惠勒型连接装置的锁定机构的制作方法

专利名称:惠勒型连接装置的锁定机构的制作方法
本发明涉及一个惠勒(Whisler)型连接装置上的锁定机构，更具体地说，是一个把连接装置体上的彼此分开的臂固定在挖掘机挖斗前缘上的锁定机构。
涉及Whisler型连接装置的锁定的现有相关专利包括第4267653号和第4271615号。涉及本内容的更早期专利有第3572785号和3722932号。
出于资金和现有人员方面这一简单的经济原因，当前的市场几乎完全是从事故障维修而不是从事预防维修。艰苦的作业条件没有改变且设备功率的使用处于极点，所以系统的承载极其大。过去只要关键性的承载面积存在，为使连接装置能与挖斗前缘配合紧密，Whisler挖斗前缘系统就是主要的被采用装置。因为上述的原因，现在不是这种情况，频繁地出现了连接装置臂被破坏和(或)C形夹钳和锲铁系统的损坏。几乎不能预知将要发生什么是锲铁被挤出，然后C形夹钳脱落，因而使连接装置臂的支承处有损伤和断裂，或没有断裂但整体受损，还是连接装置臂出现断裂，进而出现锁定系统被挤出？我们可以肯定，既便把锲铁和C形夹钳彼此焊接住，锲铁也会挤出，C形夹钳也会失落。所以可以认为这是连接装置失效和(或)出现一系列损坏情况的基本因素。
根据我们的观点，这一事实的出现是因为连接装置与挖斗前缘间配合松动造成的。基本支承表面在挖斗前缘的前端，在此处挖斗前缘支承着连接装置的分岔部位，第二个重要的支承区在连接装置臂的后部，用它使锲铁和C形夹钳装配恰当，以便正常工作。
我们克服了这一问题，所用方法是让连接装置系统在静力或冲击载荷下整体移动，而不是象在传统的锲铁式连接中，只有C形夹钳和锲铁的前面区域有移动。这样做使应力分布比较均匀，因而加强了整体的强度。除此而外，因为与现有锲铁安装方式不同，所以使系统便于安装和拆卸，还增强了用户维修的便利条件和可靠性。最后，该锁定系统克服了一向存在于任何锲铁式C形夹钳及锲铁系统中的垂直挤出力，该力往往引起锲铁被推出组合体。尤其是，本发明把C形夹钳部分和锲铁部分与插入在两者之间的弹簧装置一起使用，并形成了在连接装置不承载情况下，两者之间只保持支承接触。
当锲铁是与C形夹钳组合在一起时，这个与Whisler型连接装置臂的后部装配在一起的组合体完全被约束并几乎无变形的能力。这样一来，当连接装置如上所述移动时，巨大的额外负载被作用到锲铁前部的连接装置的臂之上。
基于连接装置在挖斗前缘上移动的理论，我们设想了一种改进的Whitler型连接装置系统的设计，力图使系统能在承载处磨损而造成配合松动的环境下工作，因为目前90％以上的情况属于这种环境。
以往弹簧没有被广泛地应用在挖掘齿的锁定机构中。在第3832077号专利的说明中，有一个与锁定销钉一同使用的弹簧，以便把尖端部固定在连接装置上。虽然被说明的该连接装置是Whisler型的，但它没有使用C形夹钳和锲铁，而是使用螺栓固定连接装置于挖斗前缘之上。因为螺纹磨损或落满致密的杂物使拆卸困难，所以长期以来避免使用螺栓把连接装置和挖斗前缘固定在一起。
对本发明的描述中备有附图，其中
图1简略地说明现有技术中锁定机构工作原理的局部剖面侧视图。
图2是本发明的锁定机构的局部剖面侧视图。
图3是由图2中剖切位置线3－3产生的局部放大视图。
图4是本发明锁定机构的一个实施例的局部剖面放大侧视图。
图5是图4所示的锁定机构的分解透视图。
图6是本发明一个改进型式的局部剖面侧视图。
图7是由图6中剖切位置线7－7产生的局部放大视图。
图8是图6、7中所示的锁定机构的局部剖面放大侧视图。
图9是图6至图8中所示的锁定机构的分解透视图。
现在参照附图，尤其从图1中可见用来把Whisler连接装置固定在挖掘机挖斗前缘(就是挖土机挖斗、挖土机铲斗等)上的现有技术中的传统锁定机构。下面再先看一下载荷力矢量F的矢量分析。该力可以与铲齿表面或连接装置前端中心线成任意角度，这取决于被铲物类型，挖掘机位置和加载操作过程。
当受力F影响而产生的不断的撞击使挖斗前缘的支承表面受到磨损时，在A处形成间隙。我们认为此间隙允许连接装置的上臂受拉伸而延长，下臂受挤压而弯曲，这两种情况都出现在紧挨着锲铁和C形夹钳的前部处。我们认为作用在C形夹钳C和锲铁W上的合成作用结果形成一个挤出力，由RW表示，该力引起锲铁被挤出，既便当锲铁与C形夹钳被焊接在一起。这会使C形夹钳受损伤，然后带来异常载荷或连接装置的损伤。或是由于C形夹钳与锲铁之间的斜面(如这个图所示)或是由于挖斗前缘上的键槽与锲铁的前表面之间的类似的斜面(如L处所示)而产生的倾斜的作用力，造成了挤出力。让斜面存在于锲铁与C形夹钳之间还是存在于挖斗前缘与锲铁之间属于设计者的选择，并因挖斗前缘的型式而异。不论怎样，锲铁与C形夹钳之间的斜面，不管在挖斗前缘上是否有斜槽，都会使力RW产生挤出作用。
如果我们所遇到的外部载荷不是上部的F而是下部的F′，那么弯曲现象会产生在上臂，而张力和拉伸则出现在下臂。由于锲铁W和C形夹钳C之间的斜面或(和)锲铁W与挖斗前缘上的键槽之间的斜面的方向都是根据便于从铲斗中的挖斗前缘的上端进行安装而规定的，所以既便在载荷F′的作用下，挤出力RW的方向仍为如图所示的方向。如果我们选择把C形夹钳和锲铁的上下位置颠倒一下，并能承受从铲斗底部进行安装而引起的工作量的增加，那么挤出的方向则总是向下的，而不论F或F′作用在哪个面上。力矢量从F到F′再到这一交变是前端式装载机或液压挖土机在加载过程中的典型颤动效应。
参见图2，本发明实施例的结构包括一个具有分别位于挖掘机挖斗前缘上下侧面的上臂21和下臂22的Whisler型连接装置20这个连接装置带有一个组合的，向前伸出的突出部24，尖端部25可拆卸地安装在其上，并由一个可解脱的尖端部锁定机构锁定。这完全是常规的方法。
在连接装置上臂21和下臂22上的开孔27和28也是符合一般常规的，并且相应地，在挖斗前缘上的用于放置锁定机构的垂直延伸孔29通常也是符合常规的。锁定机构被标明为30，并在图3至图5中可看到放大后的细节。
参见图5，本项发明的锁定机构30包括一块锲铁31、一个C形夹钳32和一块可移动的并在数个弹簧34作用下的支撑板33。由于锲铁31和C形夹钳32之间的配合表面不再是斜面，所以也就不会因为它们之间的作用而产生施加到锲铁上的挤出力。
在工作中，当连接装置移动时，锁定机构30能够自由地移动，因而在C形夹钳和锲铁的装置中没有固定，而且在力F和F′变化的作用下，上下臂能或多或少一致移动。
在图2至图5所示的本发明的实施例中，锲铁31上带有一个齿条35，它与支撑板33上的齿条36啮合。此外，支撑板33上还装有多个向后延伸的导柱37，这些导柱上都安有弹簧34。弹簧34伸进位于C形夹钳32前表面的凹座38中。
为进一步调整包括支撑板33和弹簧34在内的弹簧装置，我们在支撑板33的后面设置了一个凸台39，在其上的孔中安装一个销钉40，然后销钉40穿过位于C形夹钳侧壁上的水平延伸槽41并可在其中滑动。
安装在凸台39上的孔中和延伸槽41中的销钉40最好起着对支撑板33进行导向和保持支撑板前端面的作用，该端面上有齿条36，它与带有齿条35的锲铁31的后端面相啮合。另外，当锁定机构30相对挖斗前缘23移动和弯曲时，导柱37往往可以阻止弹簧34意外的移动。
本项发明最好使用一个随着Whisler型连接装置相对于挖斗前缘移动而有弯曲的系统并第一次可以允许连接装置移动，而不是使用一种将C形夹钳和锲铁锁固在一起的(以达到让连接装置与挖斗前缘紧密相联之目的)系统。
本项发明的第二种实施例如图6至图9所示。部分数字标示出与图2至图5中结构相类似的零件，但都加了100。因此，连接装置被标成120，而它的突出部124上安装有挖掘齿尖端部125。连接装置的上、下臂121和122分别位于挖掘机挖斗前缘123的上下两侧。
在这个结构中，挖斗前缘的前端部被改成包容着一个圆柱体142该圆柱体使Whisler型连接装置便于相对于挖斗前缘123做摆动和弯曲运动。
这一实施例与图2至图5中的实施例之间的另一区别在锲铁131的特征上。尽管它没有起锲铁的作用，我们仍称为一块锲铁，因为在习惯上把与C形夹钳相配合的物体称为锲铁。这里，前后两垂直延伸表面实际是平行的，在后表面上仍带有水平的细齿，或齿条，用135表示。在此实施例中，在挖斗前缘123的开口129的前部，有一垂直延伸的内壁129a。它与图2中倾斜的前部内壁29a明显不同。正如前述，在现有的挖斗前缘上的开口形状如何，只是设计上的选择，某些设计者愿意在29a处使用斜面。
该实施例与前述实施例在支撑板133的导向方法上还存有差别。在此结构中，我们使用了一个向前延伸的销钉140，它穿过C形夹钳132上的开孔141。此销钉伸进中间导柱137上的轴向孔139内。
在以上的说明中，对本项发明的细节介绍是以说明为目的的，因而在不与本项发明的原则和范围相悖的情况下，对于那些精通此项技术的人，可以对上述的细节做许多更改。
权利要求
1.在一台挖掘机中，存在着一个在掘进过程中一般用于水平延伸的挖斗前缘；一个Whisler型连接装置，它具有一个在掘进过程中，从所述挖斗前缘向前伸出的突出部；其特征在于，为容纳锁定机构，在上述连接装置的臂和挖斗前缘上都设置了垂直成直线排列的开口；上述连接装置臂的开口位于上述臂的末端；一个锁定机构以可拆卸的方式被安装于上述开口之中，而该机构包括分立的垂直放置的锲铁和C形夹钳及在上述两部分之间插入的弹簧装置，当上述连接装置未承载时，在锲铁和C形夹钳之间仅形成了支承接触，从而当上述连接装置承载时，允许上述挖斗前缘上的上述连接装置做摆动，并避免在上述连接装置臂的开口前方的上述各自的臂上出现拉伸和挤压应力的集中。
2.根据权利要求
1中所述的机构，其特征在于在上述锲铁和C形夹钳之间不存在斜面。
3.根据权利要求
2中所述的机构，其特征在于上述C形夹钳和上述的锲铁有相对的垂直面，上述的C形夹钳的一个面上有多个凹座在每个上述凹座中放置了一个弹簧，并且在上述弹簧和上述锲铁的表面之间插入一个支撑板。
4.根据权利要求
3中所述的机构，其特征在于上述支撑板也有一表面与上述锲铁的表面相对，每个上述支撑板表面和上述锲铁表面上都带有齿条装置。
5.根据权利要求
4中所述的机构，其特征在于上述C形夹钳上带有销钉装置，为上述支撑板导向。
6.根据权利要求
5中所述的机构，其特征在于在上述支撑板上有一凸台朝上述C形夹钳一侧延伸，在凸台上有一通孔，上述销钉穿过上述的凸台孔。
7.根据权利要求
5中所述的机构，其特征在于在上述支撑板上，为每个上述弹簧都带有一导柱，上述导柱中之一具有用于容纳上述销钉的开孔。
8.根据权利要求
4中所述的机构，其特征在于上述锲铁上带有第二个垂直表面，用于与挖斗前缘上开口的内表面贴合之目的。
9.根据权利要求
8中所述的机构，其特征在于上述第二个垂直表面与锲铁上的第一次所述的表面平行。
10.根据权利要求
8中所述的机构，其特征在于为适应上述挖斗前缘上的倾斜开口，上述第二个垂直表面相对于锲铁上第一次所述的表面倾斜。
11.根据权利要求
1中所述的机构，其特征在于上述弹簧装置包括一块支撑板，它在弹力作用下被推离上述C形夹钳，与上述锲铁啮合，上述支撑板和锲铁都有相对的带齿条的表面。
专利摘要
一个用于Whisler型连接装置的锁定机构，该连接装置具有与挖掘机挖斗前缘上下相接的上、下臂，臂上具有用于安装一个由锲铁和C形夹钳组成的锁定机构的开口，锁定机构包括一个C形夹钳和与之相配合的锲铁，它们彼此分立，在承载情况下为使连接装置能相对挖斗前缘移动，在它们之间插入了一块在弹簧作用下的支撑板。
文档编号E02F3/43GK86209608SQ86209608
公开日1988年3月9日 申请日期1986年11月29日
发明者弗里德里克·C·哈恩, 拉伦·F·约尼斯 申请人:埃斯科公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan