БЫСТРОИЗНАШИВАЕМАЯ ДЕТАЛЬ КОВША ПОГРУЗОЧНОЙ ИЛИ ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ, ЕЕ КРЕПЕЖНЫЙ ЭЛЕМЕНТ И СИСТЕМА БЫСТРОИЗНАШИВАЕМОЙ ДЕТАЛИ, КОВШ И ПОГРУЗОЧНАЯ ИЛИ ЗЕМЛЕРОЙНАЯ МАШИНА Российский патент 2013 года по МПК E02F9/28 

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к быстроизнашиваемой детали для ковша погрузочной или землеройной машины в соответствии с преамбулой п.1 формулы изобретения. Изобретение также относится к крепежному элементу в соответствии с преамбулой п.6 формулы изобретения и к системе быстроизнашиваемой детали, к ковшу для погрузочной или землеройной машины и к погрузочной или землеройной машине.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ковши со стальными режущими кромками в форме передних кромочных пластин из упрочненного материала используются для возможности внедрения в большое количество материала, такого как взрыхленная руда, взорванная каменная порода, земля и т.д., для его подъема ковшом с целью дальнейшей транспортировки. Режущая сталь часто защищается набором быстроизнашиваемых деталей, которые могут быть прикреплены к передней кромке ковша, например, посредством запорных элементов любой формы или, в некоторых случаях, путем сварки.

Основное назначение быстроизнашиваемой детали состоит в защите расположенных позади нее частей ковша от износа, способствовании легкому проникновению в большое количество материала для уменьшения износа и потребления энергии и, если возможно, сокращения пути рабочего цикла для заполнения ковша. Ковш, оснащенный хорошо работающими быстроизнашиваемыми деталями, может использоваться более активно для проникновения в транспортируемый материал, что приводит к сокращению времени работы и стоимости его использования.

Использование на ковше быстроизнашиваемых деталей приводит также к увеличению интервала между техническим обслуживанием ковша, что является экономическим преимуществом.

Из патентной публикации США 2005/0172524 А1 известна быстроизнашиваемая деталь, предназначенная для крепления к передней кромочной пластине загрузочного ковша. Известная быстроизнашиваемая деталь имеет крючковый участок для зацепления с зацепляющей кромкой передней кромочной пластины и крепежный участок для крепления быстроизнашиваемой детали к ковшу. Крепежный участок имеет отверстие для размещения крепежного элемента и взаимодействия с ним, который предназначен вставляться в отверстие, выполненное в передней кромочной пластине. Описанная быстроизнашиваемая деталь вообще работает хорошо, но для достижения адекватного функционирования требует относительно дорогого производственного процесса. В качестве другого примера известного устройства может быть упомянуто устройство по патенту США 5425529.

ЦЕЛЬ И НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫЕ ПРИЗНАКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является создание быстроизнашиваемой детали вышеупомянутого типа, которая не имеет или, по меньшей мере, минимизирует проблемы известных устройств и обеспечивает более экономичное решение при, по меньшей мере, сохраненной функции.

Эти цели в отношении быстроизнашиваемой детали упомянутого типа достигаются посредством признаков, указанных в отличительной части п.1 формулы изобретения.

Таким образом, достигается надежное закрепление быстроизнашиваемой детали на ковше и ее функционирование в обычном диапазоне допуска, что обусловлено процессом ее изготовления, таким как горячая штамповка, без необходимости выполнения значительной обработки.

Несмотря на обычно относительно большие отклонения по допускам, имеющие место при горячей штамповке, быстроизнашиваемую деталь в соответствии с настоящим изобретением можно крепить к ковшу без зазора в большом диапазоне допуска. Это означает, что быстроизнашиваемые детали, формы которых отличаются друг от друга вследствие отклонения внутри допусков, могут быть закреплены на ковше без зазора. Это является большим экономическим преимуществом, поскольку может быть исключена дорогостоящая точная отделочная обработка, такая как шлифовка и т.д.

Независимость от зазора есть дополнительный существенный аспект в том, что касается усилий, которые могут создаваться в этом соединении, поскольку зазоры в креплениях обычно приводят к увеличенному износу сопрягаемых частей и, таким образом, ухудшают геометрию соединения. Кроме того, последовательное ослабление изнашивающихся частей может привести к возникновению вероятности их повреждения и поломки и к увеличению стоимости технического обслуживания.

Благодаря тому, что в соответствии с изобретением участок стягивающей поверхности проходит под углом к направлению вперед, изнашивающиеся части могут быть надежно и должным образом скреплены с ковшом, несмотря на упомянутые отклонения в пределах допуска.

Участок стягивающей поверхности, предпочтительно, имеет по существу линейное удлинение для обеспечения высокой эффективности в широком интервале. В частности, для достижения высокого фиксирующего эффекта предпочтительно, чтобы участок стягивающей поверхности проходил под углом к направлению вперед, составляющим примерно 35-60°.

Быстроизнашиваемая деталь, предпочтительно, обеспечивает режущую кромку, проходящую по существу перпендикулярно к направлению вперед, а участок крепления, предпочтительно, обеспечивает участок плоской контактной поверхности для контакта с передней кромочной пластиной.

В соответствии с настоящим изобретением крепежный элемент включает в себя две части, которые взаимодействуют между собой посредством резьбового соединения, при этом первая часть крепежного элемента снабжена резьбовым участком и имеет крепежную головку, на которой имеется участок зажимной поверхности, предназначенный для воздействия на быстроизнашиваемую деталь.

Дополнительные преимущества достигнуты дополнительными признаками настоящего изобретения, которые определены зависимыми пунктами формулы изобретения и будут описаны ниже. Соответствующие преимущества достигнуты посредством крепежного элемента в соответствии с настоящим изобретением, при этом система быстроизнашиваемой детали включает в себя по меньшей мере одну быстроизнашиваемую деталь и крепежный элемент в соответствии с настоящим изобретением, а ковш оснащен элементами из такой системы быстроизнашиваемой детали.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение далее описано для вариантов его исполнения и со ссылками на приложенные чертежи, на которых изображено следующее:

Фиг.1а схематично показывает ковш для погрузочной машины, включающий в себя узлы для системы быстроизнашиваемой детали в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.1b показывает систему быстроизнашиваемой детали по фиг. 1а в увеличенном масштабе;

Фиг.2 показывает вертикальное сечение через часть систему быстроизнашиваемой детали по фиг.1а;

Фиг.3 представляет собой увеличенный элемент, показанный на фиг.2;

Фиг.4а и 4b показывают быстроизнашиваемую деталь при виде сверху и снизу;

Фиг.5а показывает различные виды узла крепления, используемого в настоящем изобретении;

Фиг.6а и 6b показывают объект фиг.2 при виде сверху и снизу;

Фиг.7а и 7b соответственно показывают альтернативную быстроизнашиваемую деталь при виде сбоку и сверху.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ИСПОЛНЕНИЯ

На фиг.1а показан корпус 1 ковша для погрузочной машины, который предназначен для погрузки больших количеств различного рода материалов, таких как руда, другая взорванная каменная порода, земля и т.д. В качестве дополнения к корпусу 1 ковша на фиг.1b в увеличенном масштабе показаны различные узлы системы 2 быстроизнашиваемых деталей, которая включает в себя быстроизнашиваемые детали 3-7, предназначенные для крепления к передней кромочной пластине 10, которая вместе с боковыми кромками 11 и 12 выполнена с возможностью сварки с корпусом 1 ковша, образуя при этом узел передней пластины.

Быстроизнашиваемые детали 3-7 создают защиту режущей кромки, которая покрывает всю свободную кромку передней кромочной пластины. Фиг.1а показывает также быстроизнашиваемые детали 8 и 9, которые предназначены для работы вместе с боковыми кромками 11 и 12, завершающие боковые стороны корпуса 1 ковша.

Фиг.2 показывает данное изобретение более подробно, при этом режущая кромка передней кромочной пластины 10 направлена вправо и имеет наклоненный вверх и направленный вперед скос, который образует угол β с горизонтальной плоскостью, проходящей через переднюю кромочную пластину 10. Задний край передней кромочной пластины 10, с левой стороны на фиг.2, предназначен для его сварки с корпусом 1 ковша по фиг.1.

Быстроизнашиваемая деталь 5, которая является центральной в группе быстроизнашиваемых деталей 3-7 на фиг.1, имеет направленную вперед режущую кромку 5' и крюкообразный участок 16, который имеет внутреннюю поверхность крючка, располагаемую против упомянутого скоса на передней кромочной пластине 10 для взаимодействия с ним. Буква F определяет направление вперед для быстроизнашиваемой детали 5.

Крюкообразный участок 16, предпочтительно, имеет такие размеры, чтобы его верхний край находился прямо вблизи линии, по меньшей мере не существенно выше верхней поверхности передней кромочной пластины 10. Это обеспечивает несколько преимуществ, например, более легкую погрузку материала и более легкое проникновение в кучу материала. Кроме того, при этом облегчается опустошение ковша, поскольку никакой участок быстроизнашиваемой детали 5 не проходит выше передней кромочной пластины 10 и поэтому не может препятствовать загруженному материалу при выгрузке из ковша.

Быстроизнашиваемая деталь 5 имеет задний крепежный участок 17, который имеет плоскую контактную поверхность для контакта с нижней стороной передней кромочной пластины 10.

Крепежный участок 17 имеет углубление для крепежного элемента 13, который проходит в отверстие в передней кромочной пластине 10. Крепежный элемент 13 имеет первую часть в виде винта 14 с крепежной головкой 14' и вторую часть в виде гайки 15, размещенной в углубление в передней кромочной пластине 10 и сцепленной с винтовым участком 14'' винта крепления 14. На практике гайка 15 и винтовой участок 14'' расположены в упомянутом углублении в передней кромочной пластине 10.

Крепежная головка 14' размещена в углублении в крепежном участке 17 до такой степени, что угловой участок крепежной головки 14' с углом α входит в взаимодействие с соответствующим угловым участком крепежного участка 17. Стягивание крепежного элемента 13 натяжением гайки 15 приводит к тому, что в месте контакта между крепежным элементом 13 и углублением в крепежном участке 17 возникает усилие зажима, такое, что быстроизнашиваемая деталь 5 подвергается воздействию оттягивающего усилия, действующего в направлении В назад, при том, что эта быстроизнашиваемая деталь 5 надежно и плотно прикреплена к передней кромочной пластине 10.

На фиг.3 крепежная головка 14' показана более подробно, и в ней ее боковая сторона имеет участок 19 прижимающей поверхности, проходящий под углом α к горизонтальной плоскости.

Участок 20 стягивающей поверхности расположен в вышеупомянутом углублении в крепежном участке 17 и выполнен с таким углом, что при стягивании крепежного элемента 13 быстроизнашиваемая деталь 5, как указано выше, испытывает натяжение в направлении назад.

На фиг.2 и 3 показано свободное пространство 18, которое предусмотрено для обеспечения того, что при стягивании крепежного элемента 13 ей обеспечивается достаточный прижим быстроизнашиваемой детали 5 к передней кромочной пластине 10 без какого-либо контакта с другой стороны крепежного элемента 13, что могло бы препятствовать возникновению оттягивающего усилия в заднем направлении.

На фиг.3 крепежный элемент 13 показан более подробно с крепежной головкой 14', боковая сторона которой имеет боковой край 19, проходящий под углом α к горизонтальной плоскости, которая проходит по существу перпендикулярно винтовому участку 14''. В рабочем положении боковой край 19 упирается в участок 20 оттягивающей поверхности крепежного участка 17.

На фиг.4а и 4b показана быстроизнашиваемая деталь 4 при виде сверху и снизу соответственно. Нижняя сторона является по существу ровной, в то время как на верхней части выполнен ряд гребней 21, которые, с некоторыми частичными угловыми наклонами, проходят по существу перпендикулярно направлению F.

Фиг.5а показывает винт 14 в горизонтальной проекции, при этом в данном варианте исполнения он не является симметричным, и его головка 14' выступает неодинаково с различных сторон по ее противоположным участкам 19 и 19' зажимающей поверхности, один из которых предназначен для взаимодействия с участком оттягивающей поверхности быстроизнашиваемой детали. Винт 14 является поворотным, и отклонение в величине выступания, видимое относительно оси А, которая является осью симметрии для участка винта, может быть измерено для того, чтобы отклонения смежных частей при наличии у них большего допуска можно было бы скомпенсировать. Это отсутствие симметричности, кроме того, имеет то преимущество, что винт может быть использован для быстроизнашиваемых деталей, изготовленных какими-либо иными способами, и при креплении этого винта его можно повернуть таким образом, чтобы получить наилучший прижимной эффект в каждом конкретном случае.

На фиг.5b показан вид винта 14 в перспективе.

На фиг.5c показано, что головка 14' винта 14 по своим сторонам является плоской, что соответствует форме углубления в быстроизнашиваемой детали 5, для предотвращения вращения крепежного элемента 3 во время его затягивания. Плоская крепежная головка 14' имеет ширину, по существу соответствующую диаметру винтового участка 14''.

На фиг.6а и 6b быстроизнашиваемая деталь 5 показана с задних сторон, как она видна на фиг.2, снизу и сверху соответственно. Настоящее изобретение может быть видоизменено в пределах объема изобретения по приложенным пунктам формулы изобретения, а быстроизнашиваемая деталь 5 может быть выполнена иным образом с другим углом и размерами в направлении вперед, а также в боковом направлении. Предпочтительно, чтобы величина углов α и β была между 35 и 60°, наиболее предпочтительно, чтобы между 40 и 55°, а в показанном примере оба угла α и β составляют примерно 45°. Углы α и β не обязательно должны быть одинаковыми, и для достижения нужного результата они могут быть выбраны независимо от друг от друга.

Как показано на фиг.7а и 7b, быстроизнашиваемая деталь 5 может представлять собой копающий зуб 5', который вместе с другими копающими зубьями не перекрывает переднюю кромку ковша или чего-либо подобного. Это также относится к быстроизнашиваемым деталям погрузочных ковшей. Крепежный элемент 13 также может быть сконструирован иным образом, при этом могут рассматриваться и другие средства взаимодействия, отличные от винтовых резьб, конечно, если последние не являются предпочтительными. Тем не менее необходимо, чтобы крепежный элемент 13 был плотно и надежно скреплен с соответствующей поверхностью быстроизнашиваемой детали.

В качестве отличия от приведенного примера винт и головка могут быть симметричными, что может иметь преимущество, поскольку можно повернуть. Не исключено, что только одна сторона головки имеет наклоненный край 19. Другая сторона головки 14' может быть прямой и выполненной с осевым продолжением одной из сторон резьбового участка 14''.

Благодаря созданию способа получения более высоких допусков быстроизнашиваемая деталь 5 в соответствии с настоящим изобретением может быть изготовлена с использованием техники обычной горячей штамповки, и не обязательно выполнение точной обработки на станке. Тем не менее, как правило, следует выполнить обычные профилирующие работы и т.д.

Крепежный элемент 13 может быть изготовлен различными способами, но, что касается первой части, винт 14, предпочтительно может быть получен горячей штамповкой. Быстроизнашиваемая деталь 5 может крепиться с помощью одного или двух крепежных элементов, или с помощью большего количества крепежных элементов. Предпочтительно, чтобы участок 20 стягивающей поверхности и участок 19 прижимающей поверхности проходили в боковом направлении, но не исключено, что они могут иметь искривленную конфигурацию.

Данное изобретение, помимо вышеуказанных преимуществ, имеет также то преимущество, что значительные силы, возникающие при использовании ковша описанного типа, в большой степени будут восприняты конструкцией без напряжения крепежного элемента. Силы, возникающие в быстроизнашиваемой детали во время погрузки и т.д. и направленные вниз и назад, таким образом, будут по существу восприняты контактной областью между быстроизнашиваемой деталью и передней кромочной пластиной и ковшом, в то время как на крепежный элемент 13 такие силы по существу воздействия не окажут.

Изобретение относится к рабочим органам погрузочных или землеройных машин. Быстроизнашиваемая деталь для ковша погрузочной или землеройной машины, снабженного по меньшей мере одной передней кромочной пластиной с направленной вперед зацепляющей кромкой, имеющая направление вперед (F) и направление назад (В) и содержащая крепежный участок для крепления быстроизнашиваемой детали к ковшу, имеющий участок стягивающей поверхности для взаимодействия в области контактной поверхности с участком прижимающей поверхности на крепежном элементе, способным устанавливаться и зажиматься в отверстии в передней кромочной пластине. Участок стягивающей поверхности расположен в углублении крепежного участка и проходит под углом (α) к упомянутому направлению вперед таким образом, что при использовании при зажиме крепежного элемента создается усилие, воздействующее на быстроизнашиваемую деталь в направлении назад (В). Деталь содержит средство для соединения с зацепляющей кромкой, представляющее собой крючковый участок, включающий в себя внутреннюю поверхность крючка, предназначенную для расположения напротив и взаимодействия с наклоненным вверх, направленным вперед скосом на кромочной пластине при использовании. Скос и внутренний участок крючка образуют угол (β), составляющий 35-60° с горизонтальной плоскостью, проходящей через переднюю кромочную пластину, и участок стягивающей поверхности проходит под углом (α), составляющим 35-60° к упомянутому направлению вперед. Крепежный элемент имеет направление вперед (F), способный устанавливаться и зажиматься в отверстии в передней кромочной пластине ковша и имеющий на первой части участок прижимающей поверхности, воздействующий на быстроизнашиваемую деталь и проходящий под углом α к направлению вперед таким образом, что при использовании при зажиме крепежного элемента создается усилие, воздействующее на быстроизнашиваемую деталь в направлении назад (В). Он включает в себя две части, взаимодействующие посредством резьбового соединения, первая часть снабжена резьбовым участком и крепежной головкой, на которой расположен участок прижимающей поверхности. Первая часть крепежного элемента снабжена первым участком и вторым участком прижимающей поверхности, расположенными на различных расстояниях относительно оси (А), проходящую через первую часть крепежного элемента. Система быстроизнашиваемой детали, содержащая по меньшей мере одну быстроизнашиваемую деталь. Ковш для погрузочной или землеройной машины, включающий в себя систему быстроизнашиваемой детали. Погрузочная или землеройная машина, включающая в себя ковш. 5 н. и 4 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Быстроизнашиваемая деталь (3-7, 8, 9) для ковша погрузочной или землеройной машины, снабженного по меньшей мере одной передней кромочной пластиной (10, 11, 12) с направленной вперед зацепляющей кромкой, имеющая направление вперед (F) и направление назад (В) и содержащая крепежный участок (17) для крепления быстроизнашиваемой детали к ковшу, имеющий участок (20) стягивающей поверхности для взаимодействия в области контактной поверхности с участком (19) прижимающей поверхности на крепежном элементе (13), способным устанавливаться и зажиматься в отверстии в передней кромочной пластине, причем участок (20) стягивающей поверхности расположен в углублении крепежного участка и проходит под углом (α) к упомянутому направлению вперед таким образом, что при использовании при зажиме крепежного элемента (13) создается усилие, воздействующее на быстроизнашиваемую деталь (3-7, 8, 9) в направлении назад (В), отличающаяся тем, что содержит средство для соединения с зацепляющей кромкой, представляющее собой крючковый участок (16), включающий в себя внутреннюю поверхность крючка, предназначенную для расположения напротив и взаимодействия с наклоненным вверх, направленным вперед скосом на кромочной пластине (10) при использовании, при этом скос и внутренний участок крючка образуют угол (β), составляющий 35-60° с горизонтальной плоскостью, проходящей через переднюю кромочную пластину, и участок (20) стягивающей поверхности проходит под углом (α), составляющим 35-60° к упомянутому направлению вперед.

2. Быстроизнашиваемая деталь по п.1, отличающаяся тем, что участок (20) стягивающей поверхности имеет, по существу, линейное продолжение.

3. Быстроизнашиваемая деталь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она имеет режущую кромку (5'), проходящую, по существу, перпендикулярно упомянутому направлению вперед.

4. Быстроизнашиваемая деталь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что крепежный участок (17) имеет участок плоской контактной поверхности для контакта с передней кромочной пластиной (10).

5. Крепежный элемент (13) для быстроизнашиваемой детали (3-7, 8, 9) для ковша погрузочной или землеройной машины, имеющей направление вперед (F), способный устанавливаться и зажиматься в отверстии в передней кромочной пластине (10, 11, 12) ковша и имеющий на первой части (14) участок (19, 19') прижимающей поверхности, воздействующий на быстроизнашиваемую деталь (3-7, 8, 9) и проходящий под углом α к направлению вперед таким образом, что при использовании при зажиме крепежного элемента (13) создается усилие, воздействующее на быстроизнашиваемую деталь (3-7, 8, 9) в направлении назад (В), причем крепежный элемент включает в себя две части (14, 15), взаимодействующие посредством резьбового соединения, первая часть (14) снабжена резьбовым участком (14'') и крепежной головкой (14'), на которой расположен участок (19) прижимающей поверхности, отличающийся тем, что первая часть (14) крепежного элемента (13) снабжена первым участком (19) и вторым участком (19') прижимающей поверхности, расположенными на различных расстояниях относительно оси (А), проходящей через первую часть (14) крепежного элемента (13).

6. Система быстроизнашиваемой детали, содержащая по меньшей мере одну быстроизнашиваемую деталь (3-7, 8, 9) по любому из пп.1-4 и по меньшей мере один крепежный элемент (13) по п.5.

7. Система быстроизнашиваемой детали по п.6, содержащая по меньшей мере одну переднюю кромочную пластину (10, 11, 12), включающую в себя конструкцию передней пластины для размещения по меньшей мере одной быстроизнашиваемой детали (3-7, 8, 9) и по меньшей мере одного крепежного элемента (13), предназначенную для приваривания к ковшу погрузочной или землеройной машины.

8. Ковш для погрузочной или землеройной машины, включающий в себя систему быстроизнашиваемой детали по п.6 или 7.

9. Погрузочная или землеройная машина, включающая в себя ковш по п.8.