用于动力铲车铲斗门的闩锁系统的制作方法
【专利摘要】动力铲车铲斗门包括：中空铲斗本体，所述铲斗本体限定第一端和与第一端相对的第二端；多个铲斗齿，所述铲斗齿联接到第一端；铲斗门，所述铲斗门可枢转地安装在第二端处；以及闩锁系统，用于可释放地将铲斗门锁定在关闭位置中。该闩锁系统包括闩锁杆和闩锁保持件。闩锁杆和闩锁保持件中的至少一个能够在第一位置和第二位置之间移动。当闩锁杆和闩锁保持件中的至少一个位于第一位置中时，闩锁保持件被闩锁杆接合。该闩锁系统进一步包括可移除嵌块，所述可移除嵌块邻近闩锁杆和闩锁保持件能够相互接合的界面定位。所述可移除嵌块中的一个或多个可移除嵌块包括工具钢。
【专利说明】用于动力铲车铲斗门的闩锁系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年3月1日提交的美国临时申请No. 61/605550的权益，其全 部内容通过引用并入本文。
【背景技术】
[0003] 在重型推土机或挖土机，例如用于采矿的动力铲车中，通常采用大型铲斗或铲桶 从作业场地铲出材料。铲斗在前侧上通常设有齿，以提供对正在作业的表面的挖掘作用，并 且进一步包括同样可以用于收集待被移除的材料的中空的铲斗本体。在铲斗的后部上，门 被可枢转地安装。闩锁机构将门锁定在其关闭位置中，并在释放时允许门打开。常规的闩 锁机构通常包括一般在铲斗门下方的可移动闩锁柄。该闩锁柄通常被联接到可滑动的闩锁 杆，该可滑动的闩锁杆选择性地接合闩锁保持件。为了将铲斗门打开，闩锁柄被移动，这导 致闩锁杆滑动远离闩锁保持件并由此与闩锁保持件脱离。该铲斗能够被适当倾斜，以便在 其自重加上容纳在铲斗本体中的任何材料的重量的作用下将铲斗门打开。然后通过在致使 铲斗门通过惯性向其关闭位置移动直到闩锁杆重新接合闩锁保持件的方向上摆动铲斗而 将门关闭。
【发明内容】
[0004] 在一些实施例中，动力铲车铲斗门包括：中空铲斗本体，其限定第一端和与第一端 相对的第二端；多个铲斗齿，该多个铲斗齿联接到所述第一端；铲斗门，该铲斗门可枢转地 安装在所述第二端处，以及闩锁系统，用于可释放地将铲斗门锁定在关闭位置中。该闩锁系 统包括闩锁杆和闩锁保持件。闩锁杆和闩锁保持件中的至少一个能够在第一位置和第二位 置之间。当闩锁杆和闩锁保持件中的至少一个位于第一位置中时，闩锁保持件被闩锁杆接 合。该闩锁系统进一步包括可移除嵌块，所述可移除嵌块邻近闩锁杆和闩锁保持件能够相 互接合的界面定位。所述可移除嵌块中的一个或多个可移除嵌块包括工具钢。
[0005] 在其它实施例中，用于动力铲车铲斗门的闩锁系统包括：闩锁杆，该闩锁杆能够在 第一位置和第二位置之间移动；闩锁保持件，当闩锁杆位于第一位置中时，该闩锁保持件被 闩锁杆接合；以及可移除嵌块，所述可移除嵌块邻近闩锁杆和闩锁保持件能够相互接合的 界面定位。所述可移除嵌块中的一个或多个可移除嵌块包括工具钢。
[0006] 通过考虑详细说明和附图，本发明的其它方面变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1是带有铲斗的铲车的透视图。
[0008] 图2是图1的铲车的铲斗的放大透视图。
[0009] 图3是沿着图2中的线3-3截取的铲斗的剖视图，其示意根据本发明的一个实施 例的闩锁系统。
[0010] 图4是图3的闩锁系统的放大局部透视图，其示意闩锁杆和保持件嵌块。
[0011] 应当理解的是，本发明的应用并不局限于在以下描述中阐述的或在上述附图中示 意的结构细节和部件布置。本发明能够有其它实施例并且以多种不同的方式被实践或实 施。此外，还将理解的是，在此使用的措辞或术语是用于描述的目的，而不应被视为限制。
【具体实施方式】
[0012] 图1是铲车的透视图。通常来说，所示意的铲车10包括支撑在驱动履带20上的 基座25和从基座25向上延伸的动臂45。牵引机构58 (例如滑轮或动臂绳轮）被安装在动 臂45的远离基座25的一端上。铲斗55通过柔性提升绳索或缆绳62从牵引机构58悬吊。 该柔性提升绳索62从基座25沿着动臂45向上并经过牵引机构58,并向下延伸至在铲斗 55上的附接点。
[0013] 同时参考图2,铲斗55包括沿着铲斗本体57的前部边缘的铲斗齿56。在此使用 的术语"顶部"、"底部"、"前部"、"后部"、"侧部"和其它方向术语并非旨在要求任何特定的 定向，而仅是用于描述的目的。该铲斗齿56用于挖掘期望的作业区域。中空的铲斗本体57 被设置用于收集挖掘出的材料。如图1和图3中所示，门70可枢转地安装到铲斗本体57的 后部。闩锁机构100 (如下所述）将所述门锁定在关闭位置，并在释放时，允许门70打开， 以例如将收集到的材料转移到期望位置。
[0014] 图3和图4示意了包括根据本发明的一个实施例的闩锁系统100的铲斗55。该闩 锁系统100包括可滑动的闩锁杆110和闩锁保持件120,所述闩锁保持件120能够被闩锁杆 110选择性地接合。在所示意的实施例中，闩锁杆110被联接到闩锁柄130,闩锁柄130则 在其底侧上联接到铲斗门70。铲斗保持件120被联接到铲斗本体57。当闩锁杆110与闩 锁保持件120接合时，铲斗门70被保持关闭。为了打开铲斗门70,闩锁柄130被移动，这导 致闩锁杆110滑动远离闩锁保持件120并由此与闩锁保持件120脱离。取决于闩锁柄130 的性能和构造，闩锁柄130的移动可以借助于机械、液压、气动或电动系统来实现。铲斗55 还可以朝向方向140倾斜，以便在其自重加上容纳在铲斗本体57内的任何材料的重量的作 用下将铲斗门70打开。然后通过沿方向150摆动铲斗55,以便促使铲斗门70通过惯性向 其关闭位置移动直到闩锁杆110重新接合闩锁保持件120来将门70关闭。
[0015] 邻近闩锁杆110和闩锁保持件120能够相互接合的界面，闩锁系统100包括可移 除嵌块160、170。在所示意的实施例中，嵌块160和170分别被联接到闩锁杆110和闩锁保 持件120。闩锁杆嵌块160被接纳在形成在闩锁杆110上的凹部中。闩锁杆嵌块160的外 表面与闩锁杆110的外表面齐平，使得闩锁杆110和闩锁杆嵌块160的组件产生平滑线性 的外观。同样地，闩锁保持件嵌块170被接纳在形成在闩锁保持件120上的凹部中，并且闩 锁保持件嵌块170的外表面与闩锁保持件120的外表面齐平，使得保持件120和嵌块170 的组件产生平滑线性的外观。
[0016] 在所示意的实施例中，闩锁杆嵌块160和闩锁保持件嵌块170被布置成当铲斗门 70关闭时在闩锁杆嵌块160和闩锁保持件嵌块170之间限定间隙180。当铲斗门70朝向 关闭位置摆动时，闩锁杆嵌块160可能会例如经由惯性与闩锁保持件嵌块170间歇地或偶 尔地接触。通过这些接触，可移除嵌块160、170可能会逐渐磨损；然而，如下面所解释的，本 文公开的可移除嵌块160、170的磨损寿命或使用寿命能够通过使用工具钢来增强。尽管图 4示意了当铲斗门70在关闭位置时闩锁杆嵌块160和闩锁保持件嵌块170是分离的，但在 某些实施例中，在铲斗门70关闭时，闩锁杆嵌块160和闩锁杆嵌块170也可能偶然地抵着 彼此接触或滑动。在其它实施例中，在铲斗门70关闭时，闩锁杆嵌块160和闩锁保持件嵌 块170可能会持续地彼此接触。
[0017] 至少在过去二十年中，在带有或不带有闩锁杆嵌块的情况下，特定的渗碳钢合金 已经被用作闩锁保持件嵌块。在闩锁杆嵌块被使用的情形中，特定的完全硬化钢合金已 经被用作为合适的材料。然而，这样的闩锁杆和保持件嵌块的使用寿命通常被限制为大约 10-15天。达到使用寿命后从铲斗门上移除和更换嵌块可能是昂贵和费时的。首先，铲斗门 需要被拖运或提升到打开位置（例如大约10°到大约20° )。这能够通过在铲斗门70和 铲斗55的其余部分之间临时地焊接钢支承件（未示出），或通过使用垫片相对于门70上的 相应的闩锁柄承载件（未示出）调节闩锁柄130来实现。一旦门被打开，闩锁保持件嵌块 就能够被移除和更换。在大型铲斗中，铲斗门能够重达约15-20公吨，并且闩锁杆自身能够 重达约1公吨。因此，移除和更换磨损的闩锁嵌块是费时和繁琐的。因而，已经产生了对具 有更长的使用寿命的可移除嵌块的需求。然而，该产业中的其他人已经在至少过去二十年 中无法满足该需求。
[0018] 在所示意的实施例中，为了减少闩锁杆110和保持件120上的磨损，可移除嵌块 160、170每个由工具钢，例如D2和S7制成。D2工具钢的公称成分按重量计包括大约10% 到大约18 %的铬、大约1. 5 %的碳、大约I. 0 %的钒、大约0. 7 %的钥、大约0. 45 %的锰、大约 0. 30%的硅、大约0. 030%的磷、大约0. 030%的硫以及平衡铁和附带元素及杂质。用于描 述具体罗列的数量或数量范围的"大约" 一词的使用旨在表示接近所罗列的数量的数值是 包括在该数量中的，例如但不限于，可能或者自然地在组分测量中的仪器和/或人的误差 导致的数值。D2工具钢能够通过将钢材放置在熔炉中，在合适的温度下回火并随后在空气 中冷却，而被完全硬化到大约57至大约59的洛氏C标尺硬度。
[0019] S7工具钢的公称成分按重量计包括大约3. 25 %的铬、大约1.40 %的钥、大约 0. 70%的锰、大约0. 50%的碳、大约0. 30%的硅以及平衡铁和附带元素及杂质。S7工具钢 可以通过将钢材放置在熔炉中，在合适的温度下回火并随后在空气中冷却，而被硬化到大 约54至大约56的洛氏C标尺硬度。
[0020] 工具钢诸如D2和S7已经被用于机加工领域（例如用于模具和剪刃）长达约40-50 年。这些钢材可以达到较高的硬度。一般情况下，合金的硬度是与其韧性成反比的。因此， 工具钢的高硬度将表明其韧性对于遭受高强冲击的应用可能会是不适宜地低的（即，易碎 的）。工具钢的韧性可能会由于韧_脆转变且由于动力铲车可能会被暴露于低于大约_40°C 的温度而在低温下进一步降低。因此，用于动力铲车铲斗门的闩锁嵌块被期望在如此低的 温度下需要高韧性。由于该原因，工具钢迄今为止没有被用作闩锁嵌块，尽管它们已经在机 加工领域被使用。
[0021] 在所示意的实施例中，闩锁杆嵌块160和闩锁保持件嵌块170具有不同的硬度，并 且是不同的工具钢。在一个具体实施例中，闩锁杆嵌块160由具有大约57至大约59的洛 氏C标尺硬度的D2工具钢制成，而闩锁保持件嵌块170由具有大约54至大约56的洛氏C 标尺硬度的S7工具钢制成。此外，闩锁杆嵌块160的磨损寿命对闩锁保持件嵌块170的磨 损寿命的比约为二比一。然而，在其它实施例中，闩锁杆嵌块160的磨损寿命对闩锁保持件 嵌块170的磨损寿命的比是不同的。此外，闩锁杆嵌块160和闩锁保持件嵌块170能够由 D2或S7以外的工具钢制成，并且闩锁杆嵌块160和闩锁保持件嵌块170可以或可以不由相 同的工具钢制成。在另一个实施例中，闩锁杆嵌块160和闩锁保持件嵌块170具有相同的 硬度。
[0022] 在下文中更详细地描述可移除嵌块的示意性实施例。此外，准备并测试了反例 (例1、2、3和5)以进行对比。在实例和反例中，可移除嵌块160U70被应用在动力铲车10 中的铲斗门70的闩锁系统100上。铲车10被用于移动材料，并且闩锁保持件嵌块170上 的磨损作为时间和所移动的材料的函数来测量。初始地，闩锁保持件嵌块170是面部以直 角彼此结合的大体矩形盒体。然而，随着测试的进行，接触闩锁杆嵌块160的闩锁保持件嵌 块170的边缘逐渐退化和变圆。到闩锁保持件嵌块170的边缘的退化长度作为时间和所移 动的材料的函数坚直地和水平地测量。
[0023] 实例 1
[0024] 闩锁杆嵌块由锰钢杆制成，而闩锁保持件嵌块由渗碳钢合金制成。实例1是反例。 闩锁杆和保持件嵌块的使用寿命在移动材料15天后耗尽。下面的表1总结了测量结果。
[0025] 表 1
【权利要求】
1. 一种动力铲车铲斗门，包括： 中空的铲斗本体，所述铲斗本体限定第一端和与所述第一端相对的第二端； 多个铲斗齿，所述多个铲斗齿联接到所述第一端； 铲斗门，所述铲斗门枢转地安装在所述第二端处；以及 闩锁系统，用于可释放地将所述铲斗门锁定在关闭位置中，所述闩锁系统包括闩锁杆 和闩锁保持件，所述闩锁杆和所述闩锁保持件中的至少一个能够在第一位置和第二位置之 间移动，当所述闩锁杆和所述闩锁保持件中的至少一个位于所述第一位置中时，所述闩锁 保持件被所述R锁杆接合，所述R锁系统进一步包括可移除嵌块，所述可移除嵌块邻近所 述闩锁杆和闩锁保持件能够相互接合的界面定位，其中，所述可移除嵌块中的一个或多个 可移除嵌块包括工具钢。
2. 根据权利要求1所述的动力铲车铲斗门，其中，至少一个可移除嵌块按重量计包括 大约10 %至大约18 %的铬、大约1. 5 %的碳、大约1. 0 %的钒、大约0. 7 %的钥、大约0. 45 % 的锰、大约0. 30%的硅、大约0. 030%的磷、大约0. 030%的硫，以及平衡铁和附带元素及杂 质。
3. 根据权利要求1所述的动力铲车铲斗门，其中，至少一个可移除嵌块按重量计包括 大约3. 25 %的铬、大约1. 40 %的钥、大约0. 70 %的锰、大约0. 50 %的碳、大约0. 30 %的硅， 以及平衡铁和附带元素及杂质。
4. 根据权利要求1所述的动力铲车铲斗门，其中，所述可移除嵌块包括闩锁杆嵌块和 闩锁保持件嵌块，所述R锁杆嵌块可移除地联接到所述R锁杆，所述R锁保持件嵌块可移 除地联接到所述闩锁保持件。
5. 根据权利要求4所述的动力铲车铲斗门，其中，所述闩锁杆嵌块具有第一硬度并且 所述R锁保持件嵌块具有第二硬度，并且其中，所述第一硬度比所述第二硬度大。
6. 根据权利要求4所述的动力铲车铲斗门，其中，所述闩锁杆嵌块具有在洛氏C标尺中 大约57至大约59的硬度。
7. 根据权利要求4所述的动力铲车铲斗门，其中，所述闩锁保持件嵌块具有在洛氏C标 尺中大约54至大约56的硬度。
8. 根据权利要求4所述的动力铲车铲斗门，其中，所述闩锁杆嵌块按重量计包括大约 10 %至大约18 %的铬、大约1. 5 %的碳、大约1. 0 %的钒、大约0. 7 %的钥、大约0. 45 %的锰、 大约0. 30%的硅、大约0. 030%的磷、大约0. 030%的硫，以及平衡铁和附带元素及杂质。
9. 根据权利要求4所述的动力铲车铲斗门，其中，所述闩锁保持件嵌块按重量计包括 大约3. 25 %的铬、大约1. 40 %的钥、大约0. 70 %的锰、大约0. 50 %的碳、大约0. 30 %的硅， 以及平衡铁和附带元素及杂质。
10. 根据权利要求4所述的动力铲车铲斗门，其中，所述闩锁嵌块具有第一磨损寿命并 且所述闩锁保持件嵌块具有第二磨损寿命，并且其中，所述第一磨损寿命对所述第二磨损 寿命的比大约为二比一。
11. 根据权利要求1所述的动力铲车铲斗门，其中，所述闩锁系统具有大约20天至大约 60天的磨损寿命。
12. 根据权利要求1所述的动力铲车铲斗门，其中，所述闩锁杆被联接到所述铲斗门， 而所述闩锁保持件被联接到所述铲斗本体。
13. 根据权利要求1所述的动力铲车铲斗门，其中，所述闩锁杆能够在所述第一位置和 所述第二位置之间移动，并且当所述闩锁杆位于所述第一位置中时，所述闩锁保持件被所 述闩锁杆接合。
14. 一种用于动力铲车铲斗门的闩锁系统，所述闩锁系统包括： 闩锁杆，所述闩锁杆能够在第一位置和第二位置之间移动； 闩锁保持件，当所述闩锁杆位于所述第一位置中时，所述闩锁保持件被所述闩锁杆接 合；以及 可移除嵌块，所述可移除嵌块邻近所述R锁杆和R锁保持件能够相互接合的界面定 位，所述可移除嵌块中的一个或多个可移除嵌块包括工具钢。
15. 根据权利要求14所述的闩锁系统，其中，至少一个可移除嵌块按重量计包括大约 10 %至大约18 %的铬、大约1. 5 %的碳、大约1. 0 %的钒、大约0. 7 %的钥、大约0. 45 %的锰、 大约0. 30%的硅、大约0. 030%的磷、大约0. 030%的硫，以及平衡铁和附带元素及杂质。
16. 根据权利要求14所述的闩锁系统，其中，至少一个可移除嵌块按重量计包括大约 3. 25%的铬、大约1. 40%的钥、大约0. 70%的锰、大约0. 50%的碳、大约0. 30%的硅，以及 平衡铁和附带元素及杂质。
17. 根据权利要求14所述的闩锁系统，其中，所述可移除嵌块包括闩锁杆嵌块和闩锁 保持件嵌块，所述R锁杆嵌块可移除地联接到所述R锁杆，所述R锁保持件嵌块可移除地 联接到所述闩锁保持件。
18. 根据权利要求17所述的闩锁系统，其中，所述闩锁杆嵌块具有第一硬度并且所述 闩锁保持件嵌块具有第二硬度，并且其中，所述第一硬度比所述第二硬度大。
19. 根据权利要求17所述的闩锁系统，其中，所述闩锁杆嵌块具有在洛氏C标尺中大约 57至大约59的硬度。
20. 根据权利要求17所述的闩锁系统，其中，所述闩锁保持件嵌块具有在洛氏C标尺中 大约54至大约56的硬度。
21. 根据权利要求17所述的闩锁系统，其中，所述闩锁杆嵌块按重量计包括大约10% 至大约18 %的铬、大约1. 5 %的碳、大约1. 0 %的钒、大约0. 7 %的钥、大约0. 45 %的锰、大约 0. 30%的硅、大约0. 030%的磷、大约0. 030%的硫，以及平衡铁和附带元素及杂质。
21. 根据权利要求17所述的闩锁系统，其中，所述闩锁保持件嵌块按重量计包括大约 3. 25 %的铬、大约1. 40 %的钥、大约0. 70 %的锰、大约0. 50 %的碳、大约0. 30 %的硅，以及 平衡铁和附带元素及杂质。
22. 根据权利要求17所述的闩锁系统，其中，所述闩锁嵌块具有第一磨损寿命并且所 述闩锁保持件嵌块具有第二磨损寿命，并且其中，所述第一磨损寿命对所述第二磨损寿命 的比大约为二比一。
23. 根据权利要求14所述的闩锁系统，其中，所述闩锁系统具有大约20天至大约60天 的磨损寿命。
【文档编号】E02F3/40GK104285013SQ201380012113
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2012年3月1日
【发明者】理查德·尼克森 申请人:哈尼施费格尔技术公司