用于固定耐磨构件的装置的制作方法

专利名称：用于固定耐磨构件的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将耐磨构件固定到挖掘设备上的装置，尤其是用 于将适配器固附到疏浚机刀盘上的装置。
背景技术：
疏浚机刀盘被用于挖掘水下的泥土，比如河床。疏浚机刀盘的一种例 子在图17中示出。 一般来说， 一个疏浚机刀盘包括若干个从基座圈16延 伸至盘芯23 (a hub)的支臂ll。这些支臂环绕基座圏16等距地间隔开， 并且被制成带有一个环绕刀盘中心轴线的宽螺旋(abroad spiral )。各个支臂 均带有一系列间隔开的齿12,用以钻入地面。
在使用中，刀盘环绕其中心轴线进行旋转，来挖掘出泥土。为了挖掘 出预期的地面痕迹，刀盘会左右移动并且向前移动。由于大浪和水的其它 运动，刀盘将还有可能上下移动，并且周期性地撞击底面。作为这种独特 切削作用的结果，疏浚机刀盘上的齿会经受强大的横向和轴向载荷，以及 强大的冲击牵引载荷，推动所述齿向上、向下以及侧向运动。所述齿上的 强大横向载荷还会由于操作人员无法看清在水下所挖掘的地面而造成。与 其它挖掘机(比如前端装载机)不同，疏浚机刀盘的操作人员无法高效地 沿着一条最适合待挖掘地带的路径引导所述刀盘。
由于刀盘的旋转挖掘作用，各个齿会以每分钟30次的频率刺入地面， 而对于采矿齿来说，大约是每分钟1次。因此，对于这些齿来说希望易于 取下和安装，来缩短刀盘的停机时间。与用于挖掘设备的耐磨装置相同的 是，疏浚齿也包括多个一体连接起来的部件，以便减少必须更换的材料的 量，即仅需要更换已磨损组件。在图17所示出的例子中，各个齿均包括一个基部18、 一个适配器13、 一个顶尖或者尖端17以及一个锁件29。基部18被铸造在支臂11上的一个 特定位置处，并且被定向成使得挖掘作用最大化。适配器13包括一个后端 部22，其被接收在一个形成于基部18中的插座14内，和一个向前突伸的 突起15,来固定住顶尖17。设置有一个可去除的锁件29，以有利于以所需 要的频率对齿尖17进行更换。所述适配器通过环绕后端部22的周边进行 大倒角焊接(a large fillet weld)而被保持在所述插座中。在其它公知的疏 浚机刀盘1中，适配器2发生分叉，以形成一对腿部，这对腿部被构造成 包绕在支臂3的周围(图18)。这些适配器在没有基部构件的条件下被直接 焊接在所述支臂上。
尽管在疏浚机刀盘中需要频繁地更换齿尖，但是适配器仍然会磨损， 并且需要定期更换。但是，即使在疏浚机刀盘上更换单个适配器，也是一 个漫长过程。必须利用一个焊锯将坪接起来的适配器切割下来。接着，还 必须对由于去除所述适配器而损坏的那部分支臂和基部进行修复和整修。 最后， 一个新的适配器被焊接到位。该过程一般需要每个适配器10-12个 工时。因此，即使仅更换单个适配器，也会不可避免地长时间拖延疏浚工 作。此外，鉴于这种长时间延迟，操作人员常常将等待，直至若干个适配 器需要更换才使得刀盘停止工作。由此，在工作中的实际延迟通常会更长。 事实上，对于一个具有50-60齿的一般刀盘而言，整个刀盘的整修过程需 要不止600个工时。为了避免疏浚时间长时间流逝，大多数疏浚工作均配 备有三个或者四个刀盘，从而当一个或者多个适配器需要更换、刀盘需要 整修或者刀盘发生断裂时，可以更换整个刀盘。但是，刀盘非常昂贵。对 那些仅当正在使用的刀盘需要维修时才使用的多余刀盘进行维护，是对资 源的一种浪费。

发明内容
在本发明的一个方面，为了便于安装和取下，适配器被机械式固附在 支臂上。所述适配器仅通过一个机械构造被保持在支臂的基部上，而无需 对适配器进行焊接。在优选构造中，所述基部和适配器被制成带有互补的 联结结构，以防止适配器沿着除松脱方向之外的方向上从基部上松脱下来。 一个可去除的锁件被用于防止所述适配器沿着松脱方向从基部上不希望地松脱下来。利用一个机械式固附装置，所述适配器可以通过筒单地去除所 述锁件和沿着松脱方向移动该适配器而轻易地得以更换。在这种情况下无 需对焊接部进行切割，无需对所述基部和支臂进行整修，并且无需再次进 行焊接。与更换一个焊接起来的适配器需要10- 12个工时相反，按照本发 明的机械式固附起来的适配器可以以少至IO分钟的时间进行更换。这是一 个惊人的改进，不仅明显减少了刀盘的停机时间，而且还可以使得避免在 疏浚工地配备完全多余的刀盘成为可能。由此，取代一般在疏浚工地需要 三个或者四个刀盘，可以Y又需要两个或者三个刀盘。
在本发明的一种优选构造中，所述适配器包括一个总体上呈T形的切 槽，用于接收一个位于所述基部上的互补形榫舌，和一个用于接收一锁件 的开口。当被插入所述开口之内时，所述锁件与所述基部的壁和所述开口
的壁相对，以防止所述榫舌与切槽发生松脱，并且由此将所述适配器保持 在所述基部上。
对于各种挖掘机，比如前端装载机中的适配器来说共同的是，被机械 式固附在挖掘斗上。比如，美国专利No.5653048公开了一种带有T形切槽 的适配器，所述切槽用于接收一个焊接在挖掘斗唇缘上的T形凸块。 一个 锁件被装配在一个位于所述适配器顶部中的开口内，以防止所述适配器从 所述唇缘上滑落。在所述凸块的前端部处形成有一个承载表面，以提供对 所述适配器的轴向支撑。尽管这种构造能够很好地将适配器支撑在挖掘斗 上，但是并不非常适合于在疏浚机刀盘上使用。
在挖掘斗中，随着该挖掘斗在地面中被向前驱动，齿主要经受轴向载 荷。但是，如前所述，由于刀盘的工作方式，位于疏浚机刀盘上的齿会经 受强大而频繁的横向载荷。在前述美国专利No.5653048中，适配器4被滑 动到凸块5上，带有一个微小的侧向间隙，以便于进行组装。在齿尖6上 施加大的侧向载荷L会趋于使得所述适配器环绕容置的凸块旋转至部件之 间所限定的间隙范围(图16)。适配器的这种旋转会导致产生阻力Rl -R4, 并且通过所述装置拐角处基本上以"点，，接触而产生很高的应力。尽管不 可能是真正的"点"接触，但是该术语被用于表明在一个相对较小的面积 上施加较大的力。尤其是，以"点"的形式施加在所述基部的前部和锁件7 上的较大力R2、 R3会在组件上产生特别高的应力值。相应地，如此高的应 力值会导致所述部件在这些位置处发生较大磨损，并且缩短这些部件的使用寿命。磨损增加还增大了间隙空间，这会导致所述组件在使用过程中发 生啼哒现象。部件的这种^哒现象会进一步加快这些部件的磨损。
在常规的挖掘工作中，比如利用前端装载机，细砂会挤入所述适配器 与基部之间，从而使得呼哒现象减小或者消失，即使当磨损已经在所述部 件之间形成较大间隙时也是如此。但是，在疏浚工作时，水会将细砂冲入
和冲出所述间隙，并且防止细^H冗积在所述部件之间。由于所述部件之间
的间隙一般会在疏浚工作中得以保持，所以利用一个公知构造将适配器机 械式固附在一个位于疏浚机刀盘上的凸块上，将延续在所述凸块上产生p卡 哒现象，并且沿着所述适配器的前部和后部以点接触方式反复施加较大载 荷。此外，由于细砂不断地被水冲入和冲出所述部件之间的间隙，所以细 砂将在实际上用作一种作用于所述部件上的研磨物质，来进一步加剧所述 部件的磨损。因此，用于疏浚工作的适配器不能象先前那样机械式固附在 疏浚机刀盘上的支臂上。
但是，这些缺点在本发明中得以克服，从而使得疏浚齿中的适配器可 以被机械式固附在支臂上。尤其是，所述基部的前部发生弯曲，并且与所
述适配器上的互补形邻接部发生接触。由此，当侧向载荷以;菱转方式推动 所述适配器时，承载表面的弯曲形状能够使得这些表面基本上完全直接地 相互接触。与点接触相反，这种完全接触方案大大减小了在所述组件拐角 处经受的应力。并非具有基本上如同点接触那样施加的很高载荷，所述载 荷基本上散布在整个承载表面上，来大大减小所述部件中的应力，并且相 应地，明显延长所述部件的使用寿命。
在一种优选构造中，所述拱形承载表面形成球形部分，来使得所述适 配器和基部的承载表面之间在水平的和竖直的横向载荷作用下基本上保持 完全接触。此外，所述基部的后承载表面与所述锁件的前部也最好带有类 似的拱形表面，来类似地在所述锁件与基部之间基本上保持完全接触。优 选的是，在所述适配器的前部和后部，所述承载表面的曲率半径源自于同 一点。
在本发明另一方面， 一种用于与除疏浚机刀盘之外的挖掘机一同使用 的耐磨构件，也可以通过结合前面针对适配器描述过的弯曲承载表面而受 益。
在本发明的再一方面，所述锁件被制成紧固所述基部与适配器之间的连接状态。紧固后的装置减轻了呼哒现象，并且由此延长了所述齿的使用
寿命。前述美国专利No.5653048公开了一种带有螺紋插头的锁件，所述螺 紋插头用于将适配器紧固在凸块上。尽管如此，挖掘工作中的应力和应变 均会不断地松动一个原先紧固起来的装置，使得所述适配器将仍旧发生偏 移，并且在所述基部上产生。卡哒现象，导致磨损增大，尤其是在高频刺入 和疏浚机刀盘上的齿的载荷发生变化时，更是如此。还有，利用一个松弛 的装置，将无法在水环境中防止所述组件在使用过程中发生咕哒现象。
因此，按照本发明的又一方面，所述锁件还包括一个弹性构件，其与 一个致动件协同工作，来保持所述适配器与基部之间的紧密配合，即使在 载荷已经导致所述部件之间产生磨损之后，也是如此。所述弹性构件被夹 持在一对刚性构件之间。所述致动件首先将适配器拉入与所述基部的紧密 配合状态，并且将所述刚性构件拉扯到一起，来压缩所述弹性构件。随着 由于磨损在所述装置中开始发生松弛，所述弹性构件发生延展，来减弱所 述适配器在基部上的任何偏移或者呼哒现象，并且由此保持这两个组件之 间紧密配合。所述刚性构件还最好具有至少一个挡块，这些挡块用于防止 所述弹性构件被过度压缩。以这种方式，所述刚性构件首先形成一个刚性 锁件，其被紧密地设置在所述适配器与基部之间，并且还防止内部的弹性 构件由于过载而发生永久变形。
如前所述，疏浚机刀盘上的支臂具有一种宽螺旋构造。最终，所述齿 均以一个独特方位从支臂上突伸出来，以便使得挖掘作用最大化。由于所 述齿以不同方位安装起来在支臂上，所以必须注意确保各个适配器合适地 位于所述支臂上。这个额外的定位步骤会进一步延长在已知刀盘中安装新 的适配器所需的时间。在图17所示出的示例中， 一种树脂被倾倒入所述凹 槽内，来环绕最先安装起来的适配器发生硬化，由此形成一个凹槽，该凹 槽适合于合适地连续定向用于疏浚工作的适配器。无论如何，这种设计仍 旧需要细心、耗时的步骤来首先将适配器合适地置于所述支臂上，同时需 要倾倒和固化所述树脂的额外工作。
正如可以明白的那样，由于在直接将适配器焊接到支臂上的过程中没 有对基部进行引导，比如在图18中所示，所以几乎无法合适地定位各个适 配器，来使得挖掘效率最大化。此外，随着位于疏浚机刀具上的支臂从基 座环延伸至所述盘芯，这些支臂没有统一的构造。为了避免必须制取特定形状的适配器来沿着所述支臂合适地装配在各个指定位置上的成本和麻 烦，适配器被制成在所述支臂上能够通用装配。由此，所述装配一般比较 松弛，由此使得甚至更难以合适地定位所述适配器来进行焊接。挖掘效率 由此通常损耗在这些齿在疏泼机刀具上的不合适安装。
在本发明的又一方面，所述支臂被制成沿着该支臂的前侧边缘带有多 个间隔开的定位结构，来将所述齿合适地定位在所需方位。所述定位结构 均具有相同的构造，尽管它们相对于周围支臂轮廓的方位可以发生变化， 以便沿着所述支臂针对特定位置合适地定位各个齿。在本发明的一个方面， 一个可分开的基部构件带有一个互补的联结结构，来与所述定位结构相匹 配，以便将所述适配器合适地支撑和定位在所述支臂上。最终，各个基部 均可以具有相同的形状，与它们沿着所述支臂的待安装位置无关。此外， 这些基部适合于以一种方便、精确以及快速的方式定位在疏浚机刀盘上。
在本发明的一个替代性实施例中， 一个焊接适配器(a weld-on adapter)包 括一个联结结构，来与设置于所述支臂上的定位结构相匹配，从而使得该 焊接适配器可以被轻易地固定在所述支臂上的合适位置处。与本发明中的
基部相同，这些适配器可以均被制成具有相同的形状，并且被轻易地正确 定位，与它们沿着所述支臂的待安装位置无关。


图1是一个按照本发明的固附装置的前向分解透视图。
图2是一个按照本发明的基部的透视图，结合有一个虚拟的球。
图3是所述基部的平面俯视图。
图4是所述基部的侧向正视图。
图5是一个按照本发明的疏浚机刀盘上的支臂的一部分的透视图。
图6是位于所述支臂上的基部的顶部透视图。
图7是一个按照本发明的适配器的后部透视图。
图8是所述适配器的侧向正视图。
图9是所述适配器的平面俯视图。
图IO是一个按照本发明的锁件的分解透视图。
图11是所述锁件的侧向正视图。
图12是所述锁件的平面俯视图。图13是所述锁件的透视图。
图14是所述锁件沿着图13中的线XIV-XIV的横剖视图。
图15是一个按照本发明的齿在侧向载荷下的示意性俯视图。
图16是一个现有技术中的齿在侧向载荷下的示意性俯^L图。
图17是一个现有技术中的疏浚机刀盘的透视图。
图18是另外一个现有技术中的疏浚机刀盘的透视图。
图19是在另一实施例中一个安装于疏浚机支臂上的焊接适配器的透视图。
图20是一个替代性焊接适配器的侧向视图。
具体实施例方式
本发明属于一种用于将一个耐磨构件固定在挖掘机上的装置。本发明 尤其适合于将一个齿安装在疏浚机刀盘上，因为在优选构造中，所述齿能 够很好地承受疏浚工作中典型的强大横向载荷，并且减弱部件的。卡哒现象。 尽管如此，按照本发明的齿也可以与其它挖掘机一同使用。此外，用于挖 掘设备中的其它耐磨构件(比如护罩)也可以利用本发明安装起来。
按照本发明， 一个齿30包括一个基部或者底座32、 一个适配器34、 一个顶尖(未示出)以及一个锁件36 (图1 )。这些齿组件将不时地以相关 术语进行描述，比如向上和向下，尽管疏浚设备的工作过程会使得所述齿 呈现许多不同的方位。这些方向仅用于解释目的，并且一般将相对于图1 中的方位进行理解。
在优选构造中，基部32具有一个下侧l逸部38、 一个前侧本体40以及 一个上侧腿部42,总体上呈一个包绕在刀盘支臂48的前侧边缘44周围的 U形构造(图1-4)，用于进行补强。所述基部最好是一个整体式铸造产品， 其通过焊接被固定在所述支臂上，但是也可以被机械式固附起来或者构造 成一个组合式构件。可选择地，所述基部可以作为这样一种结构被固定在 所述支臂上，即被铸造成所述支臂的一个整体部分(未示出)。
下侧腿部38仅沿着支臂48的下侧面47延伸短暂距离，尽管其可以被 省略或者带有一个延展结构。上侧腿部42沿着支臂48的上侧面55向后延 伸，并且包括一个用于固定所述适配器的联结结构56。由于疏泼机刀盘的 支臂的下侧面或者内侧面47较为难以接近，所以所述联结结构最好被成形在该支臂的上侧面或者外侧面55上。尽管如此，也可以具有其它构造。例
如，所述腿部可以在支臂上颠倒，或者可以在所述支臂的上侧面和下侧面
上均设置一个联结结构。腿部38、 42和本体40共同限定出一个面对着所 述支臂的内表面54。为了有利于将所述基部高效地焊接在所述支臂上，内 表面54被加工成基本上与其所正对的那部分支臂48的轮廓一致。所述基 部基本上沿着其整个周边被焊接在所述支臂上，以便将该基部牢固地固定 在刀盘上。
上侧腿部42沿着所述支臂的上侧面55朝向本体40的后侧延伸，来限 定出用于固定所述适配器的联结结构56。该联结结构56最好是一个轴向的 T形榫舌57,该榫舌57与适配器34上的一个互补形结构58滑动配合。尽 管如此，也可以使用其它带有至少 一个侧向延伸肩台的结构来将所述适配 器与基部联结起来。例如，所述联结结构56将被制成其它总体呈T形的榫 舌，比如鸡尾榫舌和其它以对称方式侧向变宽的榫舌、其它非对称形状的 榫舌、或者具有T形、鸿尾形或者其它形状的切槽。在任何情况下，所述 上侧腿部最好首先在本体40的上方向上延伸，以便使得适配器能够滑过所 述本体，并且与所述榫舌联结起来。上侧腿部42的后端壁限定出一个适合 于与锁件36发生配合的后侧承载表面60。正如下面更为全面讨论的那样， 该后侧承载表面最好发生弯曲，并且更为优选的是限定出 一个外凸式球形 部分(图2)。尽管如此，也可以使用平整的后侧承载表面，虽然益处减少。
本体40从支臂48的前侧边缘44向前突伸，来在使用过程中抵抗施加 在齿30上的力。在优选构造中，所述本体包括侧壁50、 52，顶壁64和底 壁66,以及一个前侧承载表面68。该前侧承载表面68呈一个外凸式弯曲 形状，如下面更为全面讨论的那样，用以保持在所述齿受到横向载荷的过 程中基本上与所述适配器上的互补表面完全面接触。在优选构造中，前侧 承载表面68限定出一个外凸式球形部分(如图2中阴影部分所示)，来接 纳任何方向的横向载荷，比如侧向载荷、向上的载荷、向下的载荷或者会 在所述齿的纵轴69上施加一个横向力的任何虚拟载荷。尽管如此，承载表 面68将被制成带有这样一个表面，其在水平和竖直方向上发生弯曲，但是 并非呈球形。在这种构造中，在任一或者两个弯曲方向上的曲率半径可以 是固定的或者发生变化。此外，承载表面68将仅在一个方向上带有一个弯 曲形状，虽然益处减少。例如，承载表面68将仅在水平或者竖直方向上或者在任何所需的特定方向上发生弯曲。但是，当仅在一个方向上发生弯曲 时，仅可以针对在沿着与该承载表面的弯曲部分大体相同的方向上的横向 载荷保持所需的完全面接触。
限定出承载表面68的曲率半径取决于存在于所述基部与适配器之间的 相对间隙。例如，在所述部件之间形成一个间隙，来确保所述适配器可以 被联结在所述基部上，尤其是沿着所述联结结构。当在所述齿尖上施加一 个横向载荷时，适配器将发生旋转，直至所述间隙沿着侧边在斜对的拐角 处闭合，形成一个抵抗所述横向载荷的联结部。如果所述基部与适配器之 间的间隙沿着基部32的前端和后端相同时，那么所述适配器的旋转中心将 大致位于基部32的中心点M处(即承载表面60、 68之间的中心点)。但是， 如果与另一端部相比在一个端部处的间隙较小时，那么所述旋转中心将靠 近带有较小间隙的端部，这取决于所述部件之间的不均衡量，即所述间隙 的不均衡度越大，那么所述旋转中心朝向带有较小间隙的端部的偏移量就 越大。在优选构造中，所述旋转中心被用作曲率半径的虚拟中心点。正如 可以明白的那样，所述间隙沿着侧边的差异将与沿着所述基部与适配器的 顶部和底部的间隙不同。在这种构造中，在水平方向上的弯曲部最好不同 于在竖直方向上的弯曲部，以便对应于不同间隙的差距。
在优选构造中，如图2中所示，后侧承载表面60与前侧承载表面68 以相同方式发生弯曲，尽管它们也可以以不同方式发生弯曲。因此，所述 后侧承载表面可以与前面针对前侧承载表面68讨论过的方式发生变化(比 如在一个或者多个方向上发生弯曲)。优选的是，后侧承载表面60和前侧 承载表面68由源自于同一点的曲率半径加以限定，所述点与适配器的旋转 中心重合。但是，由于所述部件在强大载荷下会不可避免地发生挠曲，所 以限定出用于所述前侧和后侧承载表面的曲率半径的点会存在某些偏离。 还有，后侧承载表面60可以一个非常不同的起始点，用于限定出所述曲率 半径，或者甚至可以是平整的，尽管这种构造将在所述锁件上和所述基部 的后部上强加较高的应力。因此，所述前侧和后侧承载表面不仅可以具有 相同的弯曲部，而且还可以筒单具有对应的弯曲部，即尽管它们可以分别 具有不同的长度，但是曲率半径源自于同一点。例如，如果如前所述那样 适配器的旋转中心相对于前端较为靠近后端，那么与前侧承载表面68相比， 后侧承载表面60将最好具有一个较小的曲率半径。支臂48的前侧边缘44最好带有多个间隔开的定位结构65,用于安装 挖掘齿。在一个优选实施例中，各个定位结构均包括一个从凹槽71中突伸 出来的定位突起70 (图5)。在优选构造中，各个定位突起均在模具中利用 一个特殊形状的芯体而被铸造为所示支臂的一部分。所述芯体被以所需方 位置于模具中，用于合适地将各个齿定位在所述支臂上。以这种方式，在 将所述适配器定位在支臂上时不存在困难。铸造在支臂48上的定位突起70 已经提供了用于所述齿的预期方位。
在优选构造中，所述定位突起从一个形成于支臂48的前侧边缘上的凹 槽71中突伸出来。正对着所述基部本体的侧壁50、 52的内侧边缘53、 54 的凹槽底部上的开槽表面72最好遗留一个微小间隙。该间隙也使得操作人 员能够根据需要更为轻易地将所述基部从支臂上切割下来。优选的是，在 侧壁50、 52的外表面74、 75与倾斜表面76之间存在一个空间73,以便进 行焊接操作。所述适配器包括一个联结结构78，该结构78与定位结构65 相互作用，来合适地将挖掘齿定位成使得挖掘效率最大化。在这种构造中， 基部32的本体40限定出一个插槽77，该插槽77匹配地接收定位突起79, 来合适地将所述基部定位和支撑在所述支臂上。突起70的侧面79和自由 端面80装配在限定出插槽77的互补形表面上，来将所述齿合适地定位于 所述支臂上，并且除了焊接之外提供用于所述凸块的支撑作用。为此，突 起70最好具有一个明显的向前延展部。在一种优选构造中，所述突起在开 槽表面72之外延伸出大约1.50英寸，并且位于0.75至2.25英寸的范围内。 尽管如此，可以利用或少或多的突起延展部。
呈适配器34形式的耐磨构件(图1和7-9)具有一个安装在基部32 上的后侧部分86，和一个用于固定顶尖或者尖端的前侧部分88 (未示出)。 在优选构造中，所述前侧部分包括一个向前突伸的突起90，该突起90被容 置在顶尖上的插槽内。所述突起可以具有任何用于安装一个顶尖的构造。 在该实施例中，所述前侧部分还包括一个用于接收卡锁销(未示出)的切 槽92，以便将所述顶尖固定在适配器上。后侧部分86包括一个上侧腿部 94， 一个下侧腿部96以及一个中间部分98。适配器34的下侧力逸部96叠置 在底壁66上。腿部96的后端97正对着所述基部的前壁101，从而4吏得在 极端载荷下，壁101用于阻止所述适配器在基部上发生偏移。上侧腿部94 向后延伸，来叠置在顶壁64和基部32的上侧腿部42上。适配器34的上侧腿部包括一个联结结构58，其适合于于基部32上的联结结构56相匹配。 因此，适配器34上的联结结构可以以与用于基部32的联结结构相同的方 式发生变化。在优选实施例中，上侧腿部94包括一个T形切槽103,该切 槽103匹配地接收T形榫舌57。 T形切槽103沿着内表面104敞口 ，并且 位于上侧腿部94的后壁106上，来有利于接收榫舌57。凸肋107最好沿着 中部98的内侧边缘108形成，用于增大强度，来阻止在使用过程中发生断 裂(图1 、 7和8 )。
适配器的中部98包括一个内部凹槽109,该内部凹槽109具有一个适 合于邻接在基部32的前侧承载表面68上的邻接部或者邻接表面105。因此， 邻接部105和承载表面68均最好限定出一个曲率半径基本上相同的球形部 分，尽管主要由于所述部件在强大载荷下发生的挠曲会使得弯曲部分在一 定的范围内存在差异。如前所述，邻接部105和承载表面68的优选形状由 这样一个曲率半径加以限定，即该曲率半径取决于适配器和基部的前端部 与后端部之间的间隙。在最为优选的构造中，所述基部与适配器之间的间 隙沿着侧边以及顶部和底部从前至后保持一致，从而使得弯曲的承载表面 68、 105均限定出一个球形部分。限定出所述球形部分的曲率半径的实际所
面68、 105的曲率半径最好不大于基部32的长度(即后侧承载表面68与 前侧承载表面68之间的距离)，以避免具有过于宽阔的圆弧。
如图15中所示，侧向载荷Ll趋于使得适配器34相对于基部32环绕 一个旋转中心C进行旋转。限定出承载表面68和105的曲率半径源自于同 一个旋转中心。由于邻接部105与承载表面68之间匹配的拱形构造，这些 表面基本上保持相互之间完全面接触。因此，不会象点接触那样沿着轴向 施加作用力，导致所述部件永久磨损。相反，所述轴向载荷基本上被分散 在整个邻接部105和承载表面68上，以大大降低所述部件中的应力。最终， 基本上消除了与合力R2、 R3 (图16)相伴的较高应力。
适配器34还在上侧腿部94的后部上包括一个开口 IIO(图l和7-9)。 在优选构造中，开口 IIO总体呈长方形构造，带有一个弯曲的前壁113和一 个弯曲的后壁115。尽管如此，并非必须使得所述壁发生弯曲或者所述开口 总体呈长方形构造。相反，所述开口可以在实际中呈任何形状，只要能够 接收所述锁件，并且相应地将所述适配器固定在基部上即可。如果在使用过程中适配器34发生了偏移，那么锁件36将趋于与该适配器一同移动。 由此，在所述锁件与适配器之间通常不会存在明显偏移，并且由此不会在 它们之间产生过度磨损。后壁115最好包括一个孔117，该孔117延伸穿过 上侧腿部94的后端106,来容纳锁件36的调节装置。尽管如此，孔117可 以具有各种其它形状，或者如果没有使用调节装置或使用了无需利用由孔 117提供的空间的调节装置，也可以被省除。
锁件36适合于被容置在开口 110中(图1和10-14)。在优选构造中， 锁件36总体上呈长方形构造，带有一个弯曲的前壁123和一个弯曲的后壁 125,来与开口 110的构造相匹配。尽管在所述适配器与锁件之间不太可能 发生偏移，但是弯曲壁115、 125有助于在发生偏移的情况下减轻任何磨损。 尽管如此，锁件36可以以与前面针对开口 110讨论过的相同方式具有各种 形状。
在优选构造中，锁件36包括一个外侧部件127、 一个内侧部件129 — 个弹性构件131以及一个致动件，最好呈螺钉133的形式。外侧部件127 限定出一个凹腔134,用于接收内侧部件129和弹性构件131。 一般来说， 外侧部件127总体上呈C形，包括一个基壁135、 一个顶壁137以及一个底 壁139。 一对唇缘141、 143从顶壁137和底壁139开始相向延伸，来将内 侧部件129和弹性构件131约束在凹腔134中。基壁135包括一个孔136, 用于接收螺钉133。所述内侧部件也总体上呈C形构造，带有一个中间壁 147和两个侧壁149。所述两个C形组件装配在一起，来总体上限定出一个 箱子形状。在优选的弯曲构造中，侧壁149相对于中间壁147形成钝角， 来与外侧部件127的侧边缘150相匹配。 一个带有内螺紋的凸块151从中 间壁147的中心向后延伸，来接收螺钉133。弹性构件131最好是一个高弹 体。在优选构造中，所述高弹体由氯丁橡胶或者合成橡胶制成，尽管也可 以使用其它类型的弹性材料。所述高弹体被加工成环绕凸块151容置在内 侧部件129中。在优选构造中，弹性构件131具有一个带有孔138的基部 132和一对支臂部分142。尽管如此，也可以使用其它形状。此外，其它类 型的弹性材料也可以使用，比如或者Bellville弹簧或者螺旋弹簧。
所述锁件通过将弹性构件131设置于内侧部件129中的凸块151的周 围而被组装起来。组合起来的内侧部件和弹性构件可以随后被侧向插入到 外侧部件127中的凹腔134侧，即利用侧边缘150。 一旦凸块151与孔136对齐，螺钉133最好净皮回旋入凸块151之内，直至被容置于孔136中。所 述螺钉能够确保所述组件不会被偶然发生散落。
在使用中，在适配器34被置于基部32上之后，锁件36被插入到开口 110内，同时榫舌57被容置在切槽103中(图l)。螺钉133包括一个头部 153，该头部153带有某些用于配合一个工具(未示出)的措施，用于旋转 所述螺钉。在优选实施例中，螺钉头部153具有内侧平整部155,用于接收 一个合适的扳手。螺钉133的自由端部包括一个承载表面157,当该螺钉前 移时，承载表面157邻接在后侧承载表面60上。
抵靠后侧承载表面60进一步前移螺钉133,会导致基壁135的后表面 125向后推动开口 110的后壁115。所述锁件的这种延展会导致适配器34 上的邻接部105与基部32的前侧承载表面68处于紧密邻接关系。在这种 邻接之后进一步前移螺钉133，将导致内侧部件129朝向外侧部件127移动， 来对弹性构件131进行压缩，直至侧壁149邻接在基壁135上。所述侧壁 将邻接在基壁135上，来防止所述弹性构件被过度压缩。如果所述高弹体 是一种不可压缩橡胶材料或者类似材料，那么在所述内侧部件与外侧部件 之间存在足够的敞口空间，来允许内侧部件129被拉靠在外侧部件127上。 根据在将所述适配器联结到基部上的阻力，在某些情况下所述弹性构件可 以在适配器被完全紧固到基部上之前受到压缩。在任何情况下，通过使得 内侧部件129与外侧部件127贴切^:触，锁件36首先成为一个刚性的锁定 构件。随着磨损在适配器34与基部32之间开始发展，弹性构件131发生 延展，来减弱所述适配器相对于基部的运动，并且保持所述齿组件之间处 于紧固关系。锁件36的这种延展持续进行，来将所述组件紧密的保持在一 起，直至弹性构件131达到其最大延展状态(即当内侧部件邻接在唇缘141、 143上时)。
位于螺钉133上的承载表面157最好具有一个内凹的拱形表面，来与 对应的后侧承载表面60发生配合(图4)。在最为优选的构造中，承载表面 60与157均被制成一个球形部分。以这种方式，随着适配器34在横向载荷 下发生偏移(即随着所述适配器环绕其旋转中心发生旋转)，承载表面157 保持基本上与后侧承载表面60完全接触。尽管承载表面60和157可以被 制成具有相同的曲率半径，但是螺钉133上的承载表面157也可以被制成 具有一个较小的曲率半径，以便通过圆形接触来与后侧承载表面60发生接触。所述后侧基部表面的球形构造还能够使得螺钉133发生圆形接触，来 在所述适配器发生任何偏移的过程中保持基本上与基部32完全接触。
可选择地，也可以使用其它锁件，只要它们邻接在适配器34和基部32 上即可，以便防止所述适配器从基部上向前滑落。例如，可以使用一个带 有其它调节装置的锁件，比如在授予Jones等的美国专利No.5653048中公 开的流体致动件，在此通过引用将该美国专利结合入本发明。类似地，在 没有调节装置的条件下，也可以使用比如在授予Jones等的美国专利 No.5088214中公开的开口和锁件，在此通过引用将该美国专利结合入本发 明。
在一个替代性构造中，在没有基部32的条件下，焊接适配器175可以 被安装在疏浚机刀盘支臂48上的定位结构65上(图19 )。尽管使用这种适 配器不会提供前述机械固附起来的适配器的易于去除和安装操作，但是所 述定位结构仍旧易于对适配器进行定位以及额外支撑。在优选构造中，适 配器175包括一对分叉的腿部177、 178,它们骑跨在所述支臂上，尽管也 可以使用单一腿部(未示出)。如果使用了单一腿部，那么该腿部将最好被 设置在所述支臂的上侧面上，来使得便于将所述适配器焊接到支臂上。所 述适配器包括一个联结结构180,来与定位结构65匹配地装配起来，以便 合适地定位所述适配器，并且由此合适地定位所述齿尖(未示出)，来使得 挖掘效率最大化。如同基部32那样，适配器175包括一个插槽183，该插 槽183匹配地接收突起70,同时正对着侧面79和端面80的表面在使用中 合适地定位和支撑所述适配器。接着，所述适配器被沿着其周边的全部或 者部分焊接起来。还有，如同凸块32那样，所述适配器最好与开槽表面72 间隔开，以便更易于将所述适配器从支臂上去除下来。
在另外一种替代性构造中，适配器175a包括一个用于定位和支撑的联 结结构180a,该联结结构180a没有位于突起70的上方(图20 )。在这种方 案中，各个定位结构均包括一对间隔开的表面，这对表面具有一个特殊形 状并且间隔开，以便配合、支撑并且合适地定位一个耐磨构件。例如，突 起70的各个侧面上的开槽表面72均被制成带有这样一个形状，其与连接 腿部177a、 178a的桥接部185a的内侧边缘表面相匹配。随后，桥接表面 185a置靠在开槽表面上，来合适地定位所述齿。 一个带有联结结构180a的 适配器可以包括一个较大的插槽183a,该插槽183a不会与突起70发生配合，或者可以与不包括突起70的支臂一同使用。
在另外一种替代性构造中，另外一种焊接适配器可以被装配在基部32 上。在这种构造中，所述适配器包括一个插槽，该插槽匹配地接收本体40， 并且包括一个结构，比如一个凹槽，该凹槽能够使得所述支臂装配在基部 32上的榫舌上，但不被连接在其上。可选择地， 一个不带有腿部或者带有 一个没有联结榫舌的腿部的基部可以与所述焊接适配器一同使用。在任一 种情况下，基部32的本体40合适地定位所述适配器并且对其提供支撑， 所述适配器随后被焊接在支臂上。
前述内容涉及本发明的优选实施例。在不脱离如权利要求中所限定的 本发明精神实质和更多方面的条件下，存在有各种其它实施例，并且可以 进行多种改变和替代。
权利要求
1、一种疏浚机刀盘包括多个支臂，所述支臂在一端通过环和在另一端通过盘芯互相连接，各个所述支臂均包括前侧边缘，该前侧边缘带有多个基部；多个适配器，该适配器与所述基部可松脱地联结，各个所述适配器包括限定突起的前侧端部，该突起用于安装呈挖掘齿形式的耐磨构件；和后侧安装部分，该后侧安装部分与所述基部的一个可松脱地联结，且该后侧安装部分包括开口；以及多个锁件，各个所述锁件可移除地插入所述适配器之一的开口中，以便与所述适配器和关联的基部接触，以便可松脱地将各个所述适配器固定在相应支臂上。
2、 按照权利要求1所述的疏浚机刀盘，其中，多个基部固定在各个支 臂上，且各个所述适配器的安装部分包括向后延伸的腿部，该腿部有用于 接收基部之一的 一部分的切槽。
3、 按照权利要求1或2所述的疏浚机刀盘，其中，各个所述基部有一 致的外形，该外形限定出第一纵轴，各个所述基部还相对于固附有基部的 所述支臂的前侧边缘有独特方位，以便各个所述基部的纵轴与所述支臂的 前侧边缘以 一角度相交，该角度与同 一支臂上至少 一个其他基部的纵轴不 同。
4、 按照权利要求1-3中任一项所述的疏浚机刀盘，其中，各个所述基 部包括突起，该突起向固附有基部的所述支臂的前侧边缘之前突伸。
5、 按照权利要求4中所述的疏浚机刀盘，其中，所述基部的各个所述 突起包括顶壁、底壁和两个侧壁，且各个所述适配器包括用来接收所述基 部突起的插槽，其中，各个所述插槽包括与所述顶壁匹配接触的上部定位 面、与所述底壁匹配接触的底部定位面以及两个与所述侧壁匹配接触的侧 部定位面。
6、 按照权利要求4或5所述的疏浚机刀盘，其中，各个所述基部的突 起包括前侧表面，各个所述插槽还包括邻接表面，该邻接表面与所述前侧 表面接触，以便将耐磨构件轴向地定位在所述突起上。
7、 按照权利要求1-3中任一项所述的疏浚机刀盘，其中，各个所述基部沿所述支臂前侧边缘包括间隔开的、基本面向前方的限位面，其中，各 个所述适配器包括间隔开的定位面，该定位面成形为与限位面匹配接触且 适当地使待用适配器定位。
8、 按照权利要求1-7中任一项所述的疏浚机刀盘，其中，各个所述基部被焊接至所述支臂，且各个所述基部包括适于正对所述支臂的内表面， 该内表面具有外围边缘和凹槽，该凹槽大体平行于所述外围边缘至少一部 分地延伸。
9、 按照权利要求8所述的疏浚机刀盘，其中，所述凹槽基本围绕各个 所述基部内表面的整个外围延伸。
10、 按照权利要求8或9所述的疏浚机刀盘，其中，所述凹槽设置在 热影响区的周围，该热影响区由将各个所述固附件沿所述内表面外围焊接 至支臂引起。
11、 按照权利要求8-10中任一项所述的疏浚机刀盘，其中，所述凹槽 包括圆形底面，该底面远离各个所述固附件中的内表面。
12、 按照权利要求1-11中任一项所述的疏浚机刀盘，其中，各个所述 基部包括纵向榫舌，且各个所述适配器包括用来接收所述榫舌的纵向切槽。
13、 按照权利要求12所述的疏浚机刀盘，其中，各个所述榫舌包括一 对导轨，且各个所述切槽包括一对凹槽，该凹槽用来接收导轨并防止适配 器的非纵向移动。
14、 按照权利要求1-13中任一项所述的疏浚机刀盘，其中，各个所述 基部包括至少一个向后延伸的腿部和位于所述腿部后端的承载表面。
15、 按照权利要求1-13中任一项所述的疏浚机刀盘，其中，各个所述 基部包括一个前侧本体，该前侧本体向固定有基部的所述支臂前侧边缘之 前突伸。
全文摘要
一种用于安装尤其适用于疏浚机刀盘的挖掘齿(30)的装置，包括基部(32)、适配器(34)以及锁件(36)。基部(32)包括弯曲的凸承载表面，该承载表面邻接所述适配器上的弯曲的凹承载表面。所述弯曲的承载表面能够在横向载荷下基本上保持相互完全接触。
文档编号A01DGK101302768SQ20081008126
公开日2008年11月12日 申请日期2002年11月8日 优先权日2001年11月9日
发明者查尔斯·G·奥林格第四, 诺厄·D·考吉尔 申请人:艾斯科公司