一种齿和齿座连接装置的制作方法

本实用新型属于疏浚工程设备技术领域，特别是涉及一种用于疏浚领域中绞吸挖泥船用绞刀齿在绞刀齿座上的连接、耙吸挖泥船用耙齿在耙头齿座上的连接、反铲挖泥船用铲齿在铲斗齿座上的连接、以及陆地挖掘机用铲齿在铲斗齿座上的连接等的齿和齿座连接装置。

背景技术：

在疏浚领域，绞吸挖泥船利用绞刀对水下泥土、岩石等进行挖掘，挖下的泥土在绞刀内部混合成泥浆并通过设置在绞刀内部的吸口由泥泵吸入并排送至指定区域。

当绞吸挖泥船挖掘硬土时，通常的做法是在绞刀刀臂上安装绞刀齿，其作用是利用绞刀齿的破土作用，减小绞刀挖掘阻力，提高挖掘效率。

绞刀包括刀圈、刀臂和轴毂，轴毂与绞刀轴以螺纹方式连接。一般情况下，绞刀齿通过连接装置和焊接在刀臂上的齿座连接。挖泥时，绞刀驱动装置通过绞刀轴驱动绞刀旋转，安装在刀臂上的绞刀齿随着绞刀的旋转和左右摆动运动不断地挖掘水下泥土。但在实际安装和使用过程中，绞刀齿与齿座的连接存在不可靠、拆装困难，以及使用时易造成齿座磨损等问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种齿和齿座连接装置，以解决或改善以往在齿与齿座的安装和使用过程中存在的连接不可靠、拆装困难、齿座磨损等问题。

本实用新型是这样实现的，一种齿和齿座连接装置，包括齿、齿座和连接组件，所述齿后部具有腔体，所述齿腔体的内腔容纳齿座前部，使齿座前部插入齿内腔中相互配合嵌入，并通过连接组件稳固连接；其特征在于，所述齿后部的上表面设有凸起，所述凸起的上前表面开设有通至齿内腔的方形通孔，所述凸起的上后表面开设有通至齿内腔的圆形通孔，所述齿座上表面开设有一个与方形通孔和圆形通孔配合的凹槽一，在齿套入齿座装配到位状态下，齿的方形通孔和圆形通孔与齿座的凹槽一形成一个用于放置连接组件的中空结构，进而形成在齿座和齿的脱离方向的约束；

所述连接组件包括锁紧套管、连接螺栓、顶推环、弹簧、顶头和锁块；所述锁紧套管内部开设有第一阶梯孔，所述锁紧套管的前端外表面设有外螺纹，所述顶头的后端开设有第二阶梯孔，所述第二阶梯孔的大径段限制弹簧轴向移动方向，所述第二阶梯孔的小径段上设有内螺纹并与连接螺栓上的外螺纹配合，所述顶推环、弹簧和顶头依次通过套接或螺纹旋入安装在连接螺栓上，所述连接螺栓从螺栓头侧插入锁紧套管的第一阶梯孔中，所述第一阶梯孔的小径段插入螺栓头侧一段连接螺栓，所述第一阶梯孔的大径段限制顶推环和弹簧轴向移动方向，所述锁块内部开设有阶梯通孔，所述阶梯通孔的大径段上设有内螺纹并与锁紧套管上的外螺纹配合构成螺纹副，所述顶头穿过阶梯通孔可与齿座凹槽一的受力面接触。

在上述技术方案中，优选的，所述连接螺栓的螺栓头和顶推环之间设有压紧螺母，所述压紧螺母螺纹旋入安装在连接螺栓上，其作用是将顶推环、弹簧固定在连接螺栓的一定位置上，所述压紧螺母插入第一阶梯孔的小径段内。

在上述技术方案中，优选的，所述锁紧套管的后端外表面开设有若干个径向沉头螺孔，所述径向沉头螺孔内安装定位螺钉，所述定位螺钉用于连接螺栓与锁紧套管在脱离方向的约束。

在上述技术方案中，优选的，所述顶头的前端为半球形，使顶头对齿座作用面的方向永远为其法线方向。

在上述技术方案中，优选的，由于齿、齿座和连接组件的结构和尺寸的限定，所述阶梯通孔为偏心阶梯通孔。

在上述技术方案中，优选的，所述凸起的两侧面设有缺口，便于取放锁块。

在上述技术方案中，更进一步优选的，与所述缺口对应的所述锁块的两侧面相应位置开设有凹槽二，此凹槽二的作用是更方便锁块从绞刀齿方槽中取出。

在上述技术方案中，优选的，所述锁紧套管、连接螺栓、压紧螺母、顶推环、弹簧、顶头、锁块和定位螺钉均由耐海水腐蚀金属材料制作，防止长期在海水中工作而受到腐蚀。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型的齿在工作过程中不易脱落，连接可靠，有效解决了其它连接方式带来的齿安装、拆卸困难问题，降低了人员工作强度，同时解决了其它连接方式在施工过程中带来的齿座磨损问题；

2、本实用新型的齿和齿座的连接更快捷高效，减少了因换齿而造成的施工停滞，提高了疏浚工程的有效时间利用率，经济实用，有利于降低工程成本；

3、本实用新型的连接组件可以重复使用，相对降低了连接组件的制作成本；

4、本实用新型的齿和齿座连接装置可用于绞吸挖泥船的绞刀齿和齿座连接、耙吸挖泥船的耙齿和齿座的连接、反铲挖泥船的铲齿和齿座的连接以及各类陆地挖掘机的挖掘齿和齿座的连接等领域，适用范围广。

附图说明

图1是本实用新型的实施例提供的绞刀齿和齿座连接装置的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例提供的绞刀齿和齿座装配的结构示意图；

图3是本实用新型的实施例提供的绞刀齿的立体图；

图4是本实用新型的实施例提供的绞刀齿的俯视图；

图5是本实用新型的实施例提供的绞刀齿的剖视图；

图6是本实用新型的实施例提供的齿座的立体图；

图7是本实用新型的实施例提供的齿座的俯视图；

图8是本实用新型的实施例提供的齿座的剖视图；

图9是本实用新型的实施例提供的连接组件组装结构示意图一；

图10是本实用新型的实施例提供的连接组件组装结构示意图二；

图11是本实用新型的实施例提供的连接组件的锁块装入方槽的结构示意图；

图12是本实用新型的实施例提供的连接组件安装完成后的结构示意图；

图13是本实用新型的实施例提供的锁紧套管的立体图；

图14是本实用新型的实施例提供的锁紧套管的剖视图；

图15是本实用新型的实施例提供的连接螺栓的结构示意图；

图16是本实用新型的实施例提供的顶头的立体图；

图17是本实用新型的实施例提供的顶头的剖视图；

图18是本实用新型的实施例提供的锁块的立体图；

图19是本实用新型的实施例提供的锁块的主视图。

图中：1-齿座，11-凹槽一，12-前端面，13-第一配合面，14-第二配合面，15-第三配合面，16-第四配合面，2-齿，21-凸起，211-方形通孔，212-圆形通孔，213-缺口，3-锁紧套管，31-第一阶梯孔，32-径向沉头螺孔，4-连接螺栓，5-压紧螺母，6-顶推环，7-弹簧，8-顶头，81-第二阶梯孔，9-定位螺钉，10-锁块，101-阶梯通孔，102-凹槽二。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例

以下以绞刀齿和齿座的连接为例详细介绍本实用新型的细节。

参阅图1～图19，本实施例提供一种齿和齿座连接装置，包括齿2、齿座1和连接组件，齿2后部具有腔体，齿2腔体的内腔容纳齿座1前部，使齿座前部插入齿内腔中相互配合嵌入，并通过连接组件稳固连接；齿2后部的上表面设有凸起21，本实施例中的凸起为三棱柱结构，也可以是圆形或其他相近形状，凸起21的上前表面开设有通至齿内腔的方形通孔211，本实施例中为长方形通孔，也可以是其他相近形状，凸起21的上后表面开设有通至齿内腔的圆形通孔212，齿座1上表面开设有一个与方形通孔和圆形通孔配合的凹槽一11，本实施例中的凹槽一为三棱柱形状，也可以是其他相近形状的槽，在齿2套入齿座1装配到位状态下，齿2的方形通孔211和圆形通孔212与齿座1的凹槽一11形成一个用于放置连接组件的中空结构，进而形成在齿座和齿的脱离方向的约束。

连接组件包括锁紧套管3、连接螺栓4、压紧螺母5、顶推环6、弹簧7、顶头8和锁块10；锁紧套管3内部开设有第一阶梯孔31，其目的是装入连接螺栓、顶推环和弹簧等零件。锁紧套管3的前端外表面设有外螺纹，此外螺纹部分与锁块内的阶梯通孔的内螺纹构成螺纹副。为方便锁紧套管的旋动，锁紧套管的后端设为外六方形状。锁紧套管3的后端外表面开设有两个径向沉头螺孔32，两个径向沉头螺孔径向对称，径向沉头螺孔32内安装定位螺钉9，定位螺钉用于连接螺栓与锁紧套管在脱离方向的约束。顶头8的前端为半球形，此部分是与齿座接触部分。顶头8的后端开设有第二阶梯孔81，第二阶梯孔81的大径段限制弹簧7轴向移动方向，第二阶梯孔81的小径段上设有内螺纹并与连接螺栓4上的外螺纹配合，为方便顶头8与连接螺栓4的安装，顶头8后部外圆表面的四个方向部分做削平处理。压紧螺母5、顶推环6、弹簧7和顶头8依次通过螺纹旋入或套接安装在连接螺栓4上，压紧螺母5的作用是将顶推环6、弹簧7固定在连接螺栓4的一定位置上，此连接螺栓为非标螺栓，螺栓头部为开有六角内孔的圆柱形状。连接螺栓4从螺栓头侧插入锁紧套管的第一阶梯孔31中，第一阶梯孔31的小径段插入螺栓头侧的一段连接螺栓和压紧螺母5，第一阶梯孔31的大径段限制顶推环6和弹簧7轴向移动方向。弹簧7两端并紧、磨平，此弹簧的作用是维持连接组件对绞刀齿和齿座的张紧力。本实施例中锁块10的外形为长方体，也可以是正方体，其内部开设有阶梯通孔101，由于齿、齿座和连接组件的结构和尺寸的限定，该阶梯通孔设为偏心阶梯通孔，阶梯通孔101的大径段上设有内螺纹并与锁紧套管3上的外螺纹配合构成螺纹副，本实施例的顶头为类“凸”字型，可与阶梯通孔配合，顶头8穿过阶梯通孔101可与齿座凹槽一11的受力面接触。

本实施例的齿座1前部包括前端面12、第一配合面13、第二配合面14、第三配合面15和第四配合面16，在齿套入齿座装配到位状态下，齿座前部的各个配合面与齿内腔的对应内表面相贴合，齿座前端面与齿内腔对应的底面之间留有一定间隙。在刀、齿使用过程中由于长期的冲击和磨损的原因，齿与齿座的各配合面上会松动，如果留间隙，则在弹簧的补偿作用下，齿会沿着齿座中心轴向运动一定距离而保持与齿座的贴合状态。如果不留间隙，则齿在轴向不能移动，从而不能产生补偿作用。

齿座1的各相邻配合面之间、以及各配合面与前端面之间均圆弧过渡，各配合面沿着齿座中心轴线方向自后向前逐渐收缩，这样更便于齿座和齿的安装拆卸。

本实施例的绞刀齿后部是与齿座的安装部分，其内、外为近似四棱台形状，每个相邻侧面之间通过圆弧过渡，棱台截面形状为近似等腰梯形，绞刀齿内外对应棱台面之间的距离大致相等；相应地，齿座的前部是与绞刀齿相配合部分，其外表面是四棱台形状，在每个相邻侧面之间通过圆弧过渡，棱台截面形状为近似等腰梯形。绞刀齿前部为挖掘部分，可根据不同挖掘土质类型设计成不同的形状，齿座后部是与绞刀刀臂的连接部分，该部分可根据要求设计成不同的结构形状，一般通过焊接的方式与绞刀刀臂连接。

作为优选的实施例，凸起21的两侧面设有缺口213，便于取放锁块。

作为进一步优选的实施例，与缺口213对应的锁块10的两侧面相应位置开设有凹槽二102，本实施中将凹槽二设为圆弧形，凹槽二宽度为2mm～6mm，也可以是其他近似形状，此凹槽二的作用是方便锁块从绞刀齿开槽中取出。

作为优选的实施例，锁紧套管3、连接螺栓4、压紧螺母5、顶推环6、弹簧7、顶头8、锁块10和定位螺钉9均由耐海水腐蚀金属材料制作。更具体的，锁紧套管3可由普通结构钢、不锈钢、铜合金或其它相近材料制作，连接螺栓4可由普通结构钢、不锈钢或类似金属制作，压紧螺母5可由碳钢、不锈钢或类似材料制作，顶推环6可由碳钢、不锈钢或类似材料制作，弹簧7可由碳钢、不锈钢或类似材料制作，顶头8可由合金钢、高强度不锈钢或类似金属制作，锁块10由普通结构钢、不锈钢、铝合金或其它相近材料制作，定位螺钉9可由碳钢、不锈钢或类似材料制作。

本实用新型在具体安装时，采用以下步骤：

绞刀齿安装到齿座上：

参考图2，在齿座上安装绞刀齿时，先将绞刀齿2的腔体沿着绞刀齿和齿座的公共设计轴线对准齿座1首部，将绞刀齿2套入齿座1，由于绞刀齿腔体和齿座外部相应配合表面为锥形形状，当齿座到达绞刀齿内部一定位置时，绞刀齿和齿座各配合面相贴合，绞刀齿沿着安装方向不再移动，标志着绞刀齿装配到位，此时绞刀齿内部顶端与齿座顶端留有一定的间隙(图2中标注Y处)。

当绞刀齿在齿座上安装到位后，绞刀齿和齿座上部位置形成一个中空结构，此中空结构用来装入连接组件。

连接组件的组装：

参考图9，首先将压紧螺母5、顶推环6和弹簧7装在连接螺栓4上，并通过螺纹将顶头8和连接螺栓4连接，旋转压紧螺母5将弹簧7预压紧而形成一个整体结构，弹簧由自由长度预压缩为所示长度a。

参考图10，将上述组件从螺栓头侧插入锁紧套管3的第一阶梯孔31中，当连接螺栓头部到达锁紧套管第一阶梯孔的底部位置时，将定位螺钉9旋入锁紧套管的径向沉头螺孔32内从而将连接螺栓4与锁紧套管3连接。

安装连接组件：

参考图11和图12，将锁块10放入绞刀齿和齿座组成的方槽内，将上述组装好的锁紧套管3、连接螺栓4、压紧螺母5、顶推环6、弹簧7和顶头8组件从绞刀齿凸起21的上后表面的圆形通孔212中插入到锁块10内的阶梯通孔101中，依靠锁紧套管3外螺纹和锁块10内螺纹之间的螺纹副传动作用，利用扳手旋转锁紧套管3，由于锁块10的运动被方槽限定，锁紧套管3通过与锁块10组成的螺纹副向前移动，在移动的同时通过顶推环6压紧弹簧7(弹簧长度由a变成b)，弹簧7将压缩后的弹性力传递到顶头8，并通过顶头8作用到齿座受力面上(图12中F1)，同时，受力面又将反作用力通过顶头8、弹簧7、锁紧套管3和锁块10作用到绞刀齿2上(图12中F2)，这样，依据力的平衡原理将绞刀齿和齿座连接在一起。

本实用新型的连接组件及绞刀的拆卸：

连接组件的拆卸和安装方式相反，首先利用扳手反向拧动锁紧套管3，锁紧套管在锁块中通过螺纹向后移动，弹簧7逐渐伸长后失去对顶头8的作用力，继续反向拧动锁紧套管3，顶头8将与齿座1受力面脱离并随着连接螺栓4一起从锁块10中移出，当顶头8与齿座1受力面脱离后，由锁紧套管3与锁块10螺纹副之间的作用形成的绞刀齿与齿座间的作用力也随之消失。

将与锁紧套管连接的组件从绞刀齿后部圆孔中取出后，再将锁块从方槽中取出，最后将绞刀齿从齿座上取下，完成了绞刀的拆卸过程。

本方案实施的具体技术参数如下：

绞刀齿：

参考图3～图5，绞刀齿凸起部分上前表面开长方形通孔至绞刀齿内腔，通孔长度为25mm～55mm，宽度为20mm～40mm，通孔内外壁厚为5mm～10mm。

在绞刀齿凸起部分上后表面开有直径为15mm～30mm通孔，其中心线与水平线夹角为25°～45°，中心线距绞刀齿凸起部分上表面为15mm～30mm。

齿座：

参考图6～图8，当绞刀齿与齿座安装到位后，齿座凹槽一底面距绞刀齿后部开孔中心线距离为12mm～22mm。

锁块：

参考图18和图19，锁块为长方体形状，其长度为26mm～56mm，宽度为21mm～52mm，高度27mm～52mm，锁块内部螺纹孔直径20mm～40mm，螺纹孔中心线距锁块上表面距离15mm～30mm。

锁紧套管：

参考图13和图14，锁紧套管外螺纹直径为20mm～40mm，内部开孔直径为10mm～25mm，后部六方形对角距离为12mm～20mm，沿圆周方向的径向沉头螺孔直径为M3～M4。

连接螺栓：

参考图15，连接螺栓螺纹直径M5～M10，螺纹长度30mm～50mm，螺栓头直径8mm～18mm，头部内六角对边距离为5mm～8mm。

压紧螺母：

螺纹直径为M5至M10。

顶推环：

顶推环外圆直径15mm～22mm，内圆直径5mm～10mm，厚度4mm～8mm。

弹簧：

弹簧长度15mm～30mm，外径12mm～20mm，弹簧钢丝直径3mm～5mm。

顶头：

参考图16和图17，顶头总长度为25mm～40mm，前部圆头直径10mm～20mm，后部四方对边距离15mm～30mm，内部螺纹孔直径M5～M10。

定位螺钉：螺纹直径为M3至M4。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。