斗齿以及铲运设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种斗齿以及铲运设备，涉及工程机械【技术领域】。解决了现有技术存在使用寿命较短的技术问题。该斗齿包括斗齿本体以及设置在斗齿本体外表面上的耐磨层，耐磨层至少包括设置在斗齿本体外表面上的第一耐磨层体以及设置在第一耐磨层体上的第二耐磨层体；第二耐磨层体位于第一耐磨层体表面上远离斗齿本体的尖端且接近斗齿本体根部的区域；第二耐磨层体的厚度不小于第一耐磨层体，第二耐磨层体的硬度小于第一耐磨层体。该铲运设备包括本实用新型提供的斗齿。本实用新型用于提高斗齿的使用寿命、降低斗齿的成本。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及工程机械【技术领域】，尤其涉及一种斗齿以及设置该斗齿的铲运设 备。 斗齿以及铲运设备
【背景技术】
[0002] 挖掘机、装载机等铲运设备广泛应用于采掘、土建、水利等领域，斗齿是机械设备 上的重要部件，也是主要易损件。
[0003] 斗齿为悬臂梁构件，其安装在铲斗的前端。工作过程中，斗齿直接与矿石、沙土、岩 石等物料接触，既承受磨削磨损，又承受冲击和弯曲载荷作用，磨损非常严重，使用寿命较 短。据统计一个中等规模的矿山，通常有30台左右的挖掘机处于工作状态，斗齿的使用寿 命短，挖掘作业需要消耗大量的斗齿，这样不仅增加了原材料的采购成本，而且还降低了机 器的工作效率。因此，提高斗齿的使用寿命，减少因斗齿磨损造成的损失，具有重要的应用 价值。
[0004] 现有技术中，提高斗齿耐磨性的方法有：整体铸造后再淬火处理、整体采用耐磨材 料在斗齿的尖端部位堆焊同一厚度、同一种硬度的耐磨层。
[0005] 本 申请人:发现：现有技术至少存在以下技术问题：
[0006] 现有技术中，整体铸造后进行淬火的斗齿，内部应力较大，冲击韧性较低，难以抵 抗冲击载荷；整体采用耐磨材料，成本较高，不利产业化；斗齿尖端部位堆焊同一厚度、同 一种硬度的耐磨层，即增大了挖掘阻力，又难以抵抗复杂应力的作用。 实用新型内容
[0007] 本实用新型的其中一个目的是提出一种斗齿以及设置该斗齿的铲运设备，解决了 现有技术存在使用寿命较短的技术问题。本实用新型优选技术方案所能产生的诸多技术效 果详见下文阐述。
[0008] 为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
[0009] 本实用新型实施例提供的斗齿，包括斗齿本体以及设置在所述斗齿本体外表面上 的耐磨层，其中：
[0010] 所述耐磨层至少包括设置在所述斗齿本体外表面上的第一耐磨层体以及设置在 所述第一耐磨层体上的第二耐磨层体；
[0011] 所述第二耐磨层体位于所述第一耐磨层体表面上远离所述斗齿本体的尖端且接 近所述斗齿本体根部的区域；
[0012] 所述第二耐磨层体的厚度不小于所述第一耐磨层体，所述第二耐磨层体的硬度小 于所述第一耐磨层体。
[0013] 在一个优选或可选地实施例中，所述第二耐磨层体的厚度大于所述第一耐磨层 体，所述耐磨层还包括第三耐磨层体，所述第三耐磨层体位于所述第二耐磨层体表面上远 离所述斗齿本体的尖端且接近所述斗齿本体根部的区域；
[0014] 所述第三耐磨层体的厚度不小于所述第二耐磨层体，所述第三耐磨层体的硬度小 于所述第二耐磨层体。
[0015] 在一个优选或可选地实施例中，所述第三耐磨层体的厚度大于所述第二耐磨层 体，和/或，所述第一耐磨层体堆焊于所述斗齿本体外表面上，所述第二耐磨层体堆焊于所 述第一耐磨层体表面上，所述第三耐磨层体堆焊于所述第二耐磨层体表面上。
[0016] 在一个优选或可选地实施例中，所述第一耐磨层体的厚度为1mm?2_，所述第二 耐磨层体的厚度为2mm?3mm，所述第三耐磨层体的厚度为3mm?4mm。
[0017] 在一个优选或可选地实施例中，所述第一耐磨层体的硬度为60HRC?65HRC，所述 第二耐磨层体的硬度不小于55HRC且小于60HRC，所述第三耐磨层体的硬度不小于50HRC且 小于55HRC。
[0018] 在一个优选或可选地实施例中，所述耐磨层还包括第四耐磨层体，所述第四耐磨 层体位于所述第三耐磨层体表面上远离所述斗齿本体的尖端且接近所述斗齿本体根部的 区域；
[0019] 所述第四耐磨层体的厚度不小于所述第三耐磨层体，所述第四耐磨层体的硬度小 于所述第三耐磨层体。
[0020] 在一个优选或可选地实施例中，所述第四耐磨层体的厚度大于所述第三耐磨层 体；
[0021] 和/或，所述第四耐磨层体的厚度大于4mm且不大于5mm，所述第四耐磨层体的硬 度不小于45HRC且小于50HRC ;
[0022] 和/或，所述第一耐磨层体、所述第二耐磨层体、所述第三耐磨层体以及所述第四 耐磨层体至少其中之一接近所述斗齿本体的尖端的边棱设置有圆角或倒角。
[0023] 在一个优选或可选地实施例中，所述斗齿本体的尖端的外表面包括依次相连的第 一斜面、第一侧面、第二平面以及第二侧面，所述第一侧面以及所述第二侧面两者分别位于 所述第一斜面、所述第二平面的两侧部；
[0024] 所述耐磨层至少设置于所述第一斜面以及所述第二平面上，或者，所述耐磨层至 少设置于所述第一侧面以及所述第二侧面上。
[0025] 在一个优选或可选地实施例中，所述第一斜面、所述第二平面、所述第一侧面以及 所述第二侧面上均设置有所述耐磨层。
[0026] 在一个优选或可选地实施例中，所述第四耐磨层体的厚度大于所述第三耐磨层 体；和/或，所述第一耐磨层体堆焊于所述斗齿本体外表面上，所述第二耐磨层体堆焊于所 述第一耐磨层体表面上，所述第三耐磨层体堆焊于所述第二耐磨层体表面上，所述第四耐 磨层体堆焊于所述第三耐磨层体表面上。
[0027] 在一个优选或可选地实施例中，所述第一耐磨层体的厚度为1mm?2mm，所述第二 耐磨层体的厚度为2mm?3mm，所述第三耐磨层体的厚度为3mm?4mm，所述第四耐磨层体 的厚度为4mm?5_。
[0028] 在一个优选或可选地实施例中，所述第一耐磨层体的硬度为60HRC?65HRC，所述 第二耐磨层体的硬度为55HRC?60HRC且小于60HRC，所述第三耐磨层体的硬度为50HRC? 55HRC且小于55HRC，所述第四耐磨层体的硬度为45HRC?50HRC且小于50HRC。
[0029] 本实用新型实施例提供的铲运设备，包括铲斗以及设置在所述铲斗上的本实用新 型任一技术方案提供的斗齿。
[0030] 基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：
[0031] 本实用新型提供的斗齿的耐磨层至少包括第一耐磨层体以及第二耐磨层体，由于 第二耐磨层体的厚度不小于（优选为大于）第一耐磨层体，第二耐磨层体的硬度小于第一 耐磨层体，耐磨层的厚度及硬度均呈现梯度变化，从斗齿的尖端到根部，厚度尺寸逐渐增大 (厚度尺寸至少不会减小），实现了减小挖掘阻力的功能；从斗齿的尖端到根部，硬度逐渐 减小，保证了斗齿的尖端部位具有较高的耐磨性同时，根部具有较高的抗冲击韧性，故而使 用寿命更长，可靠性更为理想，所以解决了现有技术存在使用寿命较短的技术问题。
[0032] 同时，由于本实用新型提供的耐磨层的厚度及硬度均呈现梯度变化，与现有技术 中同一厚度、同一硬度的耐磨层相比，本实用新型提供的耐磨层的体积缩小了，故而耐磨层 的制作材料（例如：合金粉末）的用量更少，成本更为低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0033] 此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分， 本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当 限定。在附图中：
[0034] 图1为本实用新型实施例一种实施方式所提供的斗齿的立体结构的示意图；
[0035] 图2为本实用新型实施例一种实施方式所提供的斗齿的主视示意图；
[0036] 图3为本实用新型实施例一种实施方式所提供的斗齿的俯视示意图；
[0037] 图4为本实用新型实施例另一种实施方式所提供的斗齿的平面示意图；
[0038] 附图标记：1、斗齿本体；11、第一斜面；12、第一侧面；13、第二平面；14、第二侧面； 2、耐磨层；21、第一耐磨层体；22、第二耐磨层体；23、第三耐磨层体；24、第四耐磨层体。
【具体实施方式】
[0039] 下面可以参照附图图1?图4以及文字内容理解本实用新型的内容以及本实用新 型与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本实用新型的一些可选实施例的方 式，对本实用新型的技术方案（包括优选技术方案）做进一步的详细描述。需要说明的是： 本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中 的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本实用新型的所有可替代的技术特 征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施 方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本实用新型提供的任一技术手段进行替 换或将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新 的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本实用新型的保护范 围，本实用新型的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替 代技术方案以及本领域技术人员将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术 特征互相进行组合而得到的新的技术方案。
[0040] 本实用新型实施例提供了一种使用寿命长、可靠性更为理想、耐磨性较好且合金 粉末用量少、成本低廉的斗齿以及设置该斗齿的铲运设备。
[0041] 下面结合图1?图4对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。
[0042] 如图1?图4所示，本实用新型实施例所提供的斗齿，包括斗齿本体1以及设置在 斗齿本体1外表面上的耐磨层2,其中：耐磨层2至少包括设置在斗齿本体1外表面上的第 一耐磨层体21以及设置在第一耐磨层体21上的第二耐磨层体22。
[0043] 第二耐磨层体22位于第一耐磨层体21表面上远离斗齿本体1的尖端（图1中斗 齿本体1的右端）且接近斗齿本体1根部（图1中斗齿本体1的左端）的区域。
[0044] 第二耐磨层体22的厚度不小于第一耐磨层体21，第二耐磨层体22的厚度优选为 大于第一耐磨层体21。第二耐磨层体22的硬度小于第一耐磨层体21。
[0045] 本实用新型提供的斗齿的耐磨层2至少包括第一耐磨层体21以及第二耐磨层体 22,由于第二耐磨层体22的厚度不小于（优选为大于）第一耐磨层体21，第二耐磨层体22 的硬度小于第一耐磨层体21，耐磨层2的厚度及硬度均呈现梯度变化，从斗齿的尖端到根 部，厚度尺寸逐渐增大，实现了减小挖掘阻力的功能；从斗齿的尖端到根部，硬度逐渐减小， 保证了斗齿的尖端部位具有较高的耐磨性同时，根部具有较高的抗冲击韧性，故而使用寿 命更长，可靠性更为理想。并且，由于本实用新型提供的耐磨层的厚度及硬度均呈现梯度变 化，与现有技术中同一厚度、同一硬度的耐磨层相比，本实用新型提供的耐磨层的体积缩小 了，故而耐磨层的制作材料（例如：合金粉末）的用量更少，成本更为低廉。
[0046] 作为一种优选或可选地实施方式，如图3所示，耐磨层2还包括第三耐磨层体23， 第三耐磨层体23位于第二耐磨层体22表面上远离斗齿本体1的尖端且接近斗齿本体1根 部的区域。
[0047] 第三耐磨层体23的厚度不小于第二耐磨层体22,第三耐磨层体23的厚度优选为 大于第二耐磨层体22。第三耐磨层体23的硬度小于第二耐磨层体22。
[0048] 第三耐磨层体23的作用与第二耐磨层体22类似，其可以使得斗齿的耐磨层2的 梯度变化产生的技术效果更为显著。
[0049] 作为一种优选或可选地实施方式，如图4所示，耐磨层2还包括第四耐磨层体24， 第四耐磨层体24位于第三耐磨层体23表面上远离斗齿本体1的尖端且接近斗齿本体1根 部的区域。
[0050] 第四耐磨层体24的厚度不小于第三耐磨层体23,第四耐磨层体24的厚度优选为 大于第三耐磨层体23。第四耐磨层体24的硬度小于第三耐磨层体23。
[0051] 第四耐磨层体24的作用与第三耐磨层体23、第二耐磨层体22类似，其可以使得斗 齿的耐磨层2的梯度变化产生的技术效果更为显著。
[0052] 作为一种优选或可选地实施方式。第一耐磨层体21堆焊于斗齿本体1外表面上。 第二耐磨层体22堆焊于第一耐磨层体21表面上。第三耐磨层体23堆焊于第二耐磨层体 22表面上。第四耐磨层体24堆焊于第三耐磨层体23表面上。
[0053] 堆焊作为材料表面改性的一种经济而快速的冶金结合工艺适宜应用于本实用新 型中以实现第一耐磨层体21与斗齿本体1外表面之间、第二耐磨层体22与第一耐磨层体 21之间、第三耐磨层体23与第二耐磨层体22之间以及第四耐磨层体24与第三耐磨层体 23之间的连接。
[0054] 经过测试，耐磨层2与基体即斗齿本体1之间、相邻耐磨层体之间均为采用堆焊工 艺冶金结合在一起时，与普通斗齿相比，本实用新型梯度堆焊斗齿的使用寿命提高一倍以 上。
[0055] 作为一种优选或可选地实施方式，第一耐磨层体21的厚度为1mm?2mm。第二耐 磨层体22的厚度为2mm?3mm。第三耐磨层体23的厚度为3mm?4mm。第四耐磨层体24 的厚度为4mm?5_。
[0056] 上述厚度尺寸可以在保证各耐磨层体以及斗齿本体1具有较高的抗冲击韧性的 同时，不会耗费过多的材料。当然，上述厚度尺寸值也可以根据需要进行更改。
[0057] 作为一种优选或可选地实施方式，第一耐磨层体21的硬度为60HRC?65HRC。第二 耐磨层体22的硬度为55HRC?60HRC且小于60HRC。第三耐磨层体23的硬度为50HRC? 55HRC且小于55HRC。第四耐磨层体24的硬度为45HRC?50HRC且小于50HRC。
[0058] 上述硬度值可以在保证各耐磨层体以及斗齿本体1具有较好的耐磨性的同时，不 会耗费过多的材料。当然，上述硬度值也可以根据需要进行更改。
[0059] 作为一种优选或可选地实施方式，第一耐磨层体21、第二耐磨层体22、第三耐磨 层体23以及第四耐磨层体24至少其中之一接近斗齿本体1的尖端的边棱设置有圆角或倒 角。圆角或倒角的设置可以避免第一耐磨层体21、第二耐磨层体22、第三耐磨层体23或第 四耐磨层体24接近斗齿本体1的尖端的边棱出现应力集中，进而提高第一耐磨层体21、第 二耐磨层体22、第三耐磨层体23或第四耐磨层体24的耐磨性能以及抗冲击性能。
[0060] 作为一种优选或可选地实施方式，斗齿本体1的尖端的外表面包括依次相连的第 一斜面11、第一侧面12、第二平面13以及第二侧面14,第一侧面12以及第二侧面14两者 分别位于第一斜面11、第二平面13的两侧部。
[0061] 耐磨层2至少设置于第一斜面11以及第二平面13上，或者，耐磨层2至少设置于 第一侧面12以及第二侧面14上。
[0062] 斗齿本体1的尖端的外表面在工作过程中直接与矿石、沙土、岩石相抵触、互相摩 擦，尤其是斗齿本体1的尖端的外表面的第一斜面11以及第二平面13所承受的冲击力更 为集中，所以耐磨层2优选至少设置于第一斜面11以及第二平面13上。
[0063] 作为一种优选或可选地实施方式，第一斜面11、第二平面13、第一侧面12以及第 二侧面14上均设置有耐磨层2。
[0064] 该结构中的耐磨层2更为全面的保护斗齿本体1的尖端，从多个位置、角度提高斗 齿本体1的尖端的耐磨性能以及抗冲击能力。
[0065] 如图1?图4所示，本实用新型实施例提供的铲运设备，包括铲斗以及设置在铲斗 上的本实用新型任一技术方案提供的斗齿。
[0066] 铲运设备可以为挖掘机，也可以为装载机。由于本实用新型的斗齿具有使用寿命 长、可靠性好且耐磨性优良的优点，故而使用本实用新型提供的斗齿可以提高铲运设备的 使用寿命以及工作可靠性。
[0067] 上文仅以耐磨层2应用于斗齿为例、以斗齿应用于铲运设备为例进行说明，将上 述耐磨层2设置在类似斗齿的其他结构件上的技术方案以及将本实用新型提供的上述斗 齿设置在类似铲运设备的工程机械上的技术方案均应该视为本实用新型的等同替换，均应 处于在本实用新型的保护范围之内。
[0068] 上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围， 那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值 范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多， 无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述 列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。
[0069] 如果本文中使用了"第一"、"第二"等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应 该知晓："第一"、"第二"的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明 夕卜，上述词语并没有特殊的含义。
[0070] 另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状 的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的 任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单 独部件。
[〇〇71] 最后应当说明的是：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；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当 理解：依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替 换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案 范围当中。
【权利要求】
1. 一种斗齿，其特征在于，包括斗齿本体以及设置在所述斗齿本体外表面上的耐磨层， 其中： 所述耐磨层至少包括设置在所述斗齿本体外表面上的第一耐磨层体以及设置在所述 第一耐磨层体上的第二耐磨层体； 所述第二耐磨层体位于所述第一耐磨层体表面上远离所述斗齿本体的尖端且接近所 述斗齿本体根部的区域； 所述第二耐磨层体的厚度不小于所述第一耐磨层体，所述第二耐磨层体的硬度小于所 述第一耐磨层体。
2. 根据权利要求1所述的斗齿，其特征在于，所述第二耐磨层体的厚度大于所述第一 耐磨层体，所述耐磨层还包括第三耐磨层体，所述第三耐磨层体位于所述第二耐磨层体表 面上远离所述斗齿本体的尖端且接近所述斗齿本体根部的区域； 所述第三耐磨层体的厚度不小于所述第二耐磨层体，所述第三耐磨层体的硬度小于所 述第二耐磨层体。
3. 根据权利要求2所述的斗齿，其特征在于，所述第三耐磨层体的厚度大于所述第二 耐磨层体，和/或，所述第一耐磨层体堆焊于所述斗齿本体外表面上，所述第二耐磨层体堆 焊于所述第一耐磨层体表面上，所述第三耐磨层体堆焊于所述第二耐磨层体表面上。
4. 根据权利要求2所述的斗齿，其特征在于，所述第一耐磨层体的厚度为1mm?2mm， 所述第二耐磨层体的厚度为2mm?3mm，所述第三耐磨层体的厚度为3mm?4mm。
5. 根据权利要求2所述的斗齿，其特征在于，所述第一耐磨层体的硬度为60HRC? 65HRC，所述第二耐磨层体的硬度不小于55HRC且小于60HRC，所述第三耐磨层体的硬度不 小于50HRC且小于55HRC。
6. 根据权利要求2所述的斗齿，其特征在于，所述耐磨层还包括第四耐磨层体，所述第 四耐磨层体位于所述第三耐磨层体表面上远离所述斗齿本体的尖端且接近所述斗齿本体 根部的区域； 所述第四耐磨层体的厚度不小于所述第三耐磨层体，所述第四耐磨层体的硬度小于所 述第三耐磨层体。
7. 根据权利要求6所述的斗齿，其特征在于，所述第四耐磨层体的厚度大于所述第三 耐磨层体； 和/或，所述第四耐磨层体的厚度大于4mm且不大于5_，所述第四耐磨层体的硬度不 小于45HRC且小于50HRC ; 和/或，所述第一耐磨层体、所述第二耐磨层体、所述第三耐磨层体以及所述第四耐磨 层体至少其中之一接近所述斗齿本体的尖端的边棱设置有圆角或倒角。
8. 根据权利要求1-7任一所述的斗齿，其特征在于，所述斗齿本体的尖端的外表面包 括依次相连的第一斜面、第一侧面、第二平面以及第二侧面，所述第一侧面以及所述第二侧 面两者分别位于所述第一斜面、所述第二平面的两侧部； 所述耐磨层至少设置于所述第一斜面以及所述第二平面上，或者，所述耐磨层至少设 置于所述第一侧面以及所述第二侧面上。
9. 根据权利要求8所述的斗齿，其特征在于，所述第一斜面、所述第二平面、所述第一 侧面以及所述第二侧面上均设置有所述耐磨层。
10. -种铲运设备，其特征在于，包括铲斗以及设置在所述铲斗上的权利要求1-9任一 所述的斗齿。
【文档编号】E02F9/28GK203891111SQ201420254046
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】陈波, 李毅, 朱鹏霄 申请人:徐工集团工程机械股份有限公司