用于铲斗的衬垫系统的制作方法

本申请要求于2013年10月17日提交的美国临时专利申请第61/892261号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

发明领域

本发明涉及挖掘机械领域。更具体地说，本发明涉及铲斗的衬垫(liner)系统。

背景技术：

诸如电动绳铲、动力铲或索铲等的工业机械被用来执行从矿藏中移除物料的挖掘操作。在传统的绳铲中，铲斗被连接到杆上，而所述铲斗由穿过动臂滑轮的索或绳子来支撑。所述绳子被固定到索套上，该索套被可枢转地连接于所述铲斗。所述杆沿着鞍块进行运动以控制所述铲斗的位置。在提升过程中，所述绳子被所述机械的底座上的绞车卷起，向上提起铲斗通过采掘面，并松释待挖掘的物料。铲斗穿过物料的这种运动会在铲斗的一个或多个表面产生磨损。

技术实现要素：

根据一种构造，一种挖掘机械包括动臂、联接于动臂的杆、以及联接于所述杆的铲斗。所述挖掘机械进一步包括联接于所述铲斗的衬垫系统。所述衬垫系统包括联接于所述铲斗的表面的第一引导构件和第二引导构件，其中所述第一引导构件和第二引导构件与铲斗的表面限定了沿着所述铲斗延伸的槽，并且所述衬垫系统进一步包括至少部分位于所述槽中的嵌件(insert)，所述第一引导构件的一部分阻止所述嵌件离开铲斗的表面。

根据另一种构造，一种将衬垫系统安装到挖掘机械的铲斗上的方法包括将第一引导构件和第二引导构件均联接于铲斗的表面。所述第一引导构件和第二引导构件与铲斗的表面限定了沿着所述铲斗的槽。该方法还包括在所述第一引导构件和第二引导构件之间滑动嵌件，从而使得所述嵌件至少部分位于所述槽中。

根据另一种构造，一种用于挖掘机械的铲斗的衬垫系统包括联接于铲斗的表面的多个引导构件，所述多个引导构件被隔开从而在相邻的引导构件之间形成槽。所述衬垫系统还包括多个嵌件，每个嵌件的大小被设置为可安装于所述槽中的一个，从而使得当所述嵌件至少部分位于所述槽中时，所述引导构件阻止所述嵌件离开所述铲斗的表面。

本发明的其它方面通过具体实施方式和附图将会变得清楚。

附图说明

图1是挖掘机铲的透视图。

图2是挖掘机铲的铲斗的局部视图，示出了根据本发明的一种构造的衬垫系统。

图3是衬垫系统的局部放大视图，示出了被布置于衬垫系统的槽中的单个嵌件。

图4是包括衬垫系统的一个或多个部件的套件(kit)的示意图。

在本发明的任何具体实施方式被详细解释之前，应当理解本发明的应用并非局限于如下的描述和如下图所示的构造细节和部件的配置。本发明可以包括其他的实施方式，并且可以被以各种方式实践和实施。同样，应当理解此处所用的措辞和术语是为了描述而不应该被认为是限制。

具体实施方式

图1示出了动力铲10。所述铲10包括移动底座15、驱动履带20、转台25、旋转支架30、动臂35、动臂35的下端40(也被称为动臂脚)、动臂35的上端45(也被称为动臂头)、拉索50、龙门拉紧构件55、龙门压紧构件60、可旋转地安装在所述动臂35的上端45上的滑轮65、铲斗70、可枢转地连接于所述铲斗70的铲斗门75、提升绳80、绞车卷筒(未示出)、铲斗杆85、鞍块90、输送轴(shipper shaft)95、以及传动单元(也被称为挖掘驱动装置，未示出)。所述转台25允许所述上部支架30相对于下部底座15旋转。所述转台25限定了所述铲10的转动轴100。转动轴100垂直于所述底座15所限定的平面105。该平面105大致对应于地面或支持面的水准面。

所述移动底座15由驱动履带20支撑。移动底座15支撑转台25和旋转支架30。所述转台25可以相对于移动底座15进行360度旋转。动臂35在下端40处被可枢转地连接于旋转支架30。所述动臂35通过拉索50与旋转支架30保持向上和向外延伸的关系，所述拉索被固定于龙门拉紧构件(gantry tension member)55和龙门压紧构件(gantry compression member)60。所述龙门压紧构件60被安装在旋转支架30上。

所述铲斗70被通过提升绳80从动臂35上悬吊下来。所述提升绳80被缠在滑轮65上并在提梁110处附接于所述铲斗70。所述提升绳80被固定于旋转支架30的绞车卷筒(未示出)。所述绞车卷筒被至少一个具有传动单元(未示出)的电机(未示出)所驱动。当所述绞车卷筒旋转时，提升绳80被放松以降低铲斗70，或被拉紧以升起铲斗70。所述铲斗杆85也连接于铲斗70。铲斗杆85被可滑动地支撑在鞍块90中，而鞍块90在推进轴95处被可枢转地安装于动臂35。所述铲斗杆85包括在其上的齿条结构，该齿条结构与安装在鞍块90上的驱动齿轮(未示出)相啮合。所述驱动齿轮通过电机和传动单元(未示出)驱动，以相对于鞍块90延伸或收缩所述铲斗杆85。

电源被安装于旋转支架30，用于为驱动提升卷筒的提升电机(未示出)、一个或多个用于驱动挖掘传动单元的挖掘电机(未示出)、以及一个或多个用于转动转台25的旋转电机(旋转电机)供电。每个挖掘、提升和旋转电机都是被其自身的电机控制器所驱动，或者替代地响应来自于控制器(未示出)的控制信号而被驱动。

图2和3示出了用于铲斗70的衬垫系统115。当铲斗70被摆动以通过物料堆去采挖物料时，以及当物料中的粗糙成分(例如矿石和石头的碎片)刮擦铲斗70时，所述衬垫系统保护铲斗免于受到磨损或损害。所述衬垫系统115被连接于铲斗70的表面120(例如，内表面)。所述表面120可以是铲斗70在使用过程中暴露于粗糙物料的任何表面。

根据图2和3，所述衬垫系统115包括连接于所述表面120的引导构件125。例如，在某些构造中，所述引导构件125为焊接于表面120的独立部件，而在另一些构造中，所述引导构件125与表面120一体成型。在一些构造中，所述引导构件125被固定于表面120。所述引导构件125为拉长的、金属(例如，钢)的结构，被大体相互平行地沿着表面120排列，并且被大体均匀地彼此间隔开。如图3所示，每个引导构件125均具有大致为梯形的横截面形状，该形状由第一表面130、被配置为与所述第一表面130相对的第二表面135、延伸于所述第一表面130和第二表面135之间的第三表面140、以及延伸于所述第一表面130和第二表面135之间的第四表面145所共同限定。所述第一表面130相对于表面120以及第二表面135大体平行延伸。第一表面130具有宽度150，该宽度大于第二表面135的宽度155。所述第二表面135，连同表面140和145与第二表面135的相交区域，被连接(例如，焊接)于表面120。

所述第三表面140延伸于第一表面130和第二表面135之间，并相对于表面120成锐角160。所述第四表面延伸于第一表面130和第二表面135之间，并相对于表面120成锐角165。所述锐角160与锐角165彼此相等，并且如图2和3所示，第三表面140与第四表面145朝向表面120聚拢。在一些构造中，所述锐角160和锐角165彼此不相等。

继续参照图2和3，所述引导构件125与表面120限定了沿着铲斗70的槽170。具体地说，根据图3，某个引导构件125的成角度的第四表面145、另一个引导构件125的成角度的第三表面140、以及表面120形成了槽170，所述槽170相对于引导构件125平行延伸并延伸于两个引导构件125之间。如图3所示，每个槽170具有宽度175(在所示构造中，表示两个第一表面130之间的距离)，该宽度175限定了槽170的最狭窄部分。

继续参照图2和3，所述衬垫系统115还包括嵌件180。所述嵌件为位非金属(比如，抗磨损聚合物、陶瓷)嵌件，该嵌件180被可移除地连接于引导构件125和铲斗70。所述嵌件180被成行地排布在槽170中。所述嵌件180是标准化的，从而使得任意的嵌件180可以被另一个相同的嵌件180所替代。

每个引导构件125均包括末端185。末端185限定了至少一个进入两个引导构件125之间的槽170的入口(access opening)190。通过滑动所述嵌件180进入所述入口190并继续沿着槽170滑动所述嵌件180，将所述嵌件180连接于引导构件125和铲斗70。

如图2和3所示，当在槽170中时，所述嵌件180基本被引导构件125保持，并被阻止离开表面120。具体地说，并参照图3，每个嵌件180具有第一表面195、被配置为与第一表面相对的第二表面200、延伸于所述第一表面195和第二表面200之间的第三表面205、以及延伸于所述第一表面195和第二表面200之间的第四表面210。所述第一表面195具有宽度215，该宽度215小于所述第二表面200的宽度220，并且还小于所述槽170的宽度175。所述第一表面195和第二表面200之间的高度230大于引导构件125的高度235，从而使得第一表面195、第三表面205的一部分和第四表面210的一部分被暴露在引导构件125之上。

所述第三表面205和第四表面210相对于第一表面195倾斜一定的角度，从而使得所述第三表面205和第四表面210从第一表面195起逐渐偏离。所述第三表面205和第四表面210分别相对于表面120成锐角160和165，该角度与第四表面145和第三表面140所成的锐角160和165相同，从而使得所述第三表面140相对于第四表面210平行延伸，而第四表面145相对于第三表面205平行延伸。

如图3所示，第四表面145与第三表面205沿着每个第四表面145和每个第三表面205的至少一部分彼此重叠并紧邻(比如，接触并沿着彼此滑动)。同样地，第三表面140与第四表面210沿着每个第三表面140和每个第四表面210的至少一部分彼此重叠并紧邻(比如，接触并沿着彼此滑动)。

因为嵌件180具有至少一个宽度220，该宽度220大于所述槽的最窄宽度175，并且由于表面145、205彼此重叠且表面140、210也彼此重叠，所以嵌件180被保持在槽170中，并且被阻止脱离槽170。一般只有通过沿着槽170滑动该嵌件180，所述嵌件180才可以被移动，并且一般只有通过将嵌件180从入口190滑出才能将其从槽170移除。

引导构件125和嵌件180的其他构造包括与图示的不同的形状。例如，在某些构造中，引导构件125为T形，而嵌件180为矩形。在某些构造中，所述嵌件180具有弯曲的第一表面195或者第二表面200，从而更紧密接近于弯曲表面120。

继续参照图2和3，大量的嵌件180可以被插入任一槽170中。在某些构造中，每个槽170都完全装满了嵌件180。在某些构造中，只有一个或多个槽170的一部分被装满了嵌件180。所述嵌件180彼此紧挨着排列，并且彼此接触，从而使得所述第一表面195，连同第三表面205和第四表面210的一部分，在引导构件125上方伸出并形成一个磨损区域或多个磨损区域240。所述磨损区域240，连同引导构件125，承受经过铲斗70上(图2和3中的箭头242代表物料的运动)的粗糙物料的冲击力和磨损。随着引导构件125和磨损区域240的磨损，嵌件180依然能够保持于槽170中。

在某些构造中，在嵌件180被插入槽170之前，粘合剂或膨胀泡沫被施加于嵌件180和/或槽170。一旦所述嵌件180被布置于需要的位置，所述粘合剂或泡沫将所述嵌件保持并固定于槽170中的适当位置。

如图2和3所示，每个嵌件180还包括开孔245。所述开孔245有助于减少所述嵌件180的整体重量。其他构造不包括开孔。使用低密度或者低重量的嵌件180的一个优势在于，铲斗70不会因衬垫系统115而大幅度地下坠和受影响。例如，由于衬垫系统115所增加的相对低的重量，增加衬垫系统115不会对铲斗70的切削力以及铲车10的额定容量产生显著的影响。此外，由于嵌件180重量轻且实际上是标准化的，所述衬垫系统115的总重量可以根据具体需求来调整和微调。

继续参考图2和3，如果一个或多个嵌件180出现损坏，整体的衬垫系统115依然保持可以运行。具体地说，如果一个嵌件被损坏(例如，破损或碎裂等)，所述衬垫系统115可以依靠剩余的嵌件180来承受铲斗70上的磨损。碎裂的嵌件180所占据的空间可以被尘土填满，从而允许衬垫系统115继续有效地履行其功能。如果嵌件180没有被粘附或固定到适当位置，新的嵌件180可以通过以下的方式添加，即将嵌件180插入到入口190并沿着其中一个槽170推动一排嵌件180，从而为新的嵌件180提供空位。此外，如果嵌件180是由聚合物制造成，相比于非聚合物的嵌件180，所述嵌件180将具有相对低的摩擦系数，在铲车10挖掘湿的或者粘性的物料的情况中，会有效地减少每个挖掘过程中带回的物料的量。

上述的衬垫系统115可以被用于新的铲车10(或者其他新的机械或部件)，也可以被用于改进现有的机械或部件。在某些构造中，如图4所示，衬垫系统115或仅仅是引导构件125或嵌件180本身，均可用套件250的形式被提供。所述套件250可以被用于改进现有机械或为机械提供替换的引导构件125或嵌件180。

虽然本发明已参照具体的优选实施例进行了详细描述，但是在本发明的一个或多个独立方面的范围或精神的情况内，可存在变更和修改。