绳索凸轮铲斗的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年3月10日提交的、申请号为62/306,263的美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用而并入本申请。

本发明涉及采掘机械，更具体地，涉及具有铲斗(dipper)和曳引绳(hoistrope)的挖掘机铲(miningshovel)。

背景技术：

诸如电动绳铲或动力铲、索铲等的工业采掘机械被用于执行挖掘操作，以从矿堆移除物料。在传统的绳铲上，铲斗附接到手柄，并且铲斗由穿过支臂滑轮的绳索支撑。绳索被固定到吊环(bail)和/或平衡装置(equalizer)，然后该吊环和/或平衡装置在吊环衬套销接头处被连接到铲斗。然而，由于高负载和旋转，吊环衬套销接头始终是高磨损点，因此需要耗时的定期维护，因此经常会使铲斗停工相当长的时间。另外，吊环和/或平衡装置占据了绳铲上的大量空间(例如，在高度上多达十二英尺)，这限制了绳铲的总挖掘倾卸高度。因此，需要一种改进的系统，通过该改进的系统将曳引绳连接至铲斗。

技术实现要素：

根据某一构造，采掘机械组件包括：铲斗，该铲斗具有主体，所述主体具有前侧、后侧、底侧和顶侧。地面接合部从所述前侧延伸，所述地面接合部包括挖掘齿。所述采掘机械组件还包括：曳引绳附接组件，所述曳引绳附接组件连接至所述铲斗。所述曳引绳附接组件被配置成将曳引绳直接连接至所述铲斗。所述曳引绳附接组件包括凸轮，所述凸轮具有远离所述铲斗的主体的顶侧延伸的第一部分。所述凸轮包括始于所述第一部分且远离所述主体和挖掘齿延伸的第二部分。

根据另一构造，一种曳引绳附接组件被配置成改装到采掘机械的铲斗上，所述曳引绳附接组件包括凸轮，所述凸轮具有第一板、第二板以及设置在所述第一板和所述第二板之间的绳索引导件。所述曳引绳附接组件还包括凸轮支撑结构，用于将所述凸轮连接至所述铲斗。

通过考虑以下具体说明和附图，本发明的其它特征和方面将变得更为明显。

附图说明

图1是根据某一构造的采掘机械的侧视图。

图2是根据某一构造的、图1所示采掘机械的铲斗的侧视图，该铲斗具有曳引绳附接组件。

图3和4是图2所示曳引绳附接组件的透视图。

图5是根据另一构造的曳引绳附接组件的侧视图。

图6是图5所示曳引绳附接组件的局部透视图。

图7是图5所示曳引绳附接组件的销的透视图。

图8是图7所示销的侧视图。

图9是根据另一结构的、具有曳引绳附接组件的铲斗的透视图，该曳引绳附接组件被用作一种改进。

图10是图9所示曳引绳附接组件的侧视图。

图11是图9所示曳引绳附接组件的透视图。

图12是图9所示曳引绳附接组件的局部放大图。

图13是图9所示曳引绳附接组件的局部放大图，但是移除了曳引绳附接组件的一部分。

图14是图9所示曳引绳附接组件在第一位置时的侧视图。

图15是图9所示曳引绳附接组件在第二位置时的侧视图。

图16是图9所示曳引绳附接组件的局部侧视图，其示出了置于铲斗内的物料。

图17和18是根据其它构造的曳引绳附接组件的侧视图。

在详细说明本发明的任何实施例之前，应当了解的是，本发明的应用不限于在具体实施方式中讨论的和在附图中展示的部件的详细构造和排布。本发明可用于其它实施例，也可用多种方式实施本发明。而且，可以理解的是，在此使用的措辞和术语以描述为目的，其不应被视为限制性的。

具体实施方式

图1示出了动力铲车10。铲车10包括移动底座15、驱动履带20、转台25、旋转框架30、支臂35、支臂35的下端40(也称为支臂支脚)、支臂35的上端45(也称为支臂点)、拉索50、龙门抗拉构件(gantrytensionmember)55、龙门抗压构件(gantrycompressionmember)60、可旋转地安装在支臂35的上端45上的滑轮65、铲斗70(示意性地图示)、曳引绳80、绞车滚筒(未示出)、铲斗柄85、鞍块90，承运轴95和传动单元(也称为挖掘驱动装置，未显示)。旋转结构25允许上面的框架30相对于下面的底座15旋转。转台25限定铲车10的旋转轴100。旋转轴100垂直于由底座15限定的平面105，并且通常对应于地面或支撑表面的坡度。

移动底座15由驱动履带20支撑。移动底座15支撑转台25和旋转框架30。转台25能够相对于移动底座15进行360度旋转。支臂35在下端40处被可枢转地连接到旋转框架30。支臂35通过拉索50而与旋转框架30保持向上和向外延伸的关系，拉索50被锚固到龙门抗拉构件55和龙门抗压构件60。龙门抗压构件60安装在旋转框架30上。

曳引绳80被锚固到旋转框架30的绞车滚筒(未示出)，并且被缠绕在一个或多个滑轮65上且被连接到铲斗70。绞车滚筒由包括传动单元(未示出)的至少一个电动机(未示出)驱动。当绞车滚筒旋转时，曳引绳80被放出以降低铲斗70或被拉入以升高铲斗70。铲斗柄85也被连接到铲斗70。铲斗柄85被滑动支撑在鞍块90内，并且鞍块90在运送轴95处被可枢转地安装到支臂35。铲斗柄85包括在其上的齿条和齿构造，齿条和齿构造能够啮合安装在鞍块90中的驱动小齿轮(未示出)。驱动小齿轮由电动机和传动单元(未示出)驱动，以相对于鞍块90伸出或缩回铲斗柄85。

电源(未示出)被安装到旋转框架30，以向用于驱动绞车滚筒的起重电动机(未示出)供电，向用于驱动挖掘传动单元的一个或多个挖掘电动机(未显示)供电，以及向用于使转台25旋转的一个或多个摆动电动机(未显示)供电。挖掘、起重和摆动电动机中的每一个均由其各自的电动机控制器驱动，或者可选地，响应于来自控制器(未示出)的控制信号而被驱动。

图2-4更详细地示出了铲斗70。铲斗70包括主体110，主体110具有前侧115、后侧120、底侧125和顶侧130。铲斗门135围绕沿顶侧130的铲斗门枢轴销140可枢转地连接到主体110。铲斗门135从关闭位置(如图2所示)枢转到打开位置，从而暴露主体110的内部，其中在关闭位置，铲斗门135靠近后侧120，在打开位置，铲斗门135被枢转远离后侧120。

铲斗70还包括从主体110的前侧115延伸的地面接合部分145。地面接合部分145包括挖掘齿150，挖掘齿150用于挖入物料堆(例如，灰尘，岩石等)，并将物料引导到主体110中。

继续参考图2-4，铲斗70还包括曳引绳附接组件155。通常，曳引绳直接连接到吊环和/或平衡装置，然后吊钩和/或平衡器被分别连接到铲斗。相比之下，曳引绳附接组件155将曳引绳80直接连接到铲斗70本身。

在所示的构造中，曳引绳附接组件155与铲斗70整体地形成为一体，并且从主体110的顶侧130和前侧115延伸。在其它构造中，曳引绳附接组件155被固定(例如，用一个或多个紧固件紧固)到铲斗70的顶侧130、前侧115和/或铲斗70另一部分。

继续参考图2-4，曳引绳附接组件155包括接纳导索80的两个凸轮160，但是其它构造包括不同数量的凸轮160。凸轮160的尺寸和形状相同，并且如图4所示，凸轮160相互平行并且被间隙162隔开。在一些构造中，采掘机械10包括在支臂35的顶部的两个滑轮65，并且两个滑轮65被与间隙162相同尺寸的间隙分开，以便保持穿过滑轮65和凸轮160的曳引绳80之间的曳引绳对齐。

继续参考图2-4，凸轮160中的每一个均包括第一部分165和第二部分170，第一部分165被直接连接到主体110的顶侧130，第二部分170远离主体110延伸。凸轮160的位置被设置成不妨碍物料向铲斗70中的装载。因此，由于凸轮160的第二部分170远离主体110延伸，第二部分170不会与进入主体110的物料发生不利的干涉。例如，如图2所示，在远离挖掘齿150的方向上，第二部分170大致向上远离主体110延伸，从而留下一块较大的区域，物料可以在该区域内沿着方向“a”进入主体110。

继续参考图2-4，凸轮160中的每一个均包括第一板175和第二板180。第一板175和第二板180的尺寸和形状相同，并且如图4所示，它们以平行关系彼此间隔开。凸轮160中的每一个还包括设置在第一板175和第二板180之间的绳索引导件185。如图2所示，绳索引导件185中的每一个均具有大致c形的轮廓。绳索引导件185通过两个销190和195连接到第一板175和第二板180，尽管在一些构造中，绳索引导件185与第一板175和第二板180整体形成为单一体，或者以其它方式(例如，用紧固件)固定到第一板175和第二板180。

如图2所示，第一板175和第二板180中的每一个均具有弯曲外表面200，弯曲外表面200沿着凸轮160的第二部分170。绳索引导件185中的每一个还具有弯曲外表面205。绳索引导件185的弯曲外表面205接触和引导凸轮160上的曳引绳80。在一些构造中，弯曲外表面205的曲率半径大于或等于绞车滚筒上的曲率半径，从而凸轮160使曳引绳80经受的疲劳不会超过绞车滚筒使曳引绳80经受的疲劳。在所示的构造中，曲率半径是恒定的，但是在其它构造中，曲率半径可以变化。在一些构造中，例如，绳索引导件185是可移除的，并且可以根据被装载的物料的类型(例如，煤挖掘与硬岩石挖掘)而替换成具有不同轮廓和/或曲率半径的不同绳索引导件185。在一些构造中，外表面205的曲率半径为大约40cm。在一些构造中，外表面205的曲率半径在35cm和45cm之间。其它构造包括不同的数值和范围。

继续参考图2，每一个绳索引导件185的外表面205均顺应或对应于第一板175和第二板180中的每一个的、沿着各个凸轮160上的第一板175和第二板180的至少一部分的外表面200，从而在绳索引导件185的外表面205和第一板175、第二板180的外表面200之间形成固定的间隙210。该间隙210形成接纳曳引绳80的通道215。曳引绳80位于通道215内并且由绳索引导件185的外表面205支撑和引导，而第一板175和第二板180作为沿着通道215的侧壁，帮助保持曳引绳80在凸轮160上的横向位置。

如图2-4所示，曳引绳附接组件155还包括d形块220。d形块220被连接到两个凸轮160，并且如图3和4所示，d形块220延伸(例如，桥接)跨过两个凸轮160之间的间隙162。d形块220包括接纳曳引绳80的至少一个通道225。在所示的构造中，d形块220包括彼此偏移的两个通道225，每个通道225的尺寸均被设置成能够接纳至少一个曳引绳80。

在一些构造中，一根曳引绳80从滑轮65延伸，接触绳索引导件185中的一个，在d形块220的第一个通道225中延伸，然后在朝滑轮65返回之前接触另一个绳索引导件185。在一些构造中，第二根曳引绳80额外地从滑轮65延伸，接触绳索引导件185中的一个，在d形块220的第二个通道225中延伸，然后也是在朝滑轮65返回之前接触另一个绳索引导件185。在一些构造中，一根或多个曳引绳80从滑轮65延伸，接触绳索引导件185中的一个，然后在d形块220或铲斗70上的其它地方终止(例如，例如附接到d形块220的其中一个通道225中，或d形块220上的另一位置)。其它构造包括不同数量的曳引绳80(例如，四根或更多的曳引绳80)，以及曳引绳80在曳引绳附接组件155上的不同圈数和/或位置。

在一些结构中，参考图2，覆盖结构(coveringstructure)230(例如，销、突起等)在第一板175和第二板180之间延伸，以支撑或覆盖曳引绳80，并且在没有绳索张力或绳索张力很小的时候防止曳引绳80滑离或脱离绳索附接组件155。在一些构造中，针对每个凸轮160，附接组件155均包括多于一个的覆盖结构230，或者在除了所示位置之外的其他位置处包括覆盖结构230。

图5-8示出了用于在铲斗70上使用的、不同的曳引绳附接组件255。与曳引绳附接组件155一样，曳引绳附接组件255也将曳引绳80直接连接到铲斗70本身。具体地，曳引绳附接组件255包括凸轮260，每个凸轮260均具有第一部分265和第二部分270，第一部分265被直接连接到铲斗70的主体110，第二部分270远离主体110延伸。曳引绳附接组件255还包括第一板275和第二板280，以及设置在第一板275和第二板280之间的绳索引导件285，这类似于曳引绳组件155。

然而，曳引绳附接组件255不包括用于接纳曳引绳80的d形块。相反，曳引绳附接组件255替代地包括用于接纳曳引绳80的销290。每一个销290均于凸轮260的第一部分265中在第一板275和第二板280之间延伸。在所示的构造中，第一板275和第二板280包括在第一部分265中的开口295，开口295的尺寸适于接纳销290。当销290穿过开口295插入时，销290沿着纵轴300(图6)对齐。

如图7和8所示，每一个销295均包括槽305，槽305的尺寸适于接纳和引导曳引绳80。在所示的构造中，槽305部分围绕销290延伸，并且其位置被设置成相对于纵轴300呈一定的倾斜角度。在所示的构造中，槽305以螺旋形式围绕销290延伸。其它构造包括不同布置和数量的槽305。

在一些构造中，一根曳引绳80从滑轮65延伸，接触绳索引导件285中的一个，在其中一个销290中的槽305内延伸，然后在销290或铲斗70上的其它地方终止(例如，附接到槽305内的销290或销290上的另一位置)。第二根曳引绳80从滑轮65延伸，接触另一个绳索引导件285，在另一个销290中的槽305内延伸，然后在销290或铲斗70上的其它地方终止(例如，在槽305内附接到销290或在销290上的另一位置)。其它构造包括不同数量的曳引绳80(例如，四根或更多曳引绳80)，以及曳引绳80在曳引绳附接组件255上的不同圈数和位置。

图9-16示出了另一曳引绳附接组件355。曳引绳附接组件355用于在铲斗360上的改装使用，铲斗360通常依赖平衡装置将曳引绳80连接到铲斗360。铲斗360包括凸缘365，凸缘365通常被设计成用于接纳平衡装置(未示出)。相反地，曳引绳附接组件355被连接到这些凸缘365。

与曳引绳附接组件155、255一样，曳引绳附接组件355将曳引绳80直接连接到铲斗360自身。曳引绳附接组件355包括具有第一板375和第二板380的凸轮370，以及设置在第一板375和第二板380之间的绳索引导件385，这类似于曳引绳组件155、255。例如，图12和图13示出的曳引绳80与绳索引导件385接触并且被设置在第一板375和第二板380之间。

与附接组件155、255相比，凸轮370被设置在单个凸轮支撑结构390上，凸轮支撑结构390的一部分在铲斗360的两个凸缘365之间延伸。标准的平衡装置的销或筒395被插入各个凸缘365，以将凸轮支撑结构390保持在铲斗360上的适当位置。

如图9所示，凸轮支撑结构390还包括凸轮支架405，凸轮支架405包括凸缘410，利用销420将凸缘410连接到铲斗臂85上的相应凸缘415。使用一个或多个销连接将标准的俯仰曲柄425连接到铲斗臂85上的凸缘415，并且连接到铲斗360上的凸缘430。

如图14和15所示，凸轮支撑结构390经由销420与铲斗360一起旋转，从而无论铲斗360的主体435的方位如何，凸轮370均能够相对于主体435保持在恒定位置。凸轮370因此形成整个铲斗360的一部分，并且提供使曳引绳80可以被直接附接到铲斗360的结构。

如图16所示，凸轮370的位置也被设置成不妨碍物料到铲斗360中的装载。因此，由于凸轮370的一部分远离铲斗的主体435(类似于上述的第二部分170)延伸时，凸轮370不会不利地妨碍物料进入铲斗360。例如，如图16所示，凸轮370大体上在远离挖掘齿440的方向上延伸，从而留下一块较大的区域，物料可以在该区域内沿着方向“a”进入铲斗360。距离450从主体435延伸到曳引绳80脱离或退出凸轮370的区域。如图16所示，该距离450为物料445提供了进入并被聚集在铲斗360中的足够的空间，但不接触或妨碍曳引绳80的暴露在凸轮370外部的部分。

图17示出了另一曳引绳附接组件455。曳引绳附接组件455也用于在铲斗360上的改装使用，并且包括凸轮460(例如，与凸轮370相同)。然而，与曳引绳附接组件355不同，曳引绳附接组件455使用改进的或放大的俯仰曲柄465作为凸轮支撑结构。俯仰曲柄465不仅连接到铲斗臂85上的凸缘415和连接到铲斗360上的凸缘430，而且还在连接470(例如，销连接)处直接连接到凸轮460本身。

图18示出了另一曳引绳附接组件555。曳引绳附接组件555也用于在铲斗360上的改装使用，并且包括凸轮560。在所示的构造中，凸轮560相对于凸轮460和370具有略微不同的轮廓和曲率半径。然而，如上所述，本文所述的各种曳引绳附接组件的凸轮可具有各种类型的形状、轮廓和曲率半径。俯仰曲柄565既连接到铲斗臂85上的凸缘415也连接到铲斗360上的凸缘430。进一步，支撑臂570也被提供作为凸轮支撑结构，并且被连接(例如，焊接)到在铲斗360上的凸缘365和凸轮560，以增加进一步的稳定性并且固定凸轮560的位置。

虽然已经参照某些优选实施例详细描述了本发明，但是在所描述的本发明的一个或多个独立方面的范围和精神内存在变化和修改。