地面接合工具組合件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利發(fā)明總體上涉及地面接合工具并且更具體地涉及用于采礦和施工機(jī)械的鏟斗、刮鏟和其它作業(yè)工具上的地面接合工具。
【背景技術(shù)】
[0002]不同類型的采礦和施工機(jī)器(例如挖掘機(jī)、輪式裝載機(jī)、液壓礦鏟、電纜鏟、斗輪和拉鏟挖掘機(jī))通常采用鏟斗將正在被作業(yè)的泥土或正在被挖掘或裝載的材料挖出或移走。鏟斗常常經(jīng)歷來自在操作期間遇到的加載力和高度耐磨材料的極度磨損。替換采礦和施工機(jī)械中使用的大型鏟斗和其它器具成本非常高且耗費(fèi)勞力。
[0003]鏟斗可以配備有地面接合工具(GET)或一套GET以幫助保護(hù)鏟斗和其它土方作業(yè)工具免受磨損。通常，GET可以呈牙齒、邊緣保護(hù)器、尖端，或其它可拆卸組件的形式，這些組件可以附接至鏟斗或其它工具的發(fā)生最具破壞性以及反復(fù)磨損和沖擊的區(qū)域。例如，邊緣保護(hù)器形式的GET可以纏繞鏟斗的切削刃，從而幫助保護(hù)其免受過度磨損。
[0004]在此類應(yīng)用中，可拆卸的GET在幫助保護(hù)其可安裝至的鏟斗或其它器具的同時可能經(jīng)受來自磨耗和反復(fù)沖擊的磨損。當(dāng)GET在使用中經(jīng)磨損時，可以將其拆卸，并以合理的成本用新的GET來替換以允許同一鏟斗繼續(xù)使用。通過用GET保護(hù)器具并以適當(dāng)間隔替換磨損的GET，有可能顯著地節(jié)約成本和時間。
[0005]GET可以具有多種形式。例如，2010年7月27日授予Smith等人的美國專利第7762015號“地面接合工具系統(tǒng)”涉及一種地面接合工具系統(tǒng)，其具有地面接合工具，例如，尖端、安裝于作業(yè)工具或?yàn)樽鳂I(yè)工具的一部分的適配器，和旋轉(zhuǎn)鎖定構(gòu)件。所述地面接合工具可以附接至適配器，并且所述適配器的桿部滑入設(shè)置在鎖定構(gòu)件上的狹槽中?？梢孕D(zhuǎn)所述鎖定構(gòu)件以使得狹槽的入口可以被阻塞住且桿無法從狹槽中滑出。在此位置的鎖定構(gòu)件可以處于鎖定位置，并且桿在所述鎖定構(gòu)件的狹槽中的保持將地面接合工具保持到適配器。
[0006]使用GET保護(hù)大型機(jī)器器具而獲得的成本和時間節(jié)約可以進(jìn)一步通過延長GET的使用壽命而增強(qiáng)。因此，更耐用的GET系統(tǒng)可導(dǎo)致更少的因零件替換的作業(yè)停止，從而產(chǎn)生更高的作業(yè)效率。在本領(lǐng)域中，對于延長了GET工具的使用壽命從而使得替換更少且生產(chǎn)率增加的改進(jìn)的GET系統(tǒng)的需求正在增長。
[0007]應(yīng)了解的是，所述背景描述已經(jīng)由發(fā)明人做出以協(xié)助讀者，且不應(yīng)視為指示出所指出的任何問題本身在本領(lǐng)域中已被了解。盡管所描述的原理在一些方面和實(shí)施例中可減輕其它系統(tǒng)中固有的問題，但應(yīng)了解的是，受保護(hù)的創(chuàng)新的范圍由所附權(quán)利要求書限定，而不是由任何所公開的特征解決本文指出的任何具體問題的能力限定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在一個實(shí)施例中，本發(fā)明描述了一種耦合器，所述耦合器包括尖端安裝部分和沿縱向軸線與尖端安裝部分成相對關(guān)系的器具安裝部分。所述器具安裝部分限定了器具凹槽，并且所述器具凹槽至少部分地由具有鄰接表面的中心壁和耦合器側(cè)壁限定，所述耦合器側(cè)壁具有設(shè)置為鄰近中心壁的遠(yuǎn)端和沿縱向軸線與遠(yuǎn)端成相對關(guān)系的近端。所述側(cè)壁具有面向器具凹槽并鄰近鄰接表面的側(cè)內(nèi)表面。所述側(cè)內(nèi)表面限定了鄰近鄰接表面的凹入部分。所述凹入部分沿實(shí)質(zhì)上垂直于縱向軸線的橫向軸線從側(cè)內(nèi)表面橫向向外偏移。所述側(cè)壁還具有設(shè)置在耦合器側(cè)壁的近端的基底部分，所述基底部分具有基底外表面和沿橫向軸線在側(cè)內(nèi)表面與基底外表面之間測量的基底部分寬度。所述側(cè)壁還具有設(shè)置在耦合器側(cè)壁的遠(yuǎn)端處的互鎖部分，所述互鎖部分具有互鎖外凹部表面和沿橫向軸線在凹入部分處的側(cè)內(nèi)表面與互鎖外凹部表面之間測量的互鎖部分寬度。基底部分寬度大于互鎖部分寬度。側(cè)內(nèi)表面的凹入部分沿縱向軸線實(shí)質(zhì)上在鄰接表面與耦合器側(cè)壁的基底部分的過渡表面之間延伸，從而實(shí)質(zhì)上橫跨耦合器側(cè)壁的互鎖部分。
[0009]在另一個實(shí)施例中，本發(fā)明描述了一種地面接合工具耦合系統(tǒng)，所述地面接合工具耦合系統(tǒng)包括耦合器，所述耦合器具有尖端安裝部分和沿縱向軸線與尖端安裝部分成相對關(guān)系的器具安裝部分。所述器具安裝部分限定了器具凹槽。所述器具凹槽至少部分地由具有鄰接表面的中心壁和耦合器側(cè)壁限定，所述耦合器側(cè)壁具有設(shè)置為鄰近中心壁的遠(yuǎn)端和沿縱向軸線與遠(yuǎn)端成相對關(guān)系的近端。所述側(cè)壁可以具有面向器具凹槽并鄰近鄰接表面的側(cè)內(nèi)表面。所述側(cè)內(nèi)表面限定了鄰近鄰接表面的凹入部分，并且所述凹入部分沿實(shí)質(zhì)上垂直于縱向軸線的橫向軸線從側(cè)內(nèi)表面橫向向外偏移。所述側(cè)壁還具有基底部分并設(shè)置在耦合器側(cè)壁的近端處，并且具有基底外表面和沿橫向軸線在側(cè)內(nèi)表面與基底外表面之間測量的基底部分寬度。所述側(cè)壁還具有設(shè)置在耦合器側(cè)壁的遠(yuǎn)端處的互鎖部分。所述互鎖部分具有互鎖外凹部表面和沿橫向軸線在凹入部分處的側(cè)內(nèi)表面與互鎖外凹部表面之間測量的互鎖部分寬度。基底部分寬度大于互鎖部分寬度，并且側(cè)內(nèi)表面的凹入部分沿縱向軸線實(shí)質(zhì)上從鄰接表面與耦合器側(cè)壁的基底部分的過渡表面延伸，從而實(shí)質(zhì)上橫跨耦合器側(cè)壁的互鎖部分。地面接合工具耦合系統(tǒng)還包括器具安裝鼻，所述器具安裝鼻安裝到耦合器，使得所述器具安裝鼻設(shè)置在耦合器的器具凹槽內(nèi)。所述器具安裝鼻具有設(shè)置為鄰近耦合器的側(cè)內(nèi)表面的外鼻部表面，并限定了其間的間隙。耦合器可相對于器具安裝鼻在標(biāo)稱位置與最大側(cè)旋轉(zhuǎn)位置之間的進(jìn)行范圍內(nèi)繞實(shí)質(zhì)上垂直于縱向軸線和橫向軸線的法向軸線旋轉(zhuǎn)。當(dāng)耦合器處于最大側(cè)旋轉(zhuǎn)位置時，所述外鼻部表面在過渡表面與近端之間的位置處與親合器側(cè)壁的基底部分成接觸關(guān)系。外鼻部表面和側(cè)內(nèi)表面的凹入部分在標(biāo)稱位置與最大側(cè)旋轉(zhuǎn)位置之間的行進(jìn)范圍內(nèi)成間隔的非接觸關(guān)系。
[0010]在又一個實(shí)施例中，本發(fā)明描述了一種親合器，所述親合器包括尖端安裝部分和與尖端安裝部分成相對關(guān)系的器具安裝部分。所述器具安裝部分限定了器具凹槽，所述器具凹槽具有與內(nèi)腔連通的開口。所述器具凹槽橫向向外展開而最靠近尖端安裝部分，使得所述器具凹槽在內(nèi)腔處具有大于在開口處的橫向開口寬度的橫向腔寬度。
[0011]所公開的原理的進(jìn)一步和替代方面和特征將通過以下詳細(xì)描述和附圖來了解。如將了解，與本文公開的GET組合件相關(guān)的原理能夠在其它和不同的實(shí)施例中執(zhí)行并能夠在各種方面中進(jìn)行修改。因此，應(yīng)理解，前述一般描述和以下詳細(xì)描述都僅為示范性和解釋性的，并且不限制所附權(quán)利要求書的范圍。
【附圖說明】
[0012]圖1是機(jī)器的實(shí)施例的圖解側(cè)面正視圖，所述機(jī)器包括具有根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的GET組合件的實(shí)施例的器具的實(shí)施例。
[0013]圖2是圖1的器具的放大側(cè)面正視圖。
[0014]圖3是圖1的器具的正鏟鏟斗組件的立體圖。
[0015]圖4是圖3的正鏟鏟斗組件的另一立體圖。
[0016]圖5是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的GET組合件的實(shí)施例的立體圖。
[0017]圖6是圖5的GET組合件的地面接合尖端的前立體圖。
[0018]圖7是圖6的地面接合尖端的后立體圖。
[0019]圖8是圖6的地面接合尖端的側(cè)面正視圖。
[0020]圖9是圖6的地面接合尖端的俯視圖。
[0021]圖10是圖6的地面接合尖端沿圖9中的線X-X所截取的截面圖。
[0022]圖11是圖6的地面接合尖端沿圖8中的線X1-XI所截取的截面圖。
[0023]圖12是如用方框XII指示從圖11所截取的放大細(xì)節(jié)圖。
[0024]圖13是圖5的GET組合件的耦合器的前立體圖。
[0025]圖14是圖13的耦合器的后立體圖。
[0026]圖15是圖13的耦合器的俯視圖。
[0027]圖16是圖13的耦合器的側(cè)面正視圖。
[0028]圖17是圖13的耦合器的放大局部側(cè)視圖，示出了其尖端安裝部分。
[0029 ]圖18是圖13的耦合器沿圖16中的線XVII1-XVIII所截取的截面圖。
[0030]圖19是如用方框XIX指示從圖18所截取的放大細(xì)節(jié)圖。
[0031]圖20是圖13的耦合器沿圖15中的線XX-XX所截取的截面圖。
[0032]圖21是圖5的GET組合件的器具安裝鼻的前立體圖。
[0033]圖22是圖21的器具安裝鼻的側(cè)面正視圖。
[0034]圖23是圖21的器具安裝鼻的俯視圖。
[0035 ]圖24是圖5的GET組合件沿圖31中的線XXI V_XX IV所截取的截面圖。
[0036]圖25是圖5的GET組合件的在截面上的側(cè)面正視圖。
[0037]圖26是如用方框XXVI指示從圖24所截取的放大細(xì)節(jié)圖，示出了在標(biāo)稱位置中的圖5的GET組合件。
[0038]圖27是如在圖26中的視圖，但是示出了在最大側(cè)旋轉(zhuǎn)位置中的圖5的GET組合件。
[0039]圖28是如用方框XXVIII指示從圖25所截取的放大細(xì)節(jié)圖。
[0040]圖29是如用方框XXIX指示從圖24所截取的放大細(xì)節(jié)圖，示出了在標(biāo)稱位置中的圖5的GET組合件。
[0041 ]圖30是如在圖29中的視圖，但是示出了在最大側(cè)旋轉(zhuǎn)位置中的圖5的GET組合件。
[0042 ]圖31是圖5的GET組合件的側(cè)面正視圖。
[0043]圖32是圖5的GET組合件的放大局部側(cè)視圖，示出了最大旋轉(zhuǎn)螺距位置中的地面接合尖立而Ο
[0044]圖33是如圖32的視圖，但部分剖切以示出設(shè)置在由標(biāo)稱位置中的地面接合尖端所限定的耦合器凹槽中的耦合器的尖端安裝部分。
[0045]圖34是根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的鎖的前立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]本發(fā)明涉及在各種類型的采礦與施工機(jī)械中使用的GET組合件和系統(tǒng)。圖1展示了呈液壓挖掘機(jī)形式的機(jī)器50的實(shí)施例，所述液壓挖掘機(jī)可以包括根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)造的GET組合件70的實(shí)施例。除其它用途外，液壓挖掘機(jī)還可以在各種露天礦應(yīng)用中用以在開采過程中將覆蓋層和礦石裝載到拖運(yùn)卡車內(nèi)。
[0047]如圖1所示，機(jī)器50可以包括主體52，其具有容納機(jī)器操作員的駕駛室54。機(jī)器還可以包括臂架系統(tǒng)56，其樞轉(zhuǎn)地連接在主體52的一端并將器具60支撐在相對的遠(yuǎn)端。在實(shí)施例中，器具60可以是任何合適的器具，如鏟斗、蛤殼式抓斗、刮鏟或任何其它類型的可以與GET—起使用的合適裝置?？刂葡到y(tǒng)可以容納在駕駛室54內(nèi)，駕駛室54可適用于允許機(jī)器操作員操作并活節(jié)連接器具60以進(jìn)行挖掘、開鑿或任何其它合適的應(yīng)用。
[0048]圖2至圖4展示了器具60的實(shí)施例。參照圖2，器具60可以包括切削刃62，其可以適用于與地面或者其它開鑿面接合。切削刃62可以具有多個GET組合件70 AET組合件70可以布置在切削刃62上，使得GET組合件70接觸作業(yè)材料，其中切削刃62與GET組合件70的尖端呈偏移關(guān)系。如圖3至圖4所示，護(hù)罩64可以與GET組合件70交替布置，以進(jìn)一步保護(hù)切削刃62的未被GET組合件70覆蓋的部分。通過重復(fù)使用，GET組合件70可能經(jīng)受磨損，且最終可以被替換以允許進(jìn)一步使用器具60。
[0049]雖然圖1至圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)造的GET組合件與液壓挖掘機(jī)的鏟斗一起使用，但許多其它類型的器具和采礦與施工機(jī)械都可得益于使用本文所描述的GET組合件。應(yīng)當(dāng)理解，在其它實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)造的GET組合件可以在多種其它器具和/或機(jī)器中使用。
[0050]參照圖5，所示GET組合件70可以包括地面接合尖端100、耦合器200和器具安裝鼻300。器具安裝鼻300可焊接或以其它方式連接到鏟斗或可附接有GET組合件70的其它機(jī)器器具上。耦合器200可以使用第一對保持機(jī)構(gòu)208或其它合適附接裝置樞轉(zhuǎn)地連接或以其它方式安裝到器具安裝鼻300上。第一對保持機(jī)構(gòu)208可分別設(shè)置在GET組合件70的相對側(cè)。地面接合尖端100可以使用類似保持機(jī)構(gòu)(例如，第二對保持機(jī)構(gòu)108)或其它合適附接裝置樞轉(zhuǎn)地連接或以其它方式安裝到耦合器200上。第二對保持機(jī)構(gòu)108可分別設(shè)置在GET組合件70的相對側(cè)上。
[0051 ]在一些實(shí)施例中，第一對保持機(jī)構(gòu)208和第二對保持機(jī)構(gòu)108可以與圖34所示的鎖400的實(shí)施例類似。鎖400可以包括狹槽410。狹槽410可形成于鎖400的C形部分420X形部分420可以包括后支腿421、頂部支腿422和底部支腿423。狹槽410可以插入頂部支腿422與底部支腿423之間。頭部430可以在C形部分420的頂部上。頭部430可以包括形成于其內(nèi)部的兩個棘爪431、432和定位于棘爪431、432之間的環(huán)形表面433。止動舌片434還可以形成于頭部430中。頭部還可以包括工具接口435。
[0052]第一對保持機(jī)構(gòu)208和第二對保持機(jī)構(gòu)108可以使GET組合件70的組件彼此固定，并實(shí)質(zhì)上限制組件相對于彼此的相對運(yùn)動，使得GET組合件70可以在未使用時處于標(biāo)稱位置。當(dāng)GET組合件70的組件沿橫向軸線75或可垂直于橫向軸線75的法向軸線80受力時，第一對保持機(jī)構(gòu)208和第二對保持機(jī)構(gòu)108可以繼續(xù)使組件彼此固定，但可以允許零件響應(yīng)于其可能經(jīng)受的力而繞橫向軸線75和/或法向軸線80相對于彼此旋轉(zhuǎn)。GET組合件70的相應(yīng)組件可相對于彼此旋轉(zhuǎn)至零件可以在各個點(diǎn)處彼此接觸的最大旋轉(zhuǎn)位置中，從而限制進(jìn)一步的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。下面進(jìn)一步詳細(xì)討論了最大旋轉(zhuǎn)位置處的接觸點(diǎn)。
[0053]圖6至圖12展示了地面接合尖端100的一個實(shí)施例。參照圖6，所示地面接合尖端100可以包括地面接合部分110和耦合部分112。耦合部分112可以沿其縱向軸線85與地面接合部分110成相對關(guān)系?？v向軸線85可以與法向軸線80和橫向軸線75都垂直，在地面接合尖端100的長度上延行。尖端側(cè)壁113、115可以沿縱向軸線80從地面接合部分110延伸到耦合部分112。所示地面接合尖端100可以是大體上楔形的，地面接合部分110可以為最窄點(diǎn)并且可在兩個方向上沿著法向軸線80沿縱向軸線85朝向耦合部分112移動而向外展開。
[0054]通常，地面接合部分110可以為GET組合件70的一部分，其首先接觸地面或其它作業(yè)材料并且可以經(jīng)受最大磨損。在所述的時間期限內(nèi)并且隨著重復(fù)使用，地面接合部分110可能磨損。當(dāng)?shù)孛娼雍喜糠?10被磨損到一定程度，地面接合尖端100可以被替換。
[0055]參照圖7，地面接合尖端100的耦合部分112可以包括一對互鎖舌片116、117及內(nèi)表面118。內(nèi)表面118可限定凹入耦合器部分112內(nèi)部的耦合器凹槽114。耦合器凹槽114可以具有與內(nèi)腔121連通的開口 119。內(nèi)表面118限定了耦合器凹槽114，使得耦合器凹槽朝向?qū)嵸|(zhì)遠(yuǎn)離地面接合部分110的方向。耦合器凹槽114的內(nèi)表面118可包括基壁120、第一耦合器面壁122、第二耦合器面壁124以及一對側(cè)壁126、128。基壁120可大體上平坦且大體上與耦合器凹槽114的開口 119相平行?；?20可以大體背向地面接合部分110。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124以及一對側(cè)壁126、128可以都鄰近并抵靠基壁120。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124可各具有互鎖端178、179，所述互鎖端178、179沿縱向軸線85與基壁120成相對關(guān)系設(shè)置。第一耦合器面壁122可以與第二耦合器面壁124成間隔關(guān)系并且實(shí)質(zhì)上與第二耦合器面壁對稱。內(nèi)表面118可以借助包圍基壁120周緣的光滑后圓角130從基壁120過渡到第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124，并再過渡到側(cè)壁126、128。
[0056]參照圖10，第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124從基壁120延伸到耦合器凹槽114的開口 119。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124彼此可以呈間隔關(guān)系并且相對于由縱向軸線85和橫向軸線75所限定的平面是相當(dāng)大的。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124可以在側(cè)壁126、128之間沿縱向軸線85從基壁120遠(yuǎn)離地面接合部分110朝開口119延伸。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124可以沿法向軸線80在相反的方向上遠(yuǎn)離彼此展開，沿縱向軸線85從耦合器凹槽114的基壁120移動到開口 119。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124可以各具有鄰近基壁120的遠(yuǎn)端平面部分132、133和鄰近遠(yuǎn)端平面部分的彎曲部分134、135，使得遠(yuǎn)端平面部分可以設(shè)置在基壁和彎曲部分之間。在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)端平面部分132、133可以包括配合墊129。配合墊129可以為地面接合尖端100提供額外的結(jié)構(gòu)支撐并可有助于在地面接合尖端與耦合器200之間提供固定配合。如圖7和圖10中所示，配合墊129還可以覆蓋基壁120的一部分。
[0057]參照圖10，第一耦合器面壁126和第二耦合器面壁128的彎曲部分134、135中的每一者可以實(shí)質(zhì)上呈S形，并且限定一個S形曲面，其中第一凸起部分136、137鄰近遠(yuǎn)端平面部分132、133，凹陷部分138、139鄰近第一凸起部分，并且第二凸起部分140、141鄰近耦合器凹槽114的開口 119，使得凹陷部分138、139可以設(shè)置在第一凸起部分136、137與第二凸起部分140、141之間。沿橫向軸線75從剖面觀察時，例如在圖10中，第一耦合器面壁122的遠(yuǎn)端平面部分132和彎曲部分134限定