包括用于接收鎖以將磨損元件固定到基部上的開口。
28. —種用于挖掘設備的磨損元件，包括沿著縱向軸線大致對齊的作業部和安裝部，安裝部包括用于接收固定到挖掘設備上的基部的插孔，以及與插孔連通的開口 ，該開口用于接收鎖以將磨損元件可釋放地保持到挖掘設備上，該開口具有前壁和后壁，后壁包括孔，鎖從開口傾斜于縱向軸線延伸穿過該孔，以便使操作者容易接近以緊固鎖。
29. 根據權利要求28的磨損元件，其中，標記鄰近開口設置，以在鎖已經被充分緊固時向操作者提供視覺指示。
30. 根據權利要求28的磨損元件，其中，插孔包括基本上平行于縱向軸線軸向延伸且定位在孔后方的后穩定表面。
31. —種用于挖掘設備的磨損組件，包括固定到挖掘設備上的基部；磨損元件，包括沿著縱向軸線大致對齊的作業部和安裝部，安裝部包括用于接收固定到挖掘設備上的基部的插孔；前側，在挖掘操作中，在磨損元件前進通過土地過程中適于作為向前表面；和后側，在磨損元件前進通過土地過程中適于作為向后表面，前側和后側軸向延伸^夸過作業部和安裝部，并且，沿著安裝部的至少一部分，在垂直于縱向軸線的橫截面中，前側具有比后側大的寬度；以及將磨損元件可釋放地固定到基部上的鎖。
32. 根據權利要求31的磨損組件，其中，基部包括被接收到插孔中的鼻狀部，并且其中，鼻狀部和插孔均具有垂直于縱向軸線的大致梯形的橫斷構造。
33. 根據權利要求31的磨損組件，其中，基部包括被接收到插孔中的鼻狀部，該鼻狀部包括多個槽，該插孔包括被接收到槽中的多個突出部。
34. —種用于挖掘設備的磨損組件，包括固定到挖掘設備上的基部；磨損元件，包括沿著縱向軸線大致對齊的作業部和安裝部，安裝部包括用于接收固定到挖掘設備上的基部的插孔；前側，在挖掘操作中，該前側在磨損元件前進通過土地過程中適于作為向前表面；和后側，該后側在磨損元件前進通過土地過程中適于作為向后表面，前側和后側軸向延伸跨過作業部和安裝部，在至少一部分安裝部的挖掘輪廓中，在前側與后側之間延伸的側壁大致朝后側會聚，挖掘輪廓是在挖掘穿入中心點平行于穿過土地的行進方向延伸、且以至少一個挖掘角垂直于縱向軸線橫向延伸的截面；以及將磨損元件可釋放地固定到基部上的鎖。
35. —種用于挖掘設備的磨損組件，包括固定到挖掘設備上的基部；磨損元件，包括沿著縱向軸線大致對齊的作業部和安裝部，安裝部包括插孔，該插孔具有橫跨縱向軸線的大致梯形的構造并由均向內彎曲成弓形的表面所限定；以及將磨損元件可釋放地固定到基部上的鎖。
36. 根據權利要求31的磨損組件，其中，基部包括鼻狀部，該鼻狀部具有橫跨縱向軸線的大致梯形的構造，以與插孔的形狀基本上一致。
37. —種用于挖掘設備的磨損組件，包括基部，固定到挖掘設備上并包括第一表面；磨損元件，包括沿著縱向軸線大致對齊的作業部和安裝部，該安裝部具有接收基座的插孔，以及具有第二表面的開口；以及細長的鎖，定向為與縱向軸線大致相同的方向，從而以壓縮狀態固定在第一表面與第二表面之間，以將磨損元件可釋放地保持到基部上。
38. 根據權利要求37的磨損組件，其中，鎖包括承靠在第一表面上的螺紋軸；與軸螺紋接合的螺母；以及圍繞軸以被壓縮于第二表面與螺母之間的彈簧。
39. —種用于將磨損元件安裝到挖掘設備上的方法，包括將具有插孔的磨損元件安裝在固定于挖掘設備的鼻狀部上，使得鼻狀部被接收于插孔中；將細長的鎖定位在磨損元件中的開口中，使得鎖的第一支承表面抵靠于鼻狀部上的支承表面上，鎖的第二支承表面抵靠于磨損元件上的支承表面上，并且鎖的縱向軸線定向為大致處于將磨損元件安裝到鼻狀部上的方向上；對鎖進行調節，以緊固磨損元件到鼻狀部上的安裝，使得鎖處于壓縮狀態，從而將磨損元件保持到基部。
40. 根據權利要求39的方法，其中，鎖包括承靠在第一表面上的螺紋軸；與軸螺紋接合的螺母；和圍繞軸以被壓縮于第二表面與螺母之間的彈簧。
41. 一種用于將磨損元件安裝到挖掘設備上的方法，包括提供固定到挖掘設備上的鼻狀部，該鼻狀部具有從其一側向外突出的止動部；將具有插孔的磨損元件安裝在鼻狀部上，使得延伸通過磨損元件的開口定位成在止動部的后方與止動部大致軸向對齊；沿著鼻狀部的外側定位鎖，以使鎖抵靠止動部和開口的壁，從而將磨損元件可釋放地保持到鼻狀部。
42. 根據權利要求41的方法，其中，鎖被緊固，以保持在止動部與開口的壁之間處于壓縮狀態。
43. —種用于將磨損元件安裝到挖掘設備上的方法，包括將具有插孔的磨損元件安裝在固定于挖掘設備的鼻狀部上，使得鼻狀部被接收于插孔中；定位鎖，使得鎖的第一支承表面抵靠于鼻狀部上的支承表面上，鎖的第二支承表面抵靠于磨損元件上的支承表面上，對鎖進行調節，以將磨損元件緊固安裝到鼻狀部上，直至鎖的視覺指示部與磨損元件上的標記大致對齊。
44. 一種用于將磨損元件可釋放地固定到基部上的鎖，該基部固定到挖掘設備，該鎖包括線性的螺紋軸，具有支承端和工具接合端；與軸螺紋接合的螺母；和彈簧，該彈簧包括圍繞螺紋軸安裝在支承端與螺母之間的多個交替的環形彈性盤和環形襯墊。
全文摘要
一種用于挖掘設備的磨損組件，包括固定到挖掘設備上的基部，安裝在基部上方的磨損元件和將磨損元件可釋放地保持到基部上的鎖。磨損元件包括用于減小系統上的阻力的副后角。磨損元件和基部均包括半球形的前端和大致梯形的后部。基部包括鼻狀部和從鼻狀部突出的止動部，從而無需用于將鎖接收到鼻狀部中的開口就與鎖協作。鎖是細長的鎖，大致定位在軸向方向并在壓縮載荷下將磨損元件保持到基部。
文檔編號E02F9/28GK101688385SQ200880024090
公開日2010年3月31日 申請日期2008年5月6日 優先權日2007年5月10日
發明者克里斯·D·辛德, 查爾斯·G·奧林格四世, 約翰·S·克雷茨伯格 申請人:愛斯科公司