地面接合工具组合件的制作方法
【技术领域】
[0001]本专利发明总体上涉及地面接合工具并且更具体地涉及用于采矿和施工机械的铲斗、刮铲和其它作业工具上的地面接合工具。
【背景技术】
[0002]不同类型的采矿和施工机器(例如挖掘机、轮式装载机、液压矿铲、电缆铲、斗轮和拉铲挖掘机)通常采用铲斗将正在被作业的泥土或正在被挖掘或装载的材料挖出或移走。铲斗常常经历来自在操作期间遇到的加载力和高度耐磨材料的极度磨损。替换采矿和施工机械中使用的大型铲斗和其它器具成本非常高且耗费劳力。
[0003]铲斗可以配备有地面接合工具(GET)或一套GET以帮助保护铲斗和其它土方作业工具免受磨损。通常，GET可以呈牙齿、边缘保护器、尖端，或其它可拆卸组件的形式，这些组件可以附接至铲斗或其它工具的发生最具破坏性以及反复磨损和冲击的区域。例如，边缘保护器形式的GET可以缠绕铲斗的切削刃，从而帮助保护其免受过度磨损。
[0004]在此类应用中，可拆卸的GET在帮助保护其可安装至的铲斗或其它器具的同时可能经受来自磨耗和反复冲击的磨损。当GET在使用中经磨损时，可以将其拆卸，并以合理的成本用新的GET来替换以允许同一铲斗继续使用。通过用GET保护器具并以适当间隔替换磨损的GET，有可能显著地节约成本和时间。
[0005]GET可以具有多种形式。例如，2010年7月27日授予Smith等人的美国专利第7762015号“地面接合工具系统”涉及一种地面接合工具系统，其具有地面接合工具，例如，尖端、安装于作业工具或为作业工具的一部分的适配器，和旋转锁定构件。所述地面接合工具可以附接至适配器，并且所述适配器的杆部滑入设置在锁定构件上的狭槽中。可以旋转所述锁定构件以使得狭槽的入口可以被阻塞住且杆无法从狭槽中滑出。在此位置的锁定构件可以处于锁定位置，并且杆在所述锁定构件的狭槽中的保持将地面接合工具保持到适配器。
[0006]使用GET保护大型机器器具而获得的成本和时间节约可以进一步通过延长GET的使用寿命而增强。因此，更耐用的GET系统可导致更少的因零件替换的作业停止，从而产生更高的作业效率。在本领域中，对于延长了GET工具的使用寿命从而使得替换更少且生产率增加的改进的GET系统的需求正在增长。
[0007]应了解的是，所述背景描述已经由发明人做出以协助读者，且不应视为指示出所指出的任何问题本身在本领域中已被了解。尽管所描述的原理在一些方面和实施例中可减轻其它系统中固有的问题，但应了解的是，受保护的创新的范围由所附权利要求书限定，而不是由任何所公开的特征解决本文指出的任何具体问题的能力限定。
【发明内容】
[0008]在一实施例中，本发明描述了一种包括地面接合部分和親合部分的地面接合尖端。耦合部分沿着其纵向轴线与地面接合部分成相对关系。耦合部分包括限定耦合器凹槽的内表面和沿纵向轴线在实质上远离地面接合部分的方向上延伸的互锁舌片。所述互锁舌片终止于近端，并且所述互锁舌片具有外侧表面和内侧表面。内侧表面具有近端平面部分和凹陷部分。互锁舌片的近端具有在外侧表面与内侧表面的近端平面部分之间沿实质上垂直于纵向轴线的横向轴线测量的近端宽度。凹陷部分具有大于近端的近端宽度的曲率半径。
[0009]在另一实施例中，本发明描述了一种地面接合工具系统，其包括地面接合尖端，所述地面接合尖端包括地面接合部分和耦合部分。地面接合部分和耦合部分沿纵向轴线延伸。耦合部分具有限定耦合器凹槽的内表面和在远离地面接合部分的方向上沿纵向轴线延伸的互锁舌片。互锁舌片具有内侧表面。地面接合工具系统还具有耦合器，所述耦合器枢转地安装到地面接合尖端，使得地面接合尖端可相对于耦合器围绕实质上垂直于纵向轴线的横向轴线旋转。耦合器具有适用于安装在耦合器凹槽内的安装鼻、互锁套环和设置在互锁套环与安装鼻之间的互锁外凹部表面。互锁套环和互锁外凹部表面限定互锁凹部。互锁凹部适用于接纳互锁舌片，使得互锁舌片的内侧表面和耦合器的互锁外凹部表面按彼此间隔的关系设置以在其间限定互锁间隙。地面接合尖端可相对于耦合器在标称位置与最大侧旋转位置之间的行进范围内围绕实质上垂直于纵向轴线和横向轴线的法向轴线旋转，使得互锁舌片和互锁外凹部表面在标称位置与最大侧旋转位置之间的行进范围内成间隔的不接触关系。
[0010]在另一实施例中，本发明描述了一种地面接合工具系统，其包括耦合器和地面接合尖端，所述地面接合尖端枢转地安装至耦合器，使得地面接合尖端可相对于耦合器在标称位置与最大侧旋转位置之间的行进范围内旋转。地面接合尖端具有与耦合器成重叠关系的互锁舌片。互锁舌片和耦合器在标称位置与最大侧旋转位置之间的行进范围内成间隔的不接触关系。
[0011]所公开的原理的进一步和替代方面和特征将通过以下详细描述和附图来了解。如将了解的，与本文所公开的GET组合件有关的原理能够在其它实施例和不同实施例中执行，并且能够在各个方面上进行修改。因此，应理解，前述一般描述和以下详细描述都仅是示范性和解释性的，并且不限制所附权利要求书的范围。
【附图说明】
[0012]图1是机器的实施例的图解侧面正视图，所述机器包括具有根据本发明的原理构造的GET组合件的实施例的器具的实施例。
[0013]图2是图1的器具的放大侧面正视图。
[0014]图3是图1的器具的正铲铲斗组件的立体图。
[0015]图4是图3的正铲铲斗组件的另一立体图。
[0016]图5是根据本发明的原理构造的GET组合件的实施例的立体图。
[0017]图6是图5的GET组合件的地面接合尖端的前立体图。
[0018]图7是图6的地面接合尖端的后立体图。
[0019]图8是图6的地面接合尖端的侧面正视图。
[0020]图9是图6的地面接合尖端的俯视图。
[0021]图10是图6的地面接合尖端沿图9中的线X—X所截取的截面图。
[0022]图11是图6的地面接合尖端沿图8中的线XI— XI所截取的截面图。
[0023]图12是如用方框XII指示从图11所截取的放大细节图。
[0024]图13是图5的GET组合件的耦合器的前立体图。
[0025]图14是图13的耦合器的后立体图。
[0026]图15是图13的耦合器的俯视图。
[0027]图16是图13的耦合器的侧面正视图。
[0028]图17是图13的耦合器的放大局部侧视图，示出了其尖端安装部分。
[0029 ]图18是图13的耦合器沿图16中的线XVI11—XVIII所截取的截面图。
[0030]图19是如用方框XIX指示从图18所截取的放大细节图。
[0031]图20是图13的耦合器沿图15中的线XX—XX所截取的截面图。
[0032]图21是图5的GET组合件的器具安装鼻的前立体图。
[0033]图22是图21的器具安装鼻的侧面正视图。
[0034]图23是图21的器具安装鼻的俯视图。
[0035 ]图24是图5的GET组合件沿图31中的线XXIV—XXIV所截取的截面图。
[0036]图25是图5的GET组合件的在截面上的侧面正视图。
[0037]图26是如用方框XXVI指示从图24所截取的放大细节图，示出了在标称位置中的图5的GET组合件。
[0038]图27是如在图26中的视图，但是示出了在最大侧旋转位置中的图5的GET组合件。
[0039]图28是如用方框XXVIII指示从图25所截取的放大细节图。
[0040]图29是如用方框XXIX指示从图24所截取的放大细节图，示出了在标称位置中的图5的GET组合件。
[0041 ]图30是如在图29中的视图，但是示出了在最大侧旋转位置中的图5的GET组合件。
[0042 ]图31是图5的GET组合件的侧面正视图。
[0043]图32是图5的GET组合件的放大局部侧视图，示出了最大旋转螺距位置中的地面接合尖立而Ο
[0044]图33是如图32的视图，但部分剖切以示出设置在由标称位置中的地面接合尖端所限定的耦合器凹槽中的耦合器的尖端安装部分。
[0045]图34是根据本发明所构造的锁的前立体图。
【具体实施方式】
[0046]本发明涉及在各种类型的采矿与施工机械中使用的GET组合件和系统。图1展示了呈液压挖掘机形式的机器50的实施例，所述液压挖掘机可以包括根据本发明的原理所构造的GET组合件70的实施例。除其它用途外，液压挖掘机还可以在各种露天矿应用中用以在开采过程中将覆盖层和矿石装载到拖运卡车内。
[0047]如图1所示，机器50可以包括主体52，其具有容纳机器操作员的驾驶室54。机器还可以包括臂架系统56，其枢转地连接在主体52的一端并将器具60支撑在相对的远端。在实施例中，器具60可以是任何合适的器具，如铲斗、蛤壳式抓斗、刮铲或任何其它类型的可以与GET—起使用的合适装置。控制系统可以容纳在驾驶室54内，驾驶室54可适用于允许机器操作员操作并活节连接器具60以进行挖掘、开凿或任何其它合适的应用。
[0048]图2至图4展示了器具60的实施例。参照图2，器具60可以包括切削刃62，其可以适用于与地面或者其它开凿面接合。切削刃62可以具有多个GET组合件70 AET组合件70可以布置在切削刃62上，使得GET组合件70接触作业材料，其中切削刃62与GET组合件70的尖端呈偏移关系。如图3至图4所示，护罩64可以与GET组合件70交替布置，以进一步保护切削刃62的未被GET组合件70覆盖的部分。通过重复使用，GET组合件70可能经受磨损，且最终可以被替换以允许进一步使用器具60。
[0049]虽然图1至图4示出了根据本发明的原理所构造的GET组合件与液压挖掘机的铲斗一起使用，但许多其它类型的器具和采矿与施工机械都可得益于使用本文所描述的GET组合件。应当理解，在其它实施例中，根据本发明的原理所构造的GET组合件可以在多种其它器具和/或机器中使用。
[0050]参照图5，所示GET组合件70可以包括地面接合尖端100、耦合器200和器具安装鼻300。器具安装鼻300可焊接或以其它方式连接到铲斗或可附接有GET组合件70的其它机器器具上。耦合器200可以使用第一对保持机构208或其它合适附接装置枢转地连接或以其它方式安装到器具安装鼻300上。第一对保持机构208可分别设置在GET组合件70的相对侧。地面接合尖端100可以使用类似保持机构(例如，第二对保持机构108)或其它合适附接装置枢转地连接或以其它方式安装到耦合器200上。第二对保持机构108可分别设置在GET组合件70的相对侧上。
[0051 ]在一些实施例中，第一对保持机构208和第二对保持机构108可以与图34所示的锁400的实施例类似。锁400可以包括狭槽410。狭槽410可形成于锁400的C形部分420X形部分420可以包括后支腿421、顶部支腿422和底部支腿423。狭槽410可以插入顶部支腿422与底部支腿423之间。头部430可以在C形部分420的顶部上。头部430可以包括形成于其内部的两个棘爪431、432和定位于棘爪431、432之间的环形表面433。止动舌片434还可以形成于头部430中。头部还可以包括工具接口435。
[0052]第一对保持机构208和第二对保持机构108可以使GET组合件70的组件彼此固定，并实质上限制组件相对于彼此的相对运动，使得GET组合件70可以在未使用时处于标称位置。当GET组合件70的组件沿横向轴线75或可垂直于横向轴线75的法向轴线80受力时，第一对保持机构208和第二对保持机构108可以继续使组件彼此固定，但可以允许零件响应于其可能经受的力而绕横向轴线75和/或法向轴线80相对于彼此旋转。GET组合件70的相应组件可相对于彼此旋转至零件可以在各个点处彼此接触的最大旋转位置中，从而限制进一步的相对旋转运动。下面进一步详细讨论了最大旋转位置处的接触点。
[0053]图6至图12展示了地面接合尖端100的一个实施例。参照图6，所示地面接合尖端100可以包括地面接合部分110和耦合部分112。耦合部分112可以沿其纵向轴线85与地面接合部分110成相对关系。纵向轴线85可以与法向轴线80和横向轴线75都垂直，在地面接合尖端100的长度上延行。尖端侧壁113、115可以沿纵向轴线80从地面接合部分110延伸到耦合部分112。所示地面接合尖端100可以是大体上楔形的，地面接合部分110可以为最窄点并且可在两个方向上沿着法向轴线80沿纵向轴线85朝向耦合部分112移动而向外展开。
[0054]通常，地面接合部分110可以为GET组合件70的一部分，其首先接触地面或其它作业材料并且可以经受最大磨损。在所述的时间期限内并且随着重复使用，地面接合部分110可能磨损。当地面接合部分110被磨损到一定程度，地面接合尖端100可以被替换。
[0055]参照图7，地面接合尖端100的耦合部分112可以包括一对互锁舌片116、117及内表面118。内表面118可限定凹入耦合器部分112内部的耦合器凹槽114。耦合器凹槽114可以具有与内腔121连通的开口 119。内表面118限定了耦合器凹槽114，使得耦合器凹槽朝向实质远离地面接合部分110的方向。耦合器凹槽114的内表面118可包括基壁120、第一耦合器面壁122、第二耦合器面壁124以及一对侧壁126、128。基壁120可大体上平坦且大体上与耦合器凹槽114的开口 119相平行。基壁120可以大体背向地面接合部分110。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124以及一对侧壁126、128可以都邻近并抵靠基壁120。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124可各具有互锁端178、179，所述互锁端178、179沿纵向轴线85与基壁120成相对关系设置。第一耦合器面壁122可以与第二耦合器面壁124成间隔关系并且实质上与第二耦合器面壁对称。内表面118可以借助包围基壁120周缘的光滑后圆角130从基壁120过渡到第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124，并再过渡到侧壁126、128。
[0056]参照图10，第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124从基壁120延伸到耦合器凹槽114的开口 119。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124彼此可以呈间隔关系并且相对于由纵向轴线85和横向轴线75所限定的平面是相当大的。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124可以在侧壁126、128之间沿纵向轴线85从基壁120远离地面接合部分110朝开口119延伸。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124可以沿法向轴线80在相反的方向上远离彼此展开，沿纵向轴线85从耦合器凹槽114的基壁120移动到开口 119。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124可以各具有邻近基壁120的远端平面部分132、133和邻近远端平面部分的弯曲部分134、135，使得远端平面部分可以设置在基壁和弯曲部分之间。在一些实施例中，远端平面部分132、133可以包括配合垫129。配合垫129可以为地面接合尖端100提供额外的结构支撑并可有助于在地面接合尖端与耦合器200之间提供固定配合。如图7和图10中所示，配合垫129还可以覆盖基壁120的一部分。
[0057]参照图10，第一耦合器面壁126和第二耦合器面壁128的弯曲部分134、135中的每一者可以实质上呈S形，并且限定一个S形曲面，其中第一凸起部分136、137邻近远端平面部分132、133，凹陷部分138、139邻近第一凸起部分，并且第二凸起部分140、141邻近耦合器凹槽114的开口 119，使得凹陷部分138、139可以设置在第一凸起部分136、137与第二凸起部分140、141之间。沿横向轴线75从剖面观察时，例如在图10中，第一耦合器面壁122的远端平面部分132和弯曲部分134限定出第一耦合器面壁轮廓外形，并且第二耦合器面壁124的远端平面部分133和弯曲部分135限定出第二耦合器面壁轮廓外形。
[0058]第一凸起部分136、137可以具有第一凸曲率半径，第二凸起部分140、141可以具有第二凸起曲率半径，并且凹陷部分138、139可以具有凹曲率半径。远端平面部分132、133的长度A可以作为邻近基壁120的后圆角130与第一凸起部分136、137之间的纵向距离沿纵向轴线85测量。在一些实施例中，第一凸曲率半径可以大于第二凸曲率半径。在一些实施例中，第一凸曲率半径与第二凸曲率半径的比率可以为至少约2:1，并且在特定实施例中，可以为至少约3:1或至少约