用于采掘机的引导靴的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年12月9日提交的、序列号为62/264,988的待审美国临时专利申请的权益，该申请的所有内容通过引用而并入本文。

本公开内容涉及采掘机领域，更具体地，涉及用于长壁采掘机的捕获靴。

背景技术：

传统的长壁采矿机包括框架(frame)和安装在框架两端的切削组件。每个切削组件均包括用于啮合矿壁的切削滚筒。随着框架横穿过矿架(mineframe)，切削滚筒从采矿工作面切削物料。在一些实施例中，物料被堆积在输送机上，然后运离采矿工作面。采矿机包括捕获靴和与齿条啮合的链轮，从而相对矿壁引导机械。在操作过程中，捕获靴会磨损，导致链轮和齿条之间的啮合变差，并且降低了机械控制。

技术实现要素：

在一个方面，用于采掘机的引导靴包括伸长的靴主体，耦接至所述靴主体的插入件，以及至少一个紧固件。所述靴主体包括第一端、第二端、以及沿狭槽轴在所述第一端和第二端之间延伸的狭槽。所述靴主体还包括第一壁和第二壁，所述第一壁沿所述狭槽的第一侧延伸，所述第二壁沿所述狭槽的第二侧延伸。所述插入件沿所述狭槽横截面的至少一部分周界延伸。所述插入件位于所述第一壁和所述狭槽轴之间且位于所述第二壁和所述狭槽轴之间。所述插入件包括位置靠近所述靴主体的第一端的端部。所述至少一个紧固件固定所述插入件，以抵抗在与所述狭槽轴平行的方向上相对于所述靴主体的移动。所述紧固件的方向平行于所述狭槽轴。

在另一个方面，一种用于采掘机的驱动机构被配置成接合齿条并沿着该齿条移动所述采掘机。所述驱动机构包括：马达；由所述马达驱动的齿轮，以及引导靴。所述齿轮被配置成接合所述齿条，从而所述齿轮的转动能够沿着所述齿条移动所述采掘机。所述引导靴维持所述齿轮和所述齿条之间的啮合。所述引导靴包括：伸长的靴主体，耦接至所述靴主体的插入件，以及至少一个紧固件。所述靴主体包括第一端、第二端以及沿狭槽轴在所述第一端和第二端之间延伸的狭槽。所述靴主体还包括第一壁和第二壁，所述第一壁沿所述狭槽的第一侧延伸，所述第二壁沿所述狭槽的第二侧延伸。所述插入件沿所述狭槽横截面的至少一部分周界延伸。所述插入件位于所述第一壁和所述狭槽轴之间且位于所述第二壁和所述狭槽轴之间。所述插入件包括位置靠近所述靴主体的第一端的端部。所述至少一个紧固件固定所述插入件，以抵抗在与狭槽轴平行的方向上相对于所述靴主体的移动。所述紧固件在与所述狭槽轴平行的方向上延伸。

在有一个方面，一种用于采掘机的引导靴包括：伸长的靴主体，狭槽，耦接至所述靴主体的插入件，以及固定至所述靴主体的保持器。所述靴主体包括第一端、第二端、第一壁和第二壁。所述狭槽沿狭槽轴在所述第一端和所述第二端之间延伸，所述狭槽沿所述第一壁和所述第二壁延伸。所述插入件的位置在所述靴主体和所述狭槽轴之间，并且所述插入件沿所述狭槽横截面的至少一部分周界延伸。所述插入件包括位置靠近所述靴主体的第一端的端部。所述保持器抵靠所述插入件的端部，以固定所述插入件，从而抵抗在平行于所述狭槽轴的方向上相对于所述靴主体的移动。

其他的方面将通过考虑详细说明和附图而变得更显而易见。

附图说明

图1是采矿机的透视图。

图2是图1所示采矿机的另一透视图。

图3是与矿壁啮合的、图1所示采矿机的端视图。

图4是图1所示采矿机的一部分的放大透视图。

图5是驱动机构的透视图。

图6是图5所示驱动机构的的分解图。

图7是引导靴的透视图。

图8是引导靴、插入件、保持器和盖的分解图。

图9是图8所示引导靴、插入件和保持器的另一分解图。

图10是图7所示引导靴的、沿着截面10—10的截面图。

图11是根据另一实施例的、包括插入件的引导靴的部分分解图。

图12是根据另一实施例的引导靴、插入件和保持器的分解图。

图13是图12所示引导靴和插入件的分解图。

图14是图12所示引导靴、插入件和保持器的另一分解图。

图15是图12所示引导靴的截面图，其中插入件位于狭槽内。

图16是根据另一实施例的引导靴和插入件的分解图。

图17是图16所示插入件的反向透视图。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当明白，本发明的应用不限于在以下说明中所阐述的和在以下附图中所示出的结构细节和部件排布。本发明可以具有其它实施例，并且能够以各种不同的方式来实现或实施本发明。另外，应当明白，本申请中使用的措辞和术语只用于描述目的，并且不应当作为限制。本申请中使用的“包括”、“包含”及其变形，指的是不仅包括其后列明的项目及其等同替换，还包括其它项目。本申请中使用的“由……构成”及其变形，指的是只包含其后列明的项目和其等同替换。除非另外指明或限制，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦接”及其变形被广义地使用，并且包括直接和间接的安装、连接、支撑和耦接。

图1展示了采掘机，例如长壁采矿机10。在展示的实施例中，采矿机10包括车架或框架14，以及一对切削组件18。每个切削组件18均包括摇臂26和切削滚筒30。每个摇臂26均可枢转地耦接至框架14的端部，并且绕着臂轴34枢转。每个摇臂26还可旋转地支撑切削滚筒30。每个切削滚筒30均包括大致圆柱形的主体和切削齿38。在展示的实施例中，叶片42以螺旋形的方式沿着滚筒30的外表面或外围延伸，并且切削齿38沿着叶片42的边缘定位。滚筒30被耦接至摇臂26并能够绕着滚筒轴46旋转，滚筒轴46大致平行于臂轴34。

如图2和3所示，框架14被配置成在第一方向54(图2)和第二方向58(图2)上沿着待采物料的采矿工作面或矿壁50(图3)运载或移动。为了简化目的，每个滚筒30显示成圆筒。每个滚筒30均啮合矿壁50，从而使切削齿38(图1)能够从矿壁50切削物料。随着切削滚筒30的旋转，叶片42(图1)将来自矿壁50的下料运至滚筒30的后方，在这里，下料会被堆积在工作面输送机62上。工作面输送机62将物料朝门式输送机运输，以将物料运出矿井。在展示的实施例中，防溢板66位于框架14的后方(即，远离矿壁50)，以防止下料落到输送机62的后方。此外，顶板支架(未显示)的位置可能位于输送机62和防溢板66的后方。

如图2所示，随着框架14沿第一方向54移动，第一切削组件18a处于引导位置，而第二切削组件18b处于拖尾位置。在某一实施例中，引导位置是升高的位置，以便从矿壁50的上部切削物料，例如煤炭，而拖尾位置是降低的位置，以便从矿壁50的下部切削物料。

现在参考图4，框架14包括用于移动框架14的驱动机构70。图5和6显示了根据某些实施方式的驱动机构70。驱动机构70包括驱动输出轴76的马达74(图4)，输出轴76转动而驱动齿轮或链轮78(图6)。在展示的实施例中，齿条82耦接至工作面输送机62(图2)，并且沿着矿壁50延伸。链轮78(图4)与齿条82啮合，以形成齿轮-齿条连接，从而链轮78的转动能够使框架14沿着齿条82平移运动。在所示的实施例中，输出轴76驱动传动系统86(图6)，而传动系统86使链轮78旋转。

如图5所示，捕获靴或引导靴90被可枢转地耦接至框架14(通过销94)。引导靴90被可滑动地耦接至齿条82。链轮78可以被支撑而围绕插销94旋转，并且链轮78的齿穿过靴90的开口102(图6)延伸，以啮合齿条82。除了其它之外，引导靴90引导框架14相对于齿条82沿着采矿工作面移动，并且保持链轮78和齿条82之间的对准和啮合。在展示的实施例中，引导靴90的位置靠近框架14的各个端部；在其它实施例中，采掘机10可以包括更少或更多的引导靴。

参考图7-10，引导靴90包括靴主体110、耐磨套筒或插入件114，以及保持器118。在展示的实施例中，引导靴90还包括固定至保持器118的盖板122(图7)。靴主体110包括第一端130和第二端134(图7)。此外，狭槽138沿着狭槽轴142在第一端130和第二端134之间纵向延伸。在此使用的术语“轴向”及其变化，指的是平行于狭槽轴142的方向，而术语“径向”及其变化，指的是垂直于狭槽轴142的方向。狭槽138的大小能够接纳齿条82(图3)。在展示的实施例中，横截狭槽轴142的、狭槽138的横截面形成完整的矩形。在展示的实施例中，销94的位置位于第一端130和第二端134之间。

如图10所示，靴主体110包括第一壁或基壁150、第二壁或上壁154、第三壁或侧引导壁158，以及第四壁或钩状壁162。在展示的实施例中，基壁150和上壁154连接在一起，并且被定向成相互垂直。凸耳166从上壁154的上表面延伸出来，而销94在凸耳166之间延伸。侧引导壁158沿平行于基壁150的方向从上壁154的边缘突出。侧引导壁158与基壁150间隔开，并且平行于狭槽轴142延伸。钩状壁162沿平行于上壁154的方向从基壁150的边缘突出。钩状壁162与上壁154间隔开，并且沿着狭槽轴142的一部分延伸。

狭槽138大致形成在基壁150、上壁154、侧引导壁158和钩状壁162之间。在操作过程中，钩状壁162的位置靠近齿条82的下表面(图3)，并且侧引导壁158的位置靠近齿条82的侧表面(例如，齿条82的朝后的表面)。钩状壁162保持链轮78和齿条82之间的主动啮合，同时靴90相对齿条82滑动。

如图8和9所示，插入件114的位置位于狭槽138内。插入件114从靴主体110的第一端130被沿轴向接纳到狭槽138内。插入件114包括插入主体170，插入主体170的端部174的位置靠近靴主体110的第一端130。在展示的实施例中，插入件114的端部174被形成为凸缘178。凸缘178的位置在肩部或埋头孔182内，并且靠近靴主体110的第一端130，可以防止插入件114插入狭槽138过深。凸缘178还促进插入件114和靴主体110之间的紧密配合，以使插入件114的移动最小化。在展示的实施例中，插入件114的与凸缘178相对的部分包括切口184(图7)，切口184顺从于靴主体110内开口102(图7)的轮廓，从而使插入件114不会干扰链轮78(图4)和齿条82之间的啮合。

图10所示，插入件114沿着狭槽138的横截面周界延伸。插入件114主要定位在狭槽轴142和靴主体110的内表面之间。换句话说，插入件114的、横截狭槽轴142的横截面的形状与狭槽138的横截面大致相似。具体而言，插入件114包括基部186、上部190、侧部194和钩状部198。基部186的位置靠近靴主体110的基壁150，上部190的位置靠近上壁154，侧部194的位置靠近侧引导壁158，而钩状部198的位置靠近钩状壁162。

再次参考图8和9，在展示的实施例中，插入件114的端部174包括突块(tab)202，突块202远离狭槽轴142横向或径向延伸，并且突块202被接纳在位于靴主体110第一端130内的凹口206(图8)中，并协助插入件114在狭槽138内的对准。在展示的实施例中，突块202从插入件114的基部186和侧部194突出；在其它实施例中(图11)，一个或更多个突块从上部190突出，以替代或者补充从基部186和/或侧部194突出的一个或多个突块。此外，在展示的实施例中，突块202包括推进器孔208，以协助从狭槽138移出插入件114。

如图8和9所示，保持器118的位置靠近靴主体110的第一端130，并且被固定至靴主体110，例如通过第一紧固件214固定至靴主体110。保持器118沿着插入件114的周界和狭槽138延伸，并且将插入件114保持在狭槽138内。保持器118包括导正部或脊部218(图9)，脊部218从内表面222突出，内表面222朝向插入件114并绕着保持器118的内周延伸。脊部218抵靠插入件114的端部174，并且提供对抗沿着狭槽轴142施加的负载的反作用表面，而不是在第一紧固件214上产生应力。

第一紧固件214穿过保持器118的开孔226延伸，并且被固定至靴主体110的第一端部130。第一紧固件214的方向平行于狭槽轴142。也就是说，每个紧固件214的纵轴与狭槽轴142在相同的方向上，并且插入件114也沿该相同的方向插入狭槽138。在展示的实施例中，第一紧固件214是螺栓，其被拧入靴主体110第一端部130内的孔234(图8)中；在其它实施例中，可以使用另一类型的紧固件。盖板122(图7)被固定至保持器118，例如，通过第二紧固件238固定至保持器118。盖板122能够防止灰尘和液体进入开孔226并腐蚀第一紧固件214，并且盖板122还能防止第一紧固件214从靴主体110完全松脱。

尽管附图展示了被耦接至靴主体110第一端130的插入件114、保持器118和盖板122，但是应当理解，引导靴90可以包括被固定至靴主体110第二端134的、本质上相似的插入件、保持器和盖板。

通过提供分离的保持器118来吸收沿着狭槽轴142施加的力并且保持插入件114，可以减小插入件114(即，可替换的磨损部件)的重量和复杂度，从而简化用于形成插入件114的机械加工/制造工艺。可以使用更少的机械加工过程来制造插入件114，并且插入件114可以由更轻和/或更便宜的材料制造。保持器118允许插入件114和靴主体110之间存在更松的配合，允许插入件114“浮动”或者相对于靴主体110轻微移动。插入件114受到更少的约束，并且遭受更少的应力，尤其是在拐角处。

插入件114是磨损部件，其承受通过靴90和齿条82之间的滑动和摩擦接触所产生的磨损，而不是磨损靴主体110的内表面。在一些实施例中，插入件114可以由8620钢制成，并且通过渗碳作用进行硬化。在其它实施例中，可以使用另一种材料和/或可以使用不同的硬化工艺。在一些实施例中，保持器118由钢板制成，例如a572或a514。

为了替换插入件114，框架14会被抬起，以便从引导靴90和插入件114移除机械10的重量。移除第一紧固件214并且移除保持器118。沿着狭槽轴142从狭槽138移除插入件114。用于替换的插入件114然后沿着狭槽轴142被插入狭槽138。在展示的实施例中，插入件114被插入，直到凸缘178啮合埋头孔182并且突块202位于凹口206内为止。重新附接保持器118和第一紧固件214，以将插入件114固定至靴主体110。如果替换插入件114还需要额外的空间，那么就随框架14一起抬起齿条82。在替换插入件114时，齿条82可以留在狭槽138内。

传统的采掘机中，操作员很难从机械的前方或后方接触引导靴。然而，可以从靴90的第一端130以及从机械10的端部接触引导靴90的第一紧固件214。可以沿着狭槽138的轴142从靴90的端部移除保持器118和插入件114。也就是说，插入件114可以滑动至机械10的外部侧，并且能够从机械10的侧面维修/替换插入件114。插入件114更容易用于维修目的，从而有助于插入件114的移除和替换。此外，修理用旧的插入件114只需要抬起框架14就足以移除引导靴90上的重量；为了替换插入件114，不需要拆除链轮78、插销94以及靴90。这种更简单的维护过程降低了机械10的停工时间和维护成本，并且减少了操作员处理笨重的引导靴90以及将用于更换的靴抬过防溢板66的需要。

插入件114减小了靴主体110的磨损，并且可以比靴主体110更频繁地更换。插入件114因此延长了靴主体110的工作寿命，并且降低了必须替换更昂贵的靴主体110的频率。此外，减少的磨损使得引导靴90能够在链轮78和齿条82之间维持合适的啮合，从而改善对机械10的控制和降低链轮78的磨损。

此外，由于插入件114是主要的磨损部件，所以引导靴90可以由可选择的和/或更便宜的材料制成。传统的引导靴由硬化高碳钢制成，以适应高磨损；然而，由于靴90上的磨损减小，靴90可以由更便宜的材料制成。

图12-15展示了根据另一实施例的引导靴490。为了更加简明，只描述了引导靴490和引导靴90之间的区别。相似的特征由相似的参考数字标识，只是多加了400。

参考图12和13，靴主体510不包括上面关于图6-10所描述的钩状壁。因此，在靴主体510内的狭槽538的横截面是倒转的u形。插入件514包括插入件主体570和凸缘578，并且还包括用于接合齿条(图4)下侧的钩状部598(图4)。由于靴主体510不包括钩状壁，所以插入件514直接反作用于施加在钩状部598上的、意图将引导靴490抬离齿条82的竖直负载。这减小了靴主体510上的磨损，并且将磨损转移至插入件514，与靴主体510相比，更换插入件514更快速且更便宜。插入件514的基部586和钩状部598的厚度大于插入件114的可比部分。

如图13-15所示，插入件514包括纵向凸起516，凸起516从插入件514的外表面径向突出，并且平行于狭槽轴542延伸。凸起516的位置位于凹槽520(图13和15)内，凹槽520形成在靴主体510的内表面上。凸起516和凹槽520使插入件514与狭槽538对齐，同时还提供反作用表面，以对抗绕狭槽轴542施加的扭转负载。在展示的实施例中，凸起516分别从插入件514的基部586和侧部594径向突出。在其它实施例中，一个或多个凸起516可以从上部590突出。

此外，如图12最优地显示，靴主体510的基壁550厚度大于靴主体110的基壁150。相应地，保持器518的被固定至基壁550的部分所具有的厚度也同样大于保持器118的可比部分。在展示的实施例中，保持器518的靠近基壁550并抵靠插入件514基部586的部分不包括侧向延伸的钩状部。

图16和17展示了根据另一实施例的引导靴890。为了更加清楚，只描述了引导靴890和引导靴90之间的区别。相似的特征用相似的参考数字标识，只是多加了800。

引导靴890包括插入件914，插入件914包括插入件主体970和凸缘978。不同于引导靴90，引导靴890不包括单独的保持器。可以说，插入件914被直接耦接至靴主体910的第一端930。具体而言，凸缘978包括开孔1028，第一紧固件1014穿过开孔1028延伸。此外，插入件914包括导正部或脊部1018，脊部1018形成在插入件主体970和凸缘978的面朝靴主体910的表面之间。脊部1018位于互补的肩部982内，肩部982在狭槽938的靠近靴主体910第一端930的开口上，以使插入件914与狭槽938对准。

尽管详细描述了特定实施例的一些方面，但是在所描述的一个或多个独立方面的范围和精神内还存在各种变化和修改。