專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)器鏟斗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及機(jī)器鏟斗，更具體地涉及性能提高的機(jī)器鏟斗。
背景技術(shù)：
諸如挖掘機(jī)的機(jī)器可裝備有鏟斗以在作業(yè)地點(diǎn)執(zhí)行操作。此類(lèi)操作可包括例如穿透地下或成堆的物料以準(zhǔn)備建筑工地，將物料裝載到卡車(chē)中或運(yùn)送裝置上，在小山坡中形成切口，以及挖掘溝渠。由挖掘機(jī)操作員使用挖掘機(jī)實(shí)現(xiàn)的性能水平可至少部分地取決于鏟斗的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。使用一個(gè)鏟斗可提供的性能水平顯著不同于在使用具有一個(gè)或多個(gè)不同參數(shù)的另一鏟斗執(zhí)行類(lèi)似操作時(shí)實(shí)現(xiàn)的水平
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)器鏟斗。該機(jī)器鏟斗包括包殼(外殼，封套，wrapper)，該包殼形成用于保持物料的容器(料槽)的一部分。該包殼包括限定圓弧的彎曲的上部部分。該彎曲的上部部分圓弧可具有介于大約129.5°和130. 5°之間的中心角值(θ )。該包殼還包括限定圓弧的彎曲的下部部分。該彎曲的下部部分圓弧可具有在大約29. 5°和30. 5°之間的中心角值(0J。根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)器鏟斗。該機(jī)器鏟斗包括具有外表面的扭力管(轉(zhuǎn)矩管)。該機(jī)器鏟斗還包括聯(lián)接到扭力管的支承板。該支承板包括位于第一平面內(nèi)的底面。該機(jī)器鏟斗還包括切削刃，該切削刃包括切削刃末端。該機(jī)器鏟斗還包括在支承板與切削刃之間的包殼。該機(jī)器鏟斗還可包括在大約O. 77與O. 81之間的深度(D’ )與長(zhǎng)度(L’)的比率。長(zhǎng)度(L’)在第二平面內(nèi)從切削刃末端延伸到扭力管的外表面的一部分。外表面的該部分位于第一平面與扭力管的外表面交叉的部位。深度(D’)等于第二平面與包殼之間從第二平面大致垂直地截取的最大距離。根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)器鏟斗。該機(jī)器鏟斗包括頂部區(qū)段。該頂部區(qū)段包括支承板和聯(lián)接到該支承板的扭力管。該機(jī)器鏟斗還包括底部區(qū)段，該底部區(qū)段包括切削刃。該機(jī)器鏟斗還包括中間區(qū)段，該中間區(qū)段包括包殼。該包殼在扭力管與切削刃之間延伸。該包殼包括聯(lián)接到支承板的上部部分、聯(lián)接到切削刃的下部部分和在該上部部分與下部部分之間的彎曲的踵狀部。上部部分與下部部分之間的角度(θτ)可具有大約20°的值。該機(jī)器鏟斗還可包括在大約O. 77與O. 81之間的深度(D’)與長(zhǎng)度(L’)的比率。切削刃的末端與扭力管的外表面的一部分一該外表面的該部分位于包含支承板的底面的第一平面內(nèi)一之間的距離可限定長(zhǎng)度(L’)。包含長(zhǎng)度(L’ )的第二平面與包殼之間從第二平面大致垂直地截取的最大距離可限定深度(D’)。


圖I是包括用于確定鏟斗參數(shù)的標(biāo)記的根據(jù)本發(fā)明的鏟斗的側(cè)視圖。圖2是圖I的鏟斗側(cè)視圖的擴(kuò)大部分。
圖3是包括用于確定附加鏟斗參數(shù)的標(biāo)記的圖I的鏟斗側(cè)視圖。圖4是圖I的鏟斗的頂視圖。
具體實(shí)施例方式圖1-4示出了性能增強(qiáng)的鏟斗10。鏟斗10可以是機(jī)器(未示出)的構(gòu)件。該機(jī)器可實(shí)施為移動(dòng)式機(jī)器，例如挖掘機(jī)或任何其他機(jī)器，其可執(zhí)行與包括例如采礦、建筑、耕作或運(yùn)輸?shù)男袠I(yè)相關(guān)的操作。該機(jī)器可包括聯(lián)接到鏟斗10的連桿組件(未示出)，該連桿組件包括一個(gè)或多個(gè)支承部件和用于移動(dòng)鏟斗10以執(zhí)行包括接合、掘取、提升、運(yùn)輸、下降和傾倒物料的操作的致動(dòng)器。如圖1、3和4所示，鏟斗10包括頂部區(qū)段12、中間區(qū)段14和底部區(qū)段16。頂部區(qū)段12包括支承板18。扭力管20聯(lián)接到支承板18。例如，扭力管20的第一端部部分可 焊接至支承板18的第一端部部分，扭力管20的第二端部部分可焊接至支承板18的第二端部部分的頂面。第一鉸接板22聯(lián)接到支承板18和扭力管20，與該第一鉸接板22相似的第二鉸接板24 (圖4)聯(lián)接到支承板18和扭力管20。第一鉸接板22可包括構(gòu)造成接納機(jī)器的連桿組件的第一銷(xiāo)和第二銷(xiāo)以將鏟斗10操作性地聯(lián)接到機(jī)器的上銷(xiāo)孔26和下銷(xiāo)孔28。第二鉸接板24可包括相似的上銷(xiāo)孔和下銷(xiāo)孔。中間區(qū)段14包括包殼40，該包殼具有第一端41、聯(lián)接到支承板18的基本筆直的上部部分42、基本筆直的下部部分44、第二端47和在所述基本筆直的上部和下部部分42和44之間延伸的彎曲踵狀部46?；竟P直的下部部分44連接到底部區(qū)段16的切削刃30。例如，切削刃30可被焊接至包殼40的第二端47。切削刃30構(gòu)造成接合并穿透物料。底部區(qū)段16還可包括一個(gè)或多個(gè)齒組件32。齒組件32可聯(lián)接到切削刃30，并且每個(gè)齒組件都可包括齒34和齒保持器36。鏟斗10還包括第一側(cè)區(qū)段48(在圖4中示出，但在圖1-3中被移除以圖示鏟斗10的內(nèi)部特征結(jié)構(gòu))。第一側(cè)區(qū)段48聯(lián)接到支承板18的第一側(cè)、扭力管20、包殼40和切削刃30 ;第二側(cè)區(qū)段50聯(lián)接到支承板18的第二側(cè)、扭力管20、包殼40和切削刃30，該第二側(cè)與該第一側(cè)相反地定位。如圖1、3和4所示，第二側(cè)區(qū)段50包括側(cè)板52和側(cè)桿54。第一側(cè)區(qū)段48也包括與第二側(cè)區(qū)段50的側(cè)板52和側(cè)桿54相似的側(cè)板和側(cè)桿(圖4)。支承板18、包殼40、切削刃30、第一側(cè)區(qū)段48和第二側(cè)區(qū)段50可限定一容器56，該容器構(gòu)造成接納物料。圖1-3中確定了多個(gè)鏟斗參數(shù)。鏟斗參數(shù)包括例如末端半徑Rt、末端前角度Θ i、深度D、深度D’、長(zhǎng)度L、長(zhǎng)度L’、下包殼半徑R1、上包殼半徑R2、上半徑角度Θ 、下半徑角度Θ P鉸接支承板角度01、底板長(zhǎng)度々、底板角度0F、踵狀部半徑Rh、踵狀部半徑角度
側(cè)桿角度θ2。如圖I中所示，末端半徑Rt等于上銷(xiāo)孔26的中心與底部區(qū)段16的末端之間的距離。底部區(qū)段16的末端包括頂部區(qū)段16上最遠(yuǎn)離上銷(xiāo)孔26的點(diǎn)。底部區(qū)段16的末端可包括例如齒34的末端。末端前角度θ 等于在末端前線60和線62之間形成的角度。末端前線60從上銷(xiāo)孔26的中心延伸到底部區(qū)段16的末端，例如齒34的末端。線62從包殼40的基本筆直的下部部分44大致垂直地延伸并通過(guò)上銷(xiāo)孔26的中心。應(yīng)當(dāng)理解的是，術(shù)語(yǔ)“平面”就用于限定鏟斗10的參數(shù)的線而言可代替術(shù)語(yǔ)“線”。第一喉線(throat line) 64在切削刃30的末端與扭力管20的外表面之間延伸?？赏ㄟ^(guò)畫(huà)出從切削刃30的末端延伸到扭力管20的線來(lái)得出第一喉線64的位置，該線與扭力管20的外表面相切并終止于該相切點(diǎn)。長(zhǎng)度L等于第一喉線64的長(zhǎng)度。深度D等于從第一喉線64垂直地延伸到包殼40的最長(zhǎng)線的長(zhǎng)度。第二喉線66在切削刃40的末端與扭力管20的一部分之間延伸。扭力管20的該部分是限定支承板18的下表面的線與扭力管20的外表面的交叉點(diǎn)。長(zhǎng)度L’等于第二喉線66的長(zhǎng)度。深度D’等于從第二喉線66垂直地延伸到包殼40的最長(zhǎng)線的長(zhǎng)度。如圖3所示，彎曲踵狀部46的彎曲下部部分68在包殼40的基本筆直的下部部分44與彎曲踵狀部46的彎曲上部部分70之間延伸。彎曲下部部分68可大致為具有半徑R1 (文中稱(chēng)為下包殼半徑R1)的圓的一部分。彎曲上部部分70在包殼40的彎曲下部部分68和基本筆直的上部部分42之間延伸。彎曲上部部分70可大致為具有半徑R2 (稱(chēng)為上包殼半徑R2)的圓的一部分。下半徑角度Θ ^等于線72 (從由彎曲下部部分68限定的圓的部分的中心74延伸到彎曲下部部分68的端部100)與線78 (從中心74延伸到彎曲下部部分68的端部102)之間的角度。換言之，下半徑角度Θ,等于由彎曲下部部分68限定的圓弧的中心角。上半徑角度Θ 等于線78 (從由彎曲上部部分70限定的圓的部分的中心80延伸到彎曲上部部分70的一端98)與線82 (從中心80延伸到彎曲上部部分70的一端96)之間的角度。換言之，上半徑角度Qu等于由彎曲上部部分70限定的圓弧的中心角?；竟P直的上部部分42的第一端88與包殼40的第一端41重合?；竟P直的上部部分42的第二端90與彎曲上部部分70的第一端96重合?；竟P直的上部部分42的第二端90 (和彎曲上部部分70的第一端96)可位于當(dāng)從包殼40的第一端41移向第二端47時(shí)與包殼40的基本彎曲部分相遇的部位。應(yīng)當(dāng)理解，基本筆直的上部部分42可以略微彎曲和/或具有一個(gè)或多個(gè)略微彎曲的區(qū)域。這些略微彎曲的區(qū)域可比整個(gè)筆直區(qū)域彎曲，但彎曲度不如彎曲踵狀部46的任何區(qū)域。例如，基本筆直的上部部分42可隨著基本筆直的上部部分42過(guò)渡到彎曲上部部分70中而鄰近其第二端90包括略微彎曲的過(guò)渡區(qū)域。在這種過(guò)渡區(qū)域內(nèi)，基本筆直的上部部分42的曲率半徑在朝彎曲上部部分70移動(dòng)時(shí)減小?；竟P直的上部部分42的第二端90 (和彎曲上部部分70的第一端96)可位于基本筆直的上部部分42的曲率半徑停止減小的部位?；竟P直的下部部分44的第一端92與包殼40的第二端47重合?；竟P直的下部部分44的第二端94與彎曲下部部分68的第一端100重合?；竟P直的下部部分44的第二端94 (和彎曲下部部分68的第一端100)可位于當(dāng)從包殼40的第二端47移向第一端
41時(shí)與包殼40的大致彎曲部分相遇的部位。應(yīng)當(dāng)理解，基本筆直的下部部分44可以略微彎曲和/或具有一個(gè)或多個(gè)略微彎曲區(qū)域。這些略微彎曲區(qū)域可比筆直區(qū)域彎曲，但彎曲度不如彎曲踵狀部46的任何區(qū)域。例如，基本筆直的下部部分44可隨著基本筆直的下部部分44過(guò)渡到彎曲下部部分68中而鄰近其第二端94包括略微彎曲的過(guò)渡區(qū)域。在這種過(guò)渡區(qū)域內(nèi)，基本筆直的下部部分44的曲率半徑在朝彎曲下部部分68移動(dòng)時(shí)減小?；竟P直的下部部分44的第二端94 (和彎曲下部部分68的第一端100)可位于基本筆直的下部部分44的曲率半徑停止減小的部位。彎曲上部部分70和彎曲下部部分68的第二端98和102重合。彎曲上部部分70具有接近上包殼半徑R2的曲率半徑。彎曲下部部分68具有接近下包殼半徑R1的曲率半徑。彎曲上部部分70的第一端96可位于包殼40上當(dāng)從包殼40的、第一端41移向包殼40的第二端47時(shí)具有接近上包殼半徑R2的曲率半徑的第一點(diǎn)。彎曲下部部分68的第一端100可位于包殼40上的、當(dāng)從包殼40的第二端47移向包殼40的第一端41時(shí)具有接近下包殼半徑R1的曲率半徑的第一點(diǎn)。彎曲上部部分70的第二端98 (和彎曲下部部分68的第二端102)可位于包殼40上的、包殼40的曲率半徑從接近上包殼半徑R2變成接近下包殼半徑札的點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)理解，彎曲上部部分70和/或彎曲下部部分68的曲率半徑可略微變動(dòng)。例如，彎曲上部部分70的曲率半徑可以在彎曲上部部分70的一個(gè)區(qū)域內(nèi)為第一值，并在該彎曲上部部分70的另一個(gè)區(qū)域內(nèi)為與第一值略微不同的第二值。類(lèi)似地，也可設(shè)想彎曲下部部分68的曲率半徑可以在彎曲下部部分68的一個(gè)區(qū)域內(nèi)具有第一值，并且在彎曲下部部分68的另一個(gè)區(qū)域內(nèi)具有與第一值略微不同的第二值。例如，彎曲上部部分70可包括鄰近其第二端98的過(guò)渡區(qū)域，其中彎曲上部部分70向彎曲下部部分68過(guò)渡，并且彎曲下部
部分68可包括其第二端102的過(guò)渡區(qū)域，其中彎曲下部部分68向彎曲上部部分70過(guò)渡。在彎曲上部部分70的過(guò)渡區(qū)域內(nèi)，彎曲上部部分70的曲率半徑沿彎曲下部部分68的方向略微增大。在彎曲下部部分68的過(guò)渡區(qū)域內(nèi)，彎曲下部部分68的曲率半徑沿彎曲上部部分70的方向略微減小。彎曲上部部分70的第二端98和彎曲下部部分68的第二端102可例如位于彎曲踵狀部46上的具有在彎曲上部部分70 (其過(guò)渡區(qū)域的外部)的曲率半徑與彎曲下部部分68 (其過(guò)渡區(qū)域的外部)的曲率半徑的中間的曲率半徑的點(diǎn)處。參照?qǐng)D1，鉸接支承板角度θ τ可等于切削刃30的頂面與支承板18的底面之間的角度。另外或可選擇地，鉸接支承板角度θτ可等于包殼40的基本筆直的上部部分42和下部部分44之間的角度。底板長(zhǎng)度A等于包殼40的基本筆直的下部部分44的長(zhǎng)度。底板角度Θ F等于在上銷(xiāo)孔26的中心與包殼40的基本筆直的下部部分44與彎曲下部部分68交匯的點(diǎn)之間延伸的線62和84之間的角度。踵狀部半徑Rh等于上銷(xiāo)孔26的中心與包殼40之間沿線86的距離?？赏ㄟ^(guò)使線84逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)直到線84到達(dá)其大致從垂直地在旋轉(zhuǎn)后的線84與包殼40交匯的點(diǎn)與包殼40的表面相切的線的點(diǎn)來(lái)得出線86。踵狀部半徑角度ΘΗ等于線62與線86之間的角度。側(cè)桿角度θ2在圖2中示出。側(cè)桿角度θ2等于切削刃30的頂面31與側(cè)桿54的下邊緣部分55之間的角度。下面描述鏟斗10的示例。示例 I纟產(chǎn)斗10可具有如下值大約1，570mm的末端半徑Rt、大約35°的末端前角度Θ:、大約940mm的深度D、大約1，326mm的長(zhǎng)度L、大約O. 709的比率D/L、大約920mm的深度D’、大約1，189mm的長(zhǎng)度L’、大約O. 774的比率D’ /L’、大約985mm的下包殼半徑R1、大約370mm的上包殼半徑R2、大約O. 38的半徑比率R2ZiR1、大約130° ±0.5°的上半徑角度Θ 、大約30° ±0.5°的下半徑角度θ ,、大約20°的鉸接支承板角度θτ、大約354mm的底板長(zhǎng)度A、大約2°的底板角度Θ F、大約1，246mm的踵狀部半徑RH、大約O. 79的比率RH/RT、大約10. 34°的踵狀部半徑角度θ η以及大約45°的側(cè)桿角度θ2。
示例 2纟產(chǎn)斗10可具有如下值大約1，650mm的末端半徑Rt、大約35°的末端前角度Θ:、大約985mm的深度D、大約1，370mm的長(zhǎng)度L、大約O. 719的比率D/L、大約968mm的深度D’、大約1，248mm的長(zhǎng)度L’、大約O. 775的比率D’ /L’、大約1，070mm的下包殼半徑R1、大約390mm的上包殼半徑R2、大約O. 36的半徑比率R2ZiR1、大約130° ±0.5°的上半徑角度Θ 、大約30° ±0.5°的下半徑角度V、大約20°的鉸接支承板角度θτ、大約362mm的底板長(zhǎng)度A、大約I. 98°的底板角度Θ F、大約1，303mm的踵狀部半徑RH、大約O. 79的比率RH/RT、大約12. 26°的踵狀部半徑角度θ η以及大約45°的側(cè)桿角度θ2。示例 3鏟斗10可具有如下值大約1，779mm的末端半徑Rt、大約35°的末端前角度Θ ^大約1，053mm的深度D、大約1，464mm的長(zhǎng)度L、大約O. 719的比率D/L、大約1，034mm的深度D’、大約1，334mm的長(zhǎng)度L’、大約O. 775的比率D’ /L’、大約1，200mm的下包殼半徑R1、大 約400mm的上包殼半徑R2、大約O. 33的半徑比率R2A1、大約130° ±0. 5°的上半徑角度Qu、大約30° ±0.5°的下半徑角度V、大約20°的鉸接支承板角度θτ、大約366mm的底板長(zhǎng)度A、大約I. 2。的底板角度Θ F、大約1，394mm的踵狀部半徑RH、大約O. 78的比率Rh/Rt、大約10.16°的踵狀部半徑角度ΘΗ和大約45°的側(cè)桿角度θ2。示例 4纟產(chǎn)斗10可具有如下值大約1，865mm的末端半徑Rt、大約35°的末端前角度Θ:、大約1，162mm的深度D、大約1，578mm的長(zhǎng)度L、大約O. 737的比率D/L、大約1，134mm的深度D’、大約1，404mm的長(zhǎng)度L’、大約O. 808的比率D’ /L’、大約1，375mm的下包殼半徑R1、大約391mm的上包殼半徑R2、大約O. 28的半徑比率R2A1、大約130° ±0. 5°的上半徑角度Qu、大約30° ±0.5°的下半徑角度V、大約20°的鉸接支承板角度θτ、大約383mm的底板長(zhǎng)度A、大約2°的底板角度Θ F、大約1，482mm的踵狀部半徑RH、大約O. 79的比率RH/RT、大約30. 14°的踵狀部半徑角度ΘΗ和大約45°的側(cè)桿角度θ2。示例5纟產(chǎn)斗10可具有如下值大約2，056mm的末端半徑Rt、大約35°的末端前角度Θ:、大約1，256mm的深度D、大約1，749mm的長(zhǎng)度L、大約O. 718的比率D/L、大約1，220mm的深度D’、大約1，543mm的長(zhǎng)度L’、大約O. 790的比率D’ /L’、大約1，460mm的下包殼半徑R1、大約450mm的上包殼半徑R2、大約O. 31的半徑比率R2A1、大約130° ±0. 5°的上半徑角度Qu、大約30° ±0.5°的下半徑角度V、大約20°的鉸接支承板角度θτ、大約445mm的底板長(zhǎng)度A、大約I. 98°的底板角度Θ F、大約1，607mm的踵狀部半徑RH、大約O. 78的比率Rh/Rt、大約28. 62°的踵狀部半徑角度ΘΗ和大約49°的側(cè)桿角度Θ 2。上述鏟斗10的示例具備性能增強(qiáng)的幾何形狀。示例之間的差別論證了可設(shè)想鏟斗參數(shù)的值的一些可變性。例如，值可根據(jù)鏟斗10的期望總體尺寸和/或與用于將鏟斗10聯(lián)接到機(jī)器的連桿組件相關(guān)的參數(shù)而變化。工業(yè)適用件鏟斗10的性能增強(qiáng)特性可歸因于其參數(shù)的值。鏟斗10的參數(shù)在圖1-3中確定。例如，鏟斗10可具有大約35°的末端前角度值0 i的值。該末端前角度Θ i的值可為機(jī)器操作人員提供通向鏟斗10的底部區(qū)段16、例如聯(lián)接到鏟斗10的切削刃30的齒34的末端的視線。當(dāng)機(jī)器操作人員使用鏟斗10移動(dòng)物料時(shí)，通過(guò)大約35°的末端前角度值Q1提供的視線可為機(jī)器操作人員提供精確地移動(dòng)和放置鏟斗10的能力。因此，可避免不必要的鏟斗移動(dòng)，例如當(dāng)鏟斗10已被意外放置成離開(kāi)目標(biāo)位置時(shí)使鏟斗10到達(dá)目標(biāo)位置所需的移動(dòng)。因此，可更快地執(zhí)行操作，并且可減小每單位燃料移動(dòng)的物料的量，從而獲得成本節(jié)省。此外，大約35°的末端前角度值Q1可為機(jī)器操作人員提供通向鏟斗10的容器56的至少一部分中的視線。這可為機(jī)器操作人員提供在裝料過(guò)程中目視判斷鏟斗10是已裝滿物料還是仍具有物料容量的能力。因此，可避免機(jī)器操作人員將時(shí)間浪費(fèi)到試圖用更多物料填充已裝滿的鏟斗或者使用僅部分充裝的鏟斗來(lái)執(zhí)行操作。相應(yīng)地，通過(guò)使用鏟斗10，循環(huán)時(shí)間可減少，可節(jié)省燃料，并且可降低總成本。鏟斗10可具有產(chǎn)生在大約O. 77至0.81的范圍內(nèi)的比率D’/L’的深度D’和長(zhǎng)度L’的值。維持D’/L’的該比率確保了深度D’和長(zhǎng)度L’彼此成比例。該比例性實(shí)現(xiàn)了兩種考慮之間的平衡。第一考慮是物料進(jìn)入鏟斗10和從鏟斗10離開(kāi)的容易性，第二考慮是每 個(gè)循環(huán)可以裝載到鏟斗10中的物料的量。如果一個(gè)鏟斗由于深度D’相對(duì)于長(zhǎng)度L’過(guò)大(或者長(zhǎng)度L’相對(duì)于深度D’過(guò)小)而具有超過(guò)期望范圍的D’/L’的比率，則該鏟斗可具有充分的容量，但可能低效地操作。其原因之一是，如果該鏟斗的長(zhǎng)度L’小于長(zhǎng)度10的長(zhǎng)度L’，則物料進(jìn)出該鏟斗的開(kāi)口將小于物料進(jìn)出鏟斗10的開(kāi)口。較小的開(kāi)口使得該鏟斗比鏟斗10更難以裝卸。此外，如果該鏟斗的深度D’大于鏟斗10的深度D’，則進(jìn)入該鏟斗的物料在充裝過(guò)程中在到達(dá)該鏟斗的后部前必須移過(guò)比對(duì)于鏟斗10而言的情形大的距離，并且在傾倒過(guò)程中也必須移過(guò)該較大的距離。物料進(jìn)入和離開(kāi)鏟斗10的增加的行程時(shí)間可增加循環(huán)時(shí)間。如果一個(gè)鏟斗具有由于深度D’相對(duì)于長(zhǎng)度L’過(guò)小(或者長(zhǎng)度L’相對(duì)于深度D’過(guò)大)而落在O. 77至O. 81的期望范圍以下的D’ /L’的比率的值，則鏟斗可快速地裝卸，但在容量方面可能不足。該鏟斗可由于與具有比較大的長(zhǎng)度L’相關(guān)的孔口的尺寸而比鏟斗10更易于傾倒和裝載，但由于與具有比較小的深度D’相關(guān)的減小的容量，使用該鏟斗對(duì)于每一次經(jīng)過(guò)而言將傾倒和裝載比使用鏟斗10少的物料。通過(guò)將D’/L’的比率的值保持在
O.77至O. 81的期望范圍內(nèi)，對(duì)于鏟斗10而言可存在裝載和傾倒的容易性與鏟斗容量之間的平衡，從而有助于避免上述低效。鏟斗10的上半徑角度Θ u可具有在大約130° ±0.5°的范圍內(nèi)的值。具有在期望范圍內(nèi)的上半徑角度θ 為鏟斗10提供了在鏟斗10的移動(dòng)過(guò)程中在鏟斗10的包殼40的外表面與鏟斗10所接合的物料之間產(chǎn)生空隙的彎曲側(cè)面輪廓。該空隙可有助于減少包殼40的外表面的磨損。在不具有該空隙的情況下，包殼40將更頻繁地和/或以更大的力刮擦物料，從而加速磨損。維持在大約O. 78至O. 79之間的踵狀部半徑Rh與末端半徑Rt的比率的值也可幫助確保提供該空隙，從而減少磨損。為鏟斗10提供在大約30° ±0.5°的下半徑角度V的值有助于確保，鏟斗10不會(huì)為了在包殼40的外表面與鏟斗10所接合的物料之間提供空隙而犧牲容量。例如，如果鏟斗的上半徑角度θ 增大超出期望范圍，和/或鏟斗的下半徑角度Θ,減小到期望范圍以下，則鏟斗的容器可變得越來(lái)越緊，從而減小了鏟斗保持物料的容量，并且使裝載和傾倒鏟斗更困難。如果鏟斗的下半徑角度ej曾大超出期望范圍，和/或鏟斗的上半徑角度Qu減小到期望范圍以下，則鏟斗的容量可增大，但包殼40的外表面與物料之間的空隙可能減小，從而增加鏟斗10的磨損。將上半徑角度θ 和下半徑角度Θ,的值保持在它們的期望范圍內(nèi)可使伊斗容量與伊斗空隙平衡。鏟斗10可具有在大約O. 28與O. 38之間的上包殼半徑R2與下包殼半徑R1的比率的值。維持期望比率確保了下包殼半徑R1和上包殼半徑R2彼此成比例。該比例性有助于確保鏟斗10具有帶上述空隙的形狀，鏟斗10具有足以減少物料溢出的深度，并且鏟斗10的切削刃30可定位成有效地穿透物料而不會(huì)在接合物料時(shí)在切削刃30的頂面和底面上產(chǎn)生達(dá)到可導(dǎo)致機(jī)器10失速、妨礙鏟斗10移向其期望位置、使機(jī)器10失去平衡或?qū)е氯魏纹渌托У乃降牧ΑｇP斗10可具有大約20°的鉸接支承板角度θτ的值。鏟斗的鉸接支承板角度可對(duì)其容量和其鉸接強(qiáng)度(例如，其鉸接板、扭力管和支承板的強(qiáng)度)有作用。如果鏟斗的鉸接支承板角度θ τ小于期望值，則鏟斗的鉸接強(qiáng)度可升高，但鏟斗的容量可能減小，從而減小可以裝入鏟斗中的物料的量。如果鏟斗的鉸接支承板角度θτ大于期望值，則鏟斗的容量可能是可接受的，但鏟斗的鉸接強(qiáng)度可能削弱。通過(guò)為鏟斗10提供大約20°的鉸接支承板角度θ τ的值，在鏟斗容量與鉸接強(qiáng)度之間實(shí)現(xiàn)了平衡，該平衡確保了鏟斗10能夠物理 地處理在操作過(guò)程中施加在其上的力，并且仍具有有效地移動(dòng)物料的容量。鏟斗10也可具有大約45°的側(cè)桿角度θ2。提供大約45°的側(cè)桿角度θ2可幫助提高鏟斗10穿透物料的能力，同時(shí)確保鏟斗容量將不必按照ISO標(biāo)準(zhǔn)降低等級(jí)。例如，如果側(cè)桿角度θ2減小到大約45°以下，則這種改變可允許鏟斗10更容易穿透物料。然而，這種改變還可能要求鏟斗10按照在為鏟斗容量確定等級(jí)時(shí)考慮側(cè)桿角度Θ 2的ISO標(biāo)準(zhǔn)降低等級(jí)。另一方面，如果側(cè)桿角度θ2增大到45°以上，則這種改變可能使鏟斗10更難穿透物料，這可能危害效率。大約45°的側(cè)桿角度θ2確保了鏟斗10不會(huì)降低等級(jí)，并且將鏟斗10的側(cè)桿53和54配置成使得它們可以有效地穿透物料?？蛇x擇地，如果其他鏟斗參數(shù)具有使大約49°的側(cè)桿角度92是用于確保鏟斗10不會(huì)降低等級(jí)并且可以有效地穿透物料的適當(dāng)值的值，則鏟斗10可具有大約49°的側(cè)桿角度θ2的值，同時(shí)仍實(shí)現(xiàn)以上概述的益處。鏟斗10也可具有在大約I. 2°與2°之間的底板角度Θ F的值。將鏟斗10變更為具有超過(guò)期望范圍的底板角度9 可為鏟斗10提供增大的容量，但可減小包殼40的外表面與鏟斗10所接合的物料之間的一些空隙。這種空隙的減小可能使得更難卷曲鏟斗10，并且可加速鏟斗10上的磨損。相反地，將鏟斗10變更為具有低于期望范圍的底板角度θρ可減小鏟斗10的容量，從而允許每循環(huán)移動(dòng)較少的物料，但也可在包殼40與物料之間提供另外的空隙。將底板角度θρ保持在期望范圍內(nèi)可在包殼10的外表面之間提供空隙而不犧牲容量。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將顯而易見(jiàn)的是，在不偏離本發(fā)明的范圍的前提下，可以在所披露的鏟斗中作出各種改型和變型。另外，根據(jù)本說(shuō)明書(shū)，所披露的鏟斗的其他實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的。應(yīng)認(rèn)為本說(shuō)明書(shū)和示例只是示例性的，本發(fā)明的真實(shí)范圍由下文的權(quán)利要求及其等效方案指出。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器鏟斗(10)，包括 包殼(40),該包殼形成用于保持物料的容器(56)的一部分,該包殼包括 彎曲上部部分(70)，它限定具有在大約129. 5°與130.5°之間的中心角值(Θ )的圓弧，以及 彎曲下部部分(68)，它限定具有在大約29.5°與30. 5°之間的中心角值(Θ J的圓弧。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器鏟斗(10)，其特征在于，所述彎曲上部部分(70)具有接近曲率半徑R2的曲率半徑，所述彎曲下部部分(68)具有接近曲率半徑R1的曲率半徑，該曲率半徑R1與該曲率半徑R2不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器鏟斗(10)，其特征在于，所述曲率半徑R2與所述曲率半徑R1的比率具有在大約O. 28與O. 38之間的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器鏟斗(10)，還包括 聯(lián)接到所述包殼(40)的第一端部部分上的支承板(18)，所述支承板包括位于第一平面內(nèi)的底面； 聯(lián)接到所述支承板的頂面上的扭力管(20);以及 聯(lián)接到所述包殼的第二端部部分上的切削刃(30)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器鏟斗(10)，其特征在于，所述包殼(40)的第一端部部分與所述包殼的第二端部部分之間的角度(θτ)具有大約20°的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器鏟斗(10)，還包括 聯(lián)接到所述扭力管(20)上的鉸接板(22，24)，所述鉸接板包括上銷(xiāo)孔(26)和下銷(xiāo)孔(28);以及 聯(lián)接到所述切削刃(30)上的齒組件(32)，所述齒組件具有齒末端； 其特征在于，第二平面從所述齒末端延伸到所述上銷(xiāo)孔的中心，第三平面從所述包殼(40)基本垂直地延伸到所述上銷(xiāo)孔的中心，所述第二平面與所述第三平面之間的角度(Θ P具有大約35°的值。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器鏟斗(10)，還包括 側(cè)區(qū)段(48，50 )，該側(cè)區(qū)段包括側(cè)板(51，52 )和側(cè)桿(53，54)，該側(cè)桿包括邊緣(55 )，其中，所述切削刃(30)的頂面與所述側(cè)桿的所述邊緣的至少一部分之間的角度(Θ 2)具有大約45°和49°之一的值。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器鏟斗(10)，其特征在于，第二平面穿過(guò)所述切削刃(30)的末端延伸到所述扭力管(20)的外表面的位于所述第一平面內(nèi)的部分，并且所述第二平面與所述包殼(40)之間從所述第二平面到所述包殼垂直地截取的最大距離(D’ )與所述切削刃的末端與所述扭力管的外表面沿所述第二平面的部分之間的長(zhǎng)度(L’ )的比率具有在大約O. 77與O. 81之間的值。
全文摘要
一種機(jī)器鏟斗(10)可以包括包殼(40)。該包殼可形成用于保持物料的容器(56)的一部分。該包殼可包括限定圓弧的彎曲上部部分(70)。該彎曲上部部分可具有在大約129.5°與130.5°之間的中心角值(θU)。該包殼還可包括限定圓弧的彎曲下部部分(68)。該彎曲下部部分可具有在大約29.5°與30.5°之間的中心角值(θL)。
文檔編號(hào)E02F3/40GK102947511SQ201180031656
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者J·D·弗克茨, S·L·麥克萊倫 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司