专利名称：用于可更换工具的安装装置的制作方法
用于可更换工具的安装装置本发明涉及用于可更换工具(tool)的安装装置(mounting)，以及安装的可更换工具和诸如地面作业机器(ground-engaging machine，地面接合机器)或表层采矿机器等机器的操作方法。表层采矿机器的实例涉及一般具有转筒(rotating drum)的机器，所述转筒具有伸出的可更换镐，伸出的可更换镐用于在采矿地点打碎和运输矿石，以便收集到卡车内。本发明并不限于仅能应用于这种表层采矿机器的装置，这些机器的应用将以示例的方式给出。一般来说，表层采矿机器具有可转动滚筒，该可转动滚筒具有镐夹持件(pick holder)，这些镐架在间隔位置处焊接至滚筒周界，且每个镐架适于收纳一可更换镐。所述镐一般具有有硬质表面的球状头以及将滑动地装配在镐架中的接纳孔中的圆柱形安装轴。 弹簧夹围绕轴的直径减小的中间部分，并以弹性方式将镐保持在镐架内。在一个装置中，所述镐设计成在使用中旋转，但由于颗粒材料的进入和一般性的磨损和撕扯，这种旋转可能会停止，从而使镐和镐架加速磨损。而所述镐一般安装有合适的锤，其布置成由于通过千斤顶施加的压力而移动到轴的后端面。由于存在磨损和撕扯，移动可能会成为问题。由于这种表层采矿机器意味着非常高的资本投资，用于维修磨损零件的停机时间是关键的经济因素。已经发现的是，一般来说工具夹持件需要定期更换，且一般来说工具夹持件焊接至滚筒并具有相对于滚筒的径向方向成角度的孔以用于安装镐轴。切断磨损的工具夹持件(tool holder)以及焊接可更换夹持件所需的停机时间相当长，需要很强的现场技能和适宜的设备。本发明的目的在于提供一种系统，其旨在缩短更换磨损部件所需的停机时间并且可在提供多种优点的各种实施方式中实施。一个实施方式适用于如上所述的表层采矿机器，而其他实施方式可适用于其他机器及其他镐或工具设计。在一个方面中，本发明存在于用于地面作业机器上的可更换工具的安装装置中， 所述安装装置具有工具夹持件，工具夹持件具有延伸到工具夹持件本体部分内以用于接纳所述工具的伸出安装部分的孔，所述工具夹持件具有内接合结构，所述内接合结构用于与具有互补结构的基座机械接合，所述基座适于固定至所述机器，且所述安装装置进一步具有保持装置，所述保持装置用于在被安装以将夹持件保持在基座上时与夹持件和工具配合工作。在一些实施方式中，所述工具设计成绕伸出安装部分的轴线旋转，且所述孔具有圆形横截面并使工具能正常旋转。在一些实施方式中，所述保持件除了与夹持件和工具接合之外，还适于与基座在内接合。本发明还可定义为存在于具有其保持件和基座的工具夹持件中，并且在安装了工具时可进一步扩展至部件的组合。因此，在另一个方面，本发明存在于用于地面作业机器上的工具安装装置中，工具安装装置包括工具、工具夹持件、保持件和基座，基座适于固定至适于绕其轴线旋转的地面作业机器，工具具有与机器的轴线基本平行的轴线，工具夹持件具有孔，该孔用于接纳用于安装工具的工具伸出轴部，并且工具夹持器还具有成形本体部分，成形本体部分适于内接合在基座的对应成形本体部分中，由此，工具夹持件可在轴线方向上移动，但安装时，工具加持件在与轴线方向横切的方向上的移动受到保持件的限制，工具夹持件具有用于接纳保持件的部分，保持件具有用于将工具突起部的端部接纳在其中的凹部，由此，工具安装成可绕所述轴线旋转，但通常会保持接合在孔和凹部内，保持件进一步具有内接合结构，所述内接合结构用于与基座和工具夹持件的互补内接合结构接合，因此，在保持件安装时，工具夹持件的轴向移动受到限制，保持件、工具夹持件和基座配合，以限定在基座的轴向面对端壁之间限定的凹部，由此，可将压力施加件插入所述端壁与工具伸出轴的端部之间的凹部内，以使在压力施加件启用时所述工具轴向位移从而不与保持件和工具夹持件接合，由此，当工具经过一段服务时间之后受到磨损是而可以更换工具，并因此，必要时允许移除保持件和工具夹持件，并且对其进行更换，如果需要的话。方便的情况下，耐磨工具可为球状硬质表面头和安装轴的形式，该安装轴具有圆形横截面，适于以摩擦方式推进配合在延伸通过夹持件的对应孔内，以使所述轴相对于夹持件转动，但通过合适工具对所述轴施加轴向力来使所述轴以可移动的方式保持在夹持件内。在另一个方面，广义上，本发明的目的在于一种操作地面作业机器的方法，包括 将如上文中本发明第一个方面所述的基座固定至使用时将移动的机器的部件；通过互补部分的内接合来将工具夹持件固定在基座上，并用保持件和工具与夹持件配合以将稳固基座上的夹持件，从而安装工具以进行运作；以及，定期更换每个工具，并根据要求定期更换对应的夹持件，并且如有要求，定期更换相关的保持件。本发明的一个重要实施方式可定义为存在于用于地面作业机器上的可更换工具的安装装置，所述安装装置具有基座，所述基座将附接于机器且其轮廓形成为与工具夹持件内配合，所述工具夹持件具有用于接纳工具的伸出安装部分的孔，该孔沿安装部分的轴线延伸并远离接地头(ground engaging head)；所述基座具有用于在沿轴向方向的相对移动过程中内接合的接合件，且设有布置成接纳向轴线的横向方向插入的保持件的工具夹持件，所述基座具有内接合装置，用于与保持件的对应件配合以防止轴向方向上的相对移动。夹持件可以布置成通过沿与孔(工具伸出部延伸到其中)的轴线平行的方向的运动安装在基座上，且保持件可配置成沿与所述轴线垂直的方向安装，使其凹部与夹持件的孔对齐，由此，在安装工具时，其伸出部延伸通过孔和凹部，并且夹持件和基座各自的接合件抵制与限定轴线横切的横向相对位移，保持件和基座的配合的其他接合件防止与轴线平行的相对运动。保持件和基座的轮廓可以成形为提供部分圆柱形腔，该部分圆柱形腔具有在安装时与工具的伸出部的端面间隔开并相面对的端壁，从而可以插入千斤顶以提供压力，以移除磨损工具并对其进行更换。优选实施方式中的设置为，一旦工具移除后，仅需要简单的手持工具使保持件离开其安装位置，从而简单地移除夹持件。本发明的实施方式可使其简单快速地更换磨损部件，特别地，为可更换工具夹持件。通过设置与基座间隔开并由简单保持件保持的部件，可获得多种优点。例如，不同部件可采用不同金属，且如果需要，例如，夹持件的孔可由特别选择的金属套管来限定，以达到耐磨的目的。应理解的是，在考虑采矿作业的恶劣环境(其中振动、腐蚀、碰撞和进入的微粒会造成磨损)时，这些因素具有重大意义。现在将参考附图中公开的实施方式对本发明进行说明，附图中
图1为该实施方式从前面看的分解透视图；图2为从后面看的分解透视图；图3为图1和图2所示的实施方式的装配视图，其为大体上从后面看的透视图；图4为从图3所示的装置前面看的装配透视图；图5为图3和图4所示的装配实施方式的侧视图；图6为图5的后视图；以及图7为装配后的图3和图6所示的实施方式的轴向截面侧视图。附图所示的实施方式适于安装在表层采矿机器的圆柱形滚筒上，在圆柱形滚筒内，待打碎的矿石与具有表面硬化表面的合适工具(例如，附图中所示的镐10的形式的工具)交互作用(engage)。所示的镐在现有技术中已知，包括表面硬化的头部12、基座14和具有圆形横截面的安装轴16，所述安装轴16包括圆柱形前轴部18和后轴部20以及用于适配弹簧钢弹性挡圈24的直径减小的中间轴部22。所述轴16滑动配合在工具夹持件的圆柱形孔26内，以使轴可在孔26内旋转，而弹簧夹24以摩擦方式保持镐10以防止器从孔中掉出ο所述工具夹持件28适于安装在基座30上，并通过保持件32和镐的轴16相组合而固定在位。基座30具有用于接合在地面采矿机器的转筒表面上的圆柱形弯曲底表面34， 且基座适于焊接至地面采矿机器的转筒。本实施方式中的基座30—般不易产生显著磨损， 因此应具有较长的工作寿命。基座30具有前壁36和后壁38以及用于容纳工具夹持件28 的主腔40，其后端具有半圆柱形后腔42，该半圆柱形后腔具有用于适配推镐千斤顶(pick ejection jack)的横向后壁44，推镐千斤顶在壁44与镐10的后轴部20的相对后面20A 之间操作。图7更清楚地显示了腔体40的用于容纳工具夹持件28的总体为T形的基座部分 46的下部。基座部分46包括厚度减小的中间部分46A和弯曲T形头部46B。如图1所示， 工具夹持件具有托架形(cradle-shaped)上延伸部47，其具有设置在每一侧上的向后延伸部，用于适配保持件32的相应接合脚53的带肩凹部52，保持件具有内表面55，其轮廓与托架形部分47的圆柱形外形匹配。保持件32具有圆形横截面孔54，轴部20在该圆形横截面孔内滑动配合，但可在弹簧夹24同时将轴部保持在保持件内的情况下旋转，如图7所示。在基座30焊接至机器滚筒上时，可通过如下方式方便地安装镐10 首先使工具夹持件28相对于其孔26轴向位移，以使托架47和基座部分46牢固地接合在基座的互补结构内，从而防止夹持件28正交于轴线移动。 在安装保持件32时，脚部53接合在基座30的侧壁中的对应缝隙58内，且保持件 32的弧形前接合件50接合在工具夹持件28内的对应侧缝48中。因此限制了零件相对彼此的轴向移动。最终，通过将镐10的轴16穿过孔26插入夹持件28内进而穿过孔54插入保持件32内，来实现内接合。因此，部件相对彼此固定。
但是，通过在轴16的端面20A与基座内的横向后壁44之间插入螺旋千斤顶，可简单地完成磨损零件(一般为镐10和夹持件28)的拆卸和更换。启用螺旋千斤顶，轴向地以及向外按压镐。显然地，不同部件可方便地采用不同材料。基座30需要采用可焊接级的钢制成， 但其他等级的钢可用于其他部件。例如，工具夹持件28可采用白心铁，以使其具有较大的耐久性和耐磨性。
权利要求
1.一种用于在地面作业机器上使用的工具安装装置，所述工具安装装置包括工具、工具夹持件、保持件和基座，所述基座适于固定至适于绕其轴线旋转的地面作业机器，所述工具的轴线与所述机器的轴线基本平行，所述工具夹持件具有穿过其中的孔，该孔用于接纳所述工具的、用于安装所述工具的一伸出轴部，且所述工具夹持件具有成形本体部分，所述成形本体部分适于内接合在所述基座的对应成形本体部分中，由此，所述工具夹持件能沿轴向方向移动，但在安装时通过所述保持件限制横向于所述轴向方向的移动，所述工具夹持件具有用于接纳所述保持件的部分，所述保持件具有用于在其中接纳所述工具的伸出部的端部的凹部，由此，所述工具安装成将能绕所述轴线旋转，但通常将保持接合在所述孔和所述凹部中，所述保持件进一步具有用于与所述基座的以及所述工具夹持件的互补内接合结构接合的一内接合结构，因此，在安装了所述保持件时，所述工具夹持件的轴向移动受到限制，所述保持件、工具夹持件和基座配合，以限定在所述基座的轴向面对端壁之间限定的一凹部，因此，能够将一压力施加件插入所述端壁与所述工具的伸出轴的端部之间的所述凹部内，以使所述压力施加件启用时，所述工具轴向位移从而脱离与所述保持件和所述工具夹持件的接合，因此，所述工具经过一服务时间段之后在受到磨损时而可以更换，因此， 必要时允许拆除所述保持件和工具夹持件，并且如果需要的话，更换所述保持件和工具夹持件。
2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述工具包括具有直径减小的中间部分的轴，所述中间部分安装有沿所述轴向方向细长的基本圆柱形的弹簧夹，所述弹簧夹在插入时弹性地接合所述工具夹持件的孔的内部以及所述保持件中的凹部，但允许所述轴的旋转。
3.根据权利要求1或2所述的结构，其中，所述工具夹持件具有一圆形横截面孔和一托架形部分，所述圆形横截面孔位于所述工具夹持件的头部中并通过其延伸，以用于安装所述工具的轴，所述托架形部分从所述头部轴向地延伸以用于接纳所述保持件，所述工具夹持件具有T形基座，该T形基座具有邻近所述托架部分的厚度减小的部分以及远离所述托架部分的T形头，该T形头将能够滑动地接合在所述基座中的一对应凹部内。
4.根据权利要求3所述的结构，其中，所述工具夹持件在所述托架部分的至少一个上边缘部分内具有一凹部，且所述保持件具有用以接合在该凹部内以防止相对轴向移动的对应突起。
5.根据权利要求4所述的结构，其中，所述基座具有接合结构，且所述保持件具有用于内接合以限制相对轴向移动的对应接合结构，所述保持件具有用于容纳所述工具的轴的端部并从而限制所述保持件横向于所述轴线的相对运动的凹部。
6.一种用于地面作业机器上的可更换工具的安装装置，所述安装装置具有工具夹持件，该工具夹持件具有延伸到所述工具夹持件的本体部分内以用于接纳所述工具的伸出安装部分的孔，所述工具夹持件具有用于与具有互补结构的基座机械接合的内接合结构，所述基座适于固定至所述机器，且所述安装装置进一步具有保持装置，该保持装置用于在安装时与所述夹持件和所述工具配合以将所述夹持件保持在所述基座上。
7.根据权利要求1所述的安装装置，其中，所述孔具有圆形横截面，用于轴向地接纳所述工具的对应成形本体部分，以将该本体部分安装成绕所述孔的轴线旋转。
8.一种用于地面作业机器上的可更换工具的安装装置，所述安装装置具有基座，该基座将附接至所述机器并且轮廓形成为与工具夹持件内配合，所述工具夹持件具有用于接纳所述工具的伸出安装部分并沿着所述安装部分的轴线远离一接地头延伸的孔；所述基座具有用于在沿所述轴线的方向相对移动的过程中内接合的接合件，并且一工具夹持件布置成接纳向所述轴线的横向方向插入的保持件，所述基座具有用以与所述保持件的对应件配合以防止沿轴向方向的相对移动的内接合装置。
9.一种用在根据权利要求1所述的工具安装装置内的耐磨工具，具有耐磨头部、轴和直径减小的中间部分，所述耐磨头部从一扩大头部延伸，所述轴从头部轴向地延伸，并具有第一和第二间隔支承表面，以允许在工具夹持件中的孔内和保持件中的凹部内的能旋转的安装，所述直径减小的中间部分位于容纳基本圆柱形的夹子的支承表面之间，以经由所述孔的表面和所述凹部来接合并弹性地保持所述工具。
10.一种运转地面作业机器的方法，包括将如上文中本发明第一方面所述的基座固定至所述机器的在使用时将被移动的构件，通过互补部分的内接合来将工具夹持件固定至所述基座上，并用保持件和工具与所述夹持件配合以将所述夹持件稳固在所述基座上，从而安装所述工具以用于运行，并且定期更换每个工具，并根据需要定期更换对应的夹持件， 并且，如果需要，定期更换相关的保持件。
全文摘要
用于地面作业机器上的可更换工具的安装装置，该安装装置具有带孔的工具夹持件，该孔延伸到工具夹持件的本体部分内以用于接纳工具的伸出安装部分，工具夹持件具有内接合结构，该内接合结构用于与具有互补结构的基座机械接合，该基座适于固定至所述机器，且所述安装装置进一步具有保持装置，其用于在安装时与夹持件和工具配合以将夹持件保持在基座上。
文档编号E21C35/19GK102245857SQ200980149988
公开日2011年11月16日 申请日期2009年11月6日 优先权日2008年11月7日
发明者米切尔·布赖恩·查尔顿 申请人:布莱肯资源私人有限公司