增強(qiáng)了緊縮的聯(lián)接組件的制作方法
【專利說(shuō)明】增強(qiáng)了緊縮的聯(lián)接組件
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年4月15日、國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2011/032634、國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?01180028911.X、名稱為“增強(qiáng)了緊縮的聯(lián)接組件”的進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的國(guó)際申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]本申請(qǐng)要求于2010年4月20日提交的題為“Pivoting and Re leasableWedge-Type Coupling Assemblies”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/326，155的優(yōu)先權(quán)。該在先優(yōu)先申請(qǐng)通過(guò)參考被整體包含于本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用于將可分離零件可拆卸地固定在一起、特別是用于將挖掘設(shè)備等的磨損組件的部件固定在一起的聯(lián)接組件。本發(fā)明的一般領(lǐng)域與例如俄勒網(wǎng)州波特蘭市的ESC0公司所擁有的美國(guó)專利N0.7，174，661和7，730, 652中所描述的那些相同或相似。這些在先ESC0專利通過(guò)參考被整體包含于本文。
【背景技術(shù)】
[0004]挖掘設(shè)備通常包括各種磨損件，以保護(hù)下面的產(chǎn)品不受過(guò)早磨損。該磨損件可簡(jiǎn)單地用作保護(hù)器(例如，磨損帽)，或者可具有另外的功能(例如，挖掘齒，用于破壞鏟斗前面的地面以及保護(hù)下面的挖掘邊緣)。在任一情形下，都期望將磨損件牢固地保持在挖掘設(shè)備上，以防止使用期間遺失，并且在磨損時(shí)能夠被拆除和更換。為了最小化設(shè)備停機(jī)時(shí)間，期望能夠在現(xiàn)場(chǎng)方便快速地更換磨損了的磨損件。磨損件通常由三個(gè)(或更多)部件形成，以努力最小化由于磨損而必須要更換的材料量。由此，磨損件通常包括固定至挖掘設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu)、安裝至該支撐結(jié)構(gòu)的磨損構(gòu)件、以及將該磨損構(gòu)件保持至支撐結(jié)構(gòu)的鎖件。
[0005]例如，挖掘齒包括作為支撐結(jié)構(gòu)的接合器、作為磨損構(gòu)件的齒尖或齒梢、以及將所述齒尖保持至所述接合器的鎖件或保持件。所述接合器被固定至挖掘鏟斗的前挖掘邊緣，并包括向前突起以限定用于所述齒尖的安裝件的鼻部。所述接合器可為單一整體構(gòu)件，或者可由組裝在一起的多個(gè)部件組成。所述齒尖包括前挖掘端和接收接合器鼻部的向后敞開(kāi)插口。所述鎖件插入該組件，以可拆卸地將所述齒尖保持至所述接合器。
[0006]用于挖掘齒的鎖件通常為細(xì)長(zhǎng)銷構(gòu)件，其配合進(jìn)由接合器和齒尖共同限定的開(kāi)孔中。該開(kāi)孔可沿著接合器鼻部的側(cè)部限定，如美國(guó)專利N0.5，469，648中那樣，或者被限定通過(guò)鼻部，如美國(guó)專利N0.5，068，986中那樣。在任一情形下，通過(guò)使用錘子插入和拆卸所述鎖件。鎖件的這種錘擊是辛苦的工作，并且具有傷害操作者的風(fēng)險(xiǎn)。
[0007]所述鎖件通常被緊密地接收在通道中，以努力防止使用期間鎖件的射出和相伴的齒尖的遺失。這種緊密配合會(huì)受齒尖和接合器中限定用于鎖件的開(kāi)孔的部分未對(duì)齊的孔、所述開(kāi)孔或銷中所含的橡膠構(gòu)件、和/或鎖件與所述開(kāi)孔之間緊密尺寸的影響。然而，如所清楚的，所述開(kāi)孔中接收鎖件的緊密度的提升加重了將鎖件錘進(jìn)和錘出所述組件相關(guān)的難度和風(fēng)險(xiǎn)。
[0008]所述鎖件還常常缺少將所述齒尖充分地緊固至接合器的能力。盡管已經(jīng)在先前的鎖緊系統(tǒng)中設(shè)置橡膠構(gòu)件以提供將磨損構(gòu)件一定程度地緊固至支撐結(jié)構(gòu)，但是由于使用期間當(dāng)所述齒在負(fù)載下時(shí)所述橡膠缺少確保緊密配合所需的強(qiáng)度，其具有僅提供有限效果的趨勢(shì)。大多鎖件還無(wú)法提供隨著零件變磨損重新緊固的任何能力。由此，隨著零件磨損和緊密度降低，齒中使用的許多鎖件容易遺失。提供緊縮或被重新緊固能力的現(xiàn)有鎖件往往依賴于螺紋或楔塊，這常常受到拆卸困難和/或安全問(wèn)題的困擾。
[0009]鎖緊布置的缺點(diǎn)并非全然局限于將尖物安裝在接合器上。在另一實(shí)例中，接合器為安裝在挖掘鏟斗的限定了接合器支撐結(jié)構(gòu)的唇部上的磨損構(gòu)件。盡管所述尖物經(jīng)歷系統(tǒng)中的大多磨損，但是接合器也會(huì)磨損，隨著時(shí)間需要更換。接合器一般機(jī)械地連接至鏟斗唇部，以便允許使用更硬的鋼材，和適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)更換。一種常用的方法是使用Whisler型接合器，例如美國(guó)專利N0.3，121,289中所公開(kāi)的(見(jiàn)圖8)。在傳統(tǒng)的Whisler系統(tǒng)中，接合器形成有跨越鏟斗唇部的雙叉腿。接合器腿和鏟斗唇部形成有對(duì)齊以便接收鎖件的開(kāi)孔。處于該環(huán)境的鎖件包括通常為C形的卷盤(pán)和楔塊。卷盤(pán)的臂疊在接合器腿后端的斜面上。腿上的斜面和臂的內(nèi)表面各自向后傾斜并遠(yuǎn)離所述唇部。然后將楔塊錘入對(duì)齊的開(kāi)孔，以強(qiáng)制所述卷盤(pán)向后。卷盤(pán)的該向后移動(dòng)引起所述臂將接合器腿緊緊地夾在所述唇部上，防止使用期間接合器的移動(dòng)或松開(kāi)。
[0010]然而，Whisler型鎖件中楔塊進(jìn)出開(kāi)孔的錘擊往往困難并具有潛在的危險(xiǎn)。由于鏟斗通常必須翻起以提供用來(lái)將楔塊移出組件的通道，所以拆卸特別困難。在鏟斗的該取向下，工人必須從鏟斗下方接近開(kāi)孔，使用大錘將楔塊向上驅(qū)動(dòng)。在大型鏟斗情形下，其風(fēng)險(xiǎn)尤其明顯。并且，因?yàn)樾▔K在維護(hù)期間會(huì)彈出，所以通常將楔塊點(diǎn)焊到其相應(yīng)的卷盤(pán)上，這排除了所有的重新緊固，使得楔塊的拆卸更加困難。
[0011]在許多組件中，其它因素進(jìn)一步增加了在需要更換磨損構(gòu)件時(shí)移除和插入鎖件的困難。例如，相鄰部件的接近，例如橫向插入的鎖件(參見(jiàn)例如美國(guó)專利N0.4，326，348)中的，會(huì)制造將鎖件錘入或錘出組件的困難。粉塵也會(huì)在接收鎖件的開(kāi)孔中變得壓緊，使得接近和拆卸所述鎖件困難。
[0012]已經(jīng)進(jìn)行了一些努力以生產(chǎn)用在挖掘設(shè)備中的非錘擊性鎖件。例如，美國(guó)專利N0.5，784，813和5，868，518公開(kāi)了用于將尖物固定至接合器的螺釘驅(qū)動(dòng)楔塊式鎖件，美國(guó)專利N0.4，433，496和5，964，547公開(kāi)了用于將接合器固定至鏟斗的螺釘驅(qū)動(dòng)式楔塊。盡管這些裝置消除了對(duì)錘擊的需要，但是它們每個(gè)都需要許多零件，因此增加了鎖件的復(fù)雜度和成本。由于粉塵增加了與螺紋連接的摩擦和干涉，所以粉塵的進(jìn)入也使得拆卸困難。此夕卜，在使用標(biāo)準(zhǔn)螺紋時(shí)，粉塵會(huì)逐漸積聚，變得“膠結(jié)”在螺紋周圍，由于會(huì)腐蝕和損壞螺紋，所以使得螺栓的旋轉(zhuǎn)和零件的松開(kāi)極度困難。
[0013]美國(guó)專利N0.6，986，216、美國(guó)專利N0.7，174，661和美國(guó)專利N0.7，730，652公開(kāi)了用于磨損組件的依靠螺紋楔塊的鎖件布置，所述螺紋楔塊接合卷盤(pán)或磨損構(gòu)件上的螺紋構(gòu)造，并被旋轉(zhuǎn)以將楔塊驅(qū)進(jìn)或驅(qū)出開(kāi)孔。這些系統(tǒng)需要最低限度的部件，消除了錘擊，并減輕與現(xiàn)有系統(tǒng)相關(guān)的拆卸問(wèn)題。但是，它們?nèi)鄙偬峁┏浞值木o縮以確保與所述唇部或其它支撐結(jié)構(gòu)緊密配合、或者在發(fā)生磨損之后有效重新緊固的能力。
[0014]通常，在采礦作業(yè)中，大多土方機(jī)械(例如大型索鏟或吊斗鏟)可具有專用于機(jī)械的多達(dá)三個(gè)鏟斗。這些鏟斗包括活躍地用在機(jī)械上的一個(gè)鏟斗、已經(jīng)從機(jī)械上卸下并處于改造廠的一個(gè)鏟斗(例如，以拆下多個(gè)磨損構(gòu)件且使用新的磨損構(gòu)件更換，并改造用于齒基和護(hù)罩配合區(qū)域的唇部)、以及一個(gè)“備用”鏟斗。備用鏟斗為新的或者已經(jīng)通過(guò)改造程序并準(zhǔn)備返回工作的鏟斗。因?yàn)殓P斗改造需要月余時(shí)間完成，所以需要備用鏟斗。其可用在預(yù)定的維護(hù)循環(huán)中，如在機(jī)械上的鏟斗出現(xiàn)重大故障時(shí)會(huì)發(fā)生的。因?yàn)楦脑爝^(guò)程耗時(shí)很長(zhǎng)，所以采礦無(wú)法承擔(dān)在緊急情況下沒(méi)有可用來(lái)安裝在機(jī)械上的鏟斗。停機(jī)及相關(guān)的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的。
[0015]盡管更大型的采礦作業(yè)(例如包括多個(gè)索鏟和/或吊斗鏟機(jī))可能不具有專用于各機(jī)械的三個(gè)鏟斗，但是如果需要，該作業(yè)仍通常具有足量的可用備用鏟斗，以防止過(guò)多的停機(jī)時(shí)間(即，避免在等待鏟斗改造工作完成時(shí)具有無(wú)法操作的機(jī)械)。對(duì)大量備用鏟斗的需求表示了采礦作業(yè)的巨大成本。
[0016]因?yàn)榇讲扛脑焱鶠殓P斗改造程序的最耗時(shí)部分，通過(guò)延長(zhǎng)改造之間的時(shí)間來(lái)降低改造數(shù)量會(huì)是巨大的節(jié)約。這種對(duì)鏟斗的唇部或其它部分的改造的數(shù)量或頻率的降低會(huì)節(jié)省終端用戶執(zhí)行這些改造所需的金錢和時(shí)間，并避免因?qū)⑼诰蜱P斗從機(jī)械卸下或在移動(dòng)材料中不可用相關(guān)的停機(jī)。就更少庫(kù)存的更換鏟斗、做這些改造需要更少的焊接機(jī)、以及更方便操作且在更方便操作時(shí)可變化的更寬容的系統(tǒng)而言，減少唇部改造的數(shù)量會(huì)造成巨大的節(jié)約。
[0017]由于使用期間鏟斗唇部經(jīng)受相當(dāng)?shù)臑E用并處于相當(dāng)大的載荷下，所以需要保持其強(qiáng)度和完整性以避免失效。當(dāng)唇部上的焊接將唇部的導(dǎo)緣改造成其原始形式時(shí)，如果未正確地進(jìn)行也會(huì)對(duì)唇部造成風(fēng)險(xiǎn)。唇部必須預(yù)熱，必須非常仔細(xì)地接著焊接程序，以避免產(chǎn)生裂縫。裂縫的唇部需要將鏟斗從機(jī)械拆下并維修。然而，如果不經(jīng)常需要焊接維修唇部，那么就減少或限制了一種可能的失效模式，從而最小化了唇部裂縫或失效的機(jī)會(huì)。
[0018]影響需要維修或改造鏟斗上的唇部的一個(gè)因素與用于將磨損構(gòu)件聯(lián)接至唇部的系統(tǒng)是否能夠?qū)⒘慵喂痰亟雍显谝黄鹩嘘P(guān)。該聯(lián)接系統(tǒng)必須能夠?qū)⒛p構(gòu)件相對(duì)于唇部移動(dòng)足夠的距離，以將磨損構(gòu)件座落至唇部上。該移動(dòng)量稱為“緊縮(take up)”(例如，聯(lián)接系統(tǒng)必須將磨損構(gòu)件相對(duì)于唇部移動(dòng)充足的距離，以“緊縮”磨損構(gòu)件與唇部之間的任何間隙或距離)。如果聯(lián)接系統(tǒng)僅能將磨損構(gòu)件相對(duì)于唇部移動(dòng)一小段距離，那么聯(lián)接系統(tǒng)具有小的緊縮能力，在這種系統(tǒng)中，采礦操作員被迫更加頻繁地改造唇部(以確保聯(lián)接系統(tǒng)將具有充足的緊縮，以移動(dòng)磨損構(gòu)件，并將其牢固地保持在唇部上)。對(duì)于具有小量可用緊縮的聯(lián)接系統(tǒng)，唇部改造也必須相對(duì)精確，以確保聯(lián)接系統(tǒng)能夠移動(dòng)磨損構(gòu)件并將其固定在唇部上。具有不被牢固保持在支撐結(jié)構(gòu)上的磨損構(gòu)件的系統(tǒng)往往會(huì)遭受更大的磨損，更易遺失磨損構(gòu)件。盡管唇部的過(guò)早磨損是主要問(wèn)題，但是其它支撐結(jié)構(gòu)如接合器的過(guò)早磨損也會(huì)因更頻繁更換增加停機(jī)時(shí)間和成本。
[0019]因此，在采礦和建筑行業(yè)中，對(duì)用于將磨損構(gòu)件固定至鏟斗的挖掘邊緣的可拆聯(lián)接系統(tǒng)的改進(jìn)是受歡迎的。仍需要安裝和拆卸方便安全、使用可靠、能夠充分地緊縮、鏟斗改造之間允許更長(zhǎng)的時(shí)間周期、在各種零件的制造過(guò)程中允許更大范圍的尺寸公差、以及導(dǎo)致更少的機(jī)械停機(jī)時(shí)間的聯(lián)接系統(tǒng)。這種改進(jìn)通過(guò)降低對(duì)備用鏟斗的需求和與改造鏟斗挖掘邊緣相關(guān)的花費(fèi)而使得成本降低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0020]本發(fā)明涉及改進(jìn)的組件，其中可分開(kāi)的零件以牢固、方便和可靠的方式被可拆卸地保持在一起。本發(fā)明對(duì)于將磨損構(gòu)件固定至與挖掘設(shè)備和挖掘操作相關(guān)的支撐結(jié)構(gòu)上特別有用。本發(fā)明的聯(lián)接組件易于使用、可重復(fù)使用、被牢固地保持在磨損組件中，并操作成將磨損構(gòu)件有效地緊固在支撐結(jié)構(gòu)上。
[0021]本發(fā)明的一方面涉及一種用于將磨損構(gòu)件固定至支撐結(jié)構(gòu)的鎖件，包括楔塊和卷盤(pán)，其中所述卷盤(pán)繞所述支撐結(jié)構(gòu)上的支點(diǎn)樞轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)，以在所述楔塊被驅(qū)進(jìn)所述組件中時(shí)，緊固并牢固地保持所述磨損構(gòu)件到所述支撐結(jié)構(gòu)上。與現(xiàn)有技術(shù)中卷盤(pán)的向后平移不同，所述卷盤(pán)的樞轉(zhuǎn)提供了增強(qiáng)的緊縮，從而甚至在下方支撐結(jié)構(gòu)的相當(dāng)大的磨損之后也確保緊密配合。本發(fā)明允許磨損構(gòu)件的有效重新緊固，并允許在接合零件之間使用更大的制造公差。該增強(qiáng)的緊縮允許唇部前緣以及所有其它部件在需要改造之前具有更長(zhǎng)的壽命，從而因降低了與經(jīng)濟(jì)損失相關(guān)的鏟斗存貨、勞動(dòng)力成本和/或設(shè)備停機(jī)而導(dǎo)致成本降低。此外，優(yōu)選在無(wú)錘鎖件中實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的緊縮，以增強(qiáng)安全性。
[0022]本發(fā)明的其它方面涉及聯(lián)接組件，其中在比較緊湊和內(nèi)含鎖件中(S卩，所述鎖件可完全或基本上內(nèi)含在設(shè)于要聯(lián)接在一起的部件中的開(kāi)孔內(nèi))可用大量的緊縮。因?yàn)楦髁慵上鄬?duì)松弛地配合在一起直到完成緊固，并且可以在楔塊被放松時(shí)變得相對(duì)松弛(使得拆卸容易和快速)，所以該大量可用緊縮還幫助聯(lián)接的組裝和拆卸。另外，該鎖件的緊湊允許大部分或全部鎖件含在設(shè)于磨損構(gòu)件和/或支撐結(jié)構(gòu)中的開(kāi)孔內(nèi)，從而保護(hù)鎖件及其零件不受材料流的影響(例如，在使用期間保護(hù)所述卷盤(pán)和楔塊不因與石頭或其它材料接觸而損壞)。
[0023]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種用于將磨損構(gòu)件固定至支撐結(jié)構(gòu)的鎖件包括卷盤(pán)和楔塊。所述卷盤(pán)形成有軸向凸出接合表面，其中接合所述楔塊。該凸出表面引起所述卷盤(pán)繞所述支撐結(jié)構(gòu)上的支點(diǎn)樞轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)，以增強(qiáng)緊縮。
[0024]在本發(fā)明的另一方面，一種用于將磨損構(gòu)件固定至支撐結(jié)構(gòu)的鎖件包括楔塊、卷盤(pán)和插件，楔塊、卷盤(pán)和插件都相對(duì)于彼此移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)所述卷盤(pán)繞所述支撐結(jié)構(gòu)上的支點(diǎn)的樞轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)，從而增強(qiáng)緊縮?？蓜?dòng)插件的使用增加了緊縮量，在某些情形下，大到現(xiàn)有楔塊和卷盤(pán)系統(tǒng)中可用的緊縮量的三至四倍。
[0025]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述插件被可動(dòng)地固定至所述卷盤(pán)以接合所述楔塊。當(dāng)所述楔塊被驅(qū)進(jìn)和驅(qū)出所述組件時(shí)，所述插件與所述楔塊和卷盤(pán)兩者的接合引起所述卷盤(pán)旋轉(zhuǎn)，以緊固所述磨損構(gòu)件在所述支撐結(jié)構(gòu)上的配合。
[0026]在本發(fā)明的另一方面，所述插件和卷盤(pán)在相對(duì)側(cè)上接合所述楔塊，并固定至所述支撐結(jié)構(gòu)，使得在所述楔塊被驅(qū)進(jìn)和驅(qū)出所述組件時(shí)，所述插件和卷盤(pán)每個(gè)都樞轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)。
[0027]本發(fā)明的另一方面涉及在所述楔塊和插件之間提供彈性緊固的聯(lián)接組件。該特征有助于在使用期間保持所述插件與所述楔塊之間的牢固接觸、沒(méi)有楔塊就將所述插件固定至所述卷盤(pán)(例如在船運(yùn)、安裝和拆卸期間)、以及通過(guò)彈性緊縮提供有限的緊固益處。
[0028]在本發(fā)明的另一方面，所述磨損構(gòu)件的一部分重疊在所述支撐結(jié)構(gòu)上，并包括孔。所述孔具有沿第一方向完全延伸通過(guò)所述重疊部分以接收楔塊和卷盤(pán)鎖緊組件的第一部分，和在所述第一部分橫向外側(cè)且由于所述突出部分的存在僅部分地延伸通過(guò)所述重疊部分的第二部分。所述卷盤(pán)的支承部分在所述突出部分上延伸，以防止所述磨損構(gòu)件移動(dòng)遠(yuǎn)離所述支撐結(jié)構(gòu)，從而無(wú)需在所述孔中的楔塊就將所述卷盤(pán)保持在適當(dāng)位置，并且在使用期間不施加沿與所述第一方向成橫向的方向推所述卷盤(pán)的力。
[0029]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述突出部分完全延伸過(guò)所述孔的后端。在另一實(shí)施例中，所述突出部分僅設(shè)在所述孔的第一部分的橫向。在任一情形下