Сборный зуб для землеройного устройства, содержащий компоненты из редкоземельных материалов Российский патент 2017 года по МПК E02F9/28 

РОДСТВЕННАЯ ЗАЯВКА

По настоящей заявке испрашивается приоритет на основе предварительной заявки США, порядковый №61/549,509, поданной 20 октября 2011 г., раскрытие которой включено в настоящую заявку посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение в целом относится к заменяемым деталям машин, подвергающихся высокой степени износа, и, в частности, к содержащему редкоземельные материалы сборному зубу для землеройного устройства.

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В землеройных и планировочных машинах, таких как канатно-ковшовые экскаваторы, экскаваторы с обратной лопатой, ковшовые фронтальные погрузчики и в аналогичных машины нередко используют сменные узлы зубьев, монтируемые на стойках зубьев, режущих кромках экскаватора, режущих краях или на аналогичных компонентах, с целью установки расходуемых деталей, подвергающихся многократным ударным нагружениям и быстрому износу, которые имеют место в процессе врезания в грунт. В таких системах каждый узел зуба, как правило, включает клинообразный адаптер, устанавливаемый непосредственно на стойке зуба ковша, лопаты, или иного землеройного или скреперного механизма оборудования. Клинообразная вершина зуба для контакта с извлекаемым материалом фронтально установлена на адаптере и прочно прикреплена штифтом к адаптеру.

Присоединение вершины зуба, как правило, осуществляется с помощью одного или нескольких вкладышей, устанавливаемых в углублениях для вкладышей в адаптере. Во внутренней части вкладыша выполнена внутренняя резьба под установку болта, предназначенного для прикрепления вершины зуба к адаптеру. Установка и демонтаж прикрепленных вершин зубьев с использованием указанной системы является трудоемким процессом ввиду того, что болты, крепящие вершины зубьев, необходимо завинтить и отвинтить при замене зуба. Для осуществления завинчивания и отвинчивания, как правило, необходимо использовать электрический ударный гайковерт. Более того, использование такого инструмента представляет опасность возникновения чрезмерного момента, приводящего к повреждению резьбы и возможному травмированию оператора.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с конкретными конструкциями настоящего изобретения обеспечивается в основном частичное или полное устранение недостатков и проблем, связанных с узлами зубьев для землеройных устройств.

В соответствии с конкретными конструкциями настоящего изобретения, система для соединения деталей оборудования может включать узел магнитной муфты. Узел магнитной муфты обеспечивает присоединение вершины зуба к адаптеру. Узел магнитной муфты может быть установлен, по меньшей мере, частично в углублении, выполненном в адаптере. Узел магнитной муфты может включать вкладыш и магнитную муфту. Вкладыш может быть установлен в углублении адаптера, и вкладыш может включать внутреннее углубление. Магнитная муфта может быть установлена во внутреннем углублении вкладыша.

Технические преимущества, обеспечиваемые конкретными конструкциями настоящего изобретения, позволяют операторам землеройного оборудования или иного оборудования с заменяемыми деталями оперативно и эффективно устанавливать и демонтировать заменяемые детали. Например, вершина зуба может быть присоединена к адаптеру или демонтирована с адаптера с помощью магнитной муфты. Магнитная муфта может быть оперативно и эффективно демонтирована с помощью одного или нескольких инструментов для демонтажа и нагревательного элемента в том случае, когда вершина зуба изнашивается в процессе эксплуатации. За счет существенного сокращения времени на смену заменяемой детали такая магнитная муфта позволяет оператору использовать землеройное оборудование и иные детали машин в течение более длительного периода времени и при меньшем времени простоя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

ФИГ. 1 - вид в перспективе системы прикрепления в соответствии с конкретными конструкциями настоящего изобретения;

ФИГ. 2А - вид сверху в поперечном сечении с пространственным разделением деталей узла зуба системы прикрепления в соответствии с конкретными конструкциями настоящего изобретения;

ФИГ. 2В - вид в перспективе вкладыша в частичном сечении в соответствии с конкретными конструкциями настоящего изобретения; и

ФИГ. 2С - вид в перспективе стопорного штифта в частичном сечении в соответствии с конкретными конструкциями настоящего изобретения;

ФИГ. 3А - вид сверху в поперечном сечении с пространственным разделением деталей другого узла зуба системы прикрепления в соответствии с конкретными конструкциями настоящего изобретения;

ФИГ. 3В - вид в перспективе вкладыша в частичном сечении вкладыша в соответствии с конкретными конструкциями настоящего изобретения; и

ФИГ. 3С - вид в перспективе в частичном разрезе магнитной муфты в соответствии с конкретными конструкциями настоящего изобретения;

ФИГ. 4А - вид в перспективе инструмента для демонтажа, который может быть использован для извлечения магнитной муфты в соответствии с конкретными конструкциями настоящего изобретения;

ФИГ. 4В - вид сбоку механического инструмента для демонтажа на ФИГ. 4А;

ФИГ. 5 - вид сверху нагревательного элемента, который может быть использован для извлечения магнитной муфты в соответствии с конкретными конструкциями настоящего изобретения;

ФИГ. 6А - вид сверху магнитной муфты в соответствии с конкретными конструкциями настоящего изобретения;

ФИГ. 6В - вид сбоку в частичном сечении магнитной муфты на ФИГ. 6А; и

ФИГ. 6С - вид снизу магнитной муфты на ФИГ. 6А.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описание системы прикрепления в соответствии с конкретными конструкциями настоящего изобретения приведено в настоящей заявке, при этом особое внимание уделяется присоединению зуба к землеройному оборудованию и извлечению зуба из него, такому как ковши канатно-ковшовых экскаваторов, и, в частности, особое внимание уделяется к присоединению сменных зубьев к узлам и извлечению сменных зубьев из узлов, раскрытие которых включено в настоящую заявку посредством ссылки на патенты США №№ 5,337,495, 6,502,336, и 7,032,334. Однако специалистам в данной области техники очевидно, что конструкции настоящего изобретения могут быть применимы к другим машинам, в которых используются заменяемые детали. Примеры таких машин могут включать скважинный буровой инструмент и сопутствующие инструменты, детали конвейерных лент, центральный износостойкий защитный сегмент и боковой защитный сегмент ковшей канатно-ковшовых экскаваторов, башмаки гусеничной цепи для гусеничных транспортных средств, детали казенной части пулеметов и артиллерийских орудий, режущие кромки, штифты, защитные устройства, компоненты рыхлителей и т.д.

В частности, как показано на рисунках и на ФИГ. 1, узел зуба в соответствии с настоящим изобретением в целом проиллюстрирован под позицией 1 и может быть установлен на известной стойке зуба 2 ковша или лопаты известного землеройного оборудования. Узел зуба 1 может включать клинообразный адаптер 3, снабженный съемной вершиной зуба 15, которая может быть снабжена контактной кромкой 18 и которая может быть установлена на адаптере 3 с помощью одного или нескольких (например, пары) стопорных штифтов 33 вершина зуба. Каждый из стопорных штифтов 33 вершины зуба может проходить через отверстие для стопорного штифта вершины зуба, выполненное в боковой стенке вершины зуба съемной вершины зуба 15, и может ввинчиваться в один или несколько (например, пар) вкладышей 49, которые могут быть установлены по сторонам (например, противоположно расположенным сторонам) адаптера 3. В определенных конструкциях узел зуба 1 может включать поперечно установленную верхнюю износостойкую коронку и нижнюю износостойкую коронку, каждая из которых может быть прикреплена с помощью болтового соединения к адаптеру 3 с помощью болтов боковых пластин. В некоторых конструкциях адаптер 3 может включать основу клинообразного адаптера, который может сходиться на конус от опорной пластины к передней кромке адаптера 3 и может заканчиваться в передней части адаптера 3. Фиксирующее отверстие опорной пластины для установки в нем втулки и сопутствующего клина, а также для установки адаптера 3 на стойке зуба 2 может быть выполнено в опорной пластине основания адаптера. Пара поперечных, вертикально ориентированных, расположенных на расстоянии друг от друга стабилизирующих прорезей может быть выполнена по сторонам основания адаптера. Расположенные на расстоянии друг от друга параллельные прорези верхних ребер могут быть выполнены поперечно в верхней конической фаске опорной пластины основания адаптера, и в определенных конструкциях прорези верхних ребер могут иметь Т-образную форму. Аналогичным образом пара расположенных на расстоянии друг от друга Т-образных прорезей нижних ребер может быть выполнена в одной или нескольких нижних наклонных поверхностях и наружной поверхности опорной пластины основания адаптера в одном и том же относительном положении, как и прорези верхних ребер. Специалистам в соответствующей области техники должно быть очевидно, что прорези верхних ребер и прорези нижних ребер могут в соответствии с другим вариантом иметь форму «ласточкина хвост» и альтернативную конструкцию блокирующего устройства.

Адаптер 3 может быть соединен со стойкой зуба 2 с использованием штифта 34. В процессе землеройных и (или) горных работ адаптер 3 может быть подвержен значительному износу. Заменяемый адаптер 3 может быть подвержен исключительно высокому ударному нагружению при его соударении с извлекаемым грунтом, породой или иным абразивным материалом. Следовательно, было бы желательно выполнить корпус адаптера 3 быстро заменяемым новым или восстановленным элементом аналогичной или идентичной конструкции. В противоположном случае возникает необходимость в более частой замене одной или нескольких стоек зуба 2, ковшей, лопат и иного землеройного оборудования, что может привести к повышению издержек на техническое обслуживание оборудования и рабочую силу. За счет установки заменяемого адаптера 3 на стойке зуба 2, который в противоположном случае подвергался бы значительному износу, срок службы такого оборудования может быть увеличен путем замены отдельных деталей, устанавливаемых на землеройном оборудовании.

Для предотвращения чрезмерного износа стойки зуба 2, например, адаптер 3 может быть соединен со стойкой зуба 2. Таким образом, адаптер 3 может, по меньшей мере, частично закрывать и (или) защищать стойку зуба 2 от абразивных материалов при проведении землеройных работ. Стойка зуба 2 может быть предназначена для установки в отверстии, выполненном в адаптере 3. При соединении адаптера 3 и стойки зуба 2 первая и вторая боковые стороны стойки зуба 2 могут быть расположены смежно с первой и второй боковыми сторонами адаптера 3.

Конструкция адаптера 3 и стойки зуба 2 могут значительно изменяться согласно идее настоящего изобретения. Например, несмотря на то, что описанный выше адаптер 3 имеет первую и вторую наклонные поверхности, в других конструкциях адаптер 3 может включать только одну наклонную сторону. В соответствии с другим вариантом адаптер 3 может быть не снабжен наклонными поверхностями. Более того, несмотря на то, что описанный выше адаптер 3 имеет первую и вторую боковые стороны, которые в основном параллельны друг другу, в других конструкциях одна или обе первая и вторая боковые стороны могут быть наклонными таким образом, в результате чего первая и вторая стороны не располагаются параллельно друг другу. Аналогичные изменения можно выполнить в отношении стойки зуба 2 в соответствии с идеей настоящего изобретения. В целом, конструкции элементов землеройного оборудования могут быть выбраны для обеспечения их защиты и создания ими защиты от чрезмерного износа, имеющего место при проведении землеройных работ.

Стойка зуба 2 может включать отверстие 58 под штифт, которое может начинаться на первой боковой стороне стойки зуба 2 и проходить, по меньшей мере, частично через стойку зуба 2. Как показано на ФИГ. 1, отверстие 58 под штифт проходит через стойку зуба 2 от первой боковой стороны до второй боковой стороны. Отверстие 58 под штифт может быть предназначено, по меньшей мере, для частичной установки внутри него штифта 34. Отверстие 58 под штифт и штифт 34 могут взаимодействовать для обеспечения простой установки и демонтажа адаптера 3 со стойки зуба 2. Таким образом, адаптер 3 может быть оперативно и легко установлен, демонтирован или заменен оператором в полевых условиях. Кроме того, форма отверстия 58 под штифт и штифта 34 позволяет предотвратить смещение корпуса инструмента относительно стойки зуба 2 при его использовании.

В некоторых конструкциях штифт 34 может включать удлиненный вкладыш 60 и пробку 69. Вкладыш 60 может быть предназначен, по меньшей мере, для частичной установки внутри отверстия 58 под штифт. Таким образом, форма и размер отверстия 58 под штифт может соответствовать форме и размеру вкладыша 60. Формы отверстия 58 под штифт и вкладыша 60 могут в значительной степени изменяться в соответствии с идеей настоящего изобретения. В конкретных конструкциях вкладыш 60 может иметь геометрическую форму, которая может включать ряд сторон одинаковой ширины. Поскольку форма отверстия 58 под штифт может соответствовать форме вкладыша 60, отверстие 58 под штифт может иметь такую геометрическую форму, которая может включать ряд сторон одинаковой ширины. В конкретных конструкциях вкладыш 60 и отверстие 58 под штифт могут иметь форму, включающую от трех до восьми сторон. Тем не менее вкладыш 60 и отверстие 58 под штифт могут быть любой приемлемой геометрической формы. Штифт 34 может включать одну или несколько пробок 69, которые могут быть предназначены для взаимодействия с отверстием под пробку во вкладыше 60. Отверстие под пробку может проходить, по меньшей мере, частично через вкладыш 60 и может быть предназначено, по меньшей мере, частично для установки в нем одной или нескольких пробок 69. Как проиллюстрировано на ФИГ. 1, отверстие под пробку проходит полностью через вкладыш 60 с первого торца до второго торца. Таким образом, отверстие под пробку может быть предназначено для установки первой пробки с первого торца и второй пробки со второго торца. Тем не менее очевидно, что отверстие под пробку может полностью не проходить через вкладыш 60. В том случае, если отверстие под пробку не проходит полностью через вкладыш 60, может быть использована одна пробка 69.

В процессе работы пробки 69 и вкладыш 60 могут взаимодействовать для присоединения адаптера 3 к стойке зуба 2 в смонтированном виде. Боковые стороны стойки зуба 2 могут включать соответствующие отверстия, которые могут быть предназначены для установки в них, части одной или нескольких пробок 69, по меньшей мере, частично. Соответствующие положения отверстий на боковых сторонах адаптера 3 могут быть выбраны таким образом, чтобы они совпадали с первым и вторым концами отверстия 58 под штифт, соответственно. При правильном расположении адаптера 3 на стойке зуба 2 отверстие 58 под штифт и отверстия могут совпадать таким образом, чтобы одна или несколько воображаемых центральных осей, приблизительно центральная ось, и одна или несколько других продольных осей могли проходить через отверстия адаптера 3 и вкладыша 60. В установленном положении пробка 69 может быть вставлена и проходить через каждое отверстие адаптера 3 и входить, по меньшей мере, в часть отверстия 58 под штифт для присоединения адаптера 3 к стойке зуба 2. При правильном положении установки пробки 69 могут быть утоплены с боковых сторон адаптера 3 приблизительно на глубину 0,125-1,000 дюйма. В конкретных конструкциях пробки 69 могут быть утоплены с боковых сторон адаптера 3 на глубину 0,25-0,5 дюйма.

На ФИГ. 2А-2С проиллюстрированы различные изображения соединения адаптера 3 и съемной вершины зуба 15, показанных на ФИГ. 1. В соответствии с вышеприведенным описанием вкладыш 49 может быть размещен в углублении адаптера 3. Вершина зуба 15 далее может быть расположена на адаптере 3. Таким образом, стопорный штифт 33 может быть соединен с каждым вкладышем 49 путем ввинчивания или с помощью иного соответствующего соединительного механизма. Вкладышу 49 может быть придана соответствующая форма с целью предотвращения его вращения внутри адаптера 3 после его установки. Например, как показано на ФИГ. 2В, вкладыш 49 может иметь шестигранную форму и может включать внутреннюю резьбовую часть, которая может быть предназначена для установки в нем стопорного штифта 33. Как проиллюстрировано на ФИГ. 2С, стопорный штифт 33 может быть иметь резьбу и может включать углубление, предназначенное для установки в нем инструмента для ввинчивания стопорного штифта 33 во вкладыш 49.

Адаптер 3 может быть соединен со стойкой зуба 2 с помощью штифта 34 при использовании способа, аналогичного способу соединения адаптера 3 и съемной вершины зуба 15, как показано на ФИГ. 2А. В частности, вкладыш 60 может быть расположен в отверстии 58 под штифт, и адаптер 3 соответственно может быть расположен на стойке зуба 2. Далее пробка 69 может быть установлена в каждом отверстии 58 под штифт и соединена с каждым отверстием под пробку во вкладыше 60 путем ввинчивания или с помощью иного соответствующего соединительного механизма. Как проиллюстрировано на ФИГ. 1, вкладыш 60 может иметь цилиндрическую форму; тем не менее в определенных конструкциях вкладышу 60 может быть придана соответствующая форма для предотвращения вращения внутри стойки зуба 2 после установки (например, шестигранная форма аналогичную форме вкладыша 49). Кроме того, в определенных конструкциях, как, например, показано на ФИГ. 1, вкладыш 60 может проходить через стойку зуба 2 от его первой боковой стороны до его второй боковой стороны. Вкладыш 60 может включать резьбовую внутреннюю часть, которая может быть предназначена для установки в ней пробки 69, резьбовая часть которой аналогична резьбовой части вкладыша 49, показанной на ФИГ. 2В. Пробка 69 может ввинчиваться и может включать углубление, предназначенное для установки в нем инструмента для ввинчивания пробки 69 во вкладыш 60, каждый из которых может быть аналогичен соответствующим частям стопорных штифтов 33, показанных на ФИГ. 2С.

На ФИГ. 3А-3С проиллюстрированы различные изображения соединения адаптера 3 со съемной вершиной зуба 15 с использованием магнитной муфты 61 и вкладыша 41 в соответствии с некоторыми конструкциями. В некоторых конструкциях создание пары, включающей вкладыш 41 и магнитную муфту 61, может быть использовано взаимозаменяемо с созданием пары, включающей вкладыш 49 и стопорный штифт 33 для соединения адаптера 3 со съемной вершиной зуба 15. Таким образом, магнитная муфта 61 может быть использована вместе с вкладышем 41 для прикрепления вершины зуба 15 к адаптеру 3 вместо резьбового стопорного штифта 33 и резьбового вкладыша 49. Например, как проиллюстрировано на ФИГ. 3А, вершина зуба 15 может быть соединена с адаптером 3 путем установки вкладыша 41 в углубление адаптера 3 путем размещения вершины зуба 15 на адаптере 3 и установки магнитной муфты 61 во вкладыше 41. Магнитная муфта 61 может обеспечивать прочное магнитное сцепление, надежно соединяющее адаптер 3 с вершиной зуба 15. Магнитная муфта 61 может быть установлена в углублении 43, выполненном во вкладыше 41, как показано на ФИГ. 3В. За счет установки магнитной муфты 61 в углубление 43 можно в значительной степени снизить или устранить перемещение или смещение магнитной муфты 61 относительно вкладыша 41 при эксплуатации землеройного оборудования. В некоторых конструкциях углубление 43 может быть выполнено таким образом, чтобы вокруг диаметра магнитной муфты 61 обеспечивалось создание зазора размером 0,010 дюйма. В соответствии с другим вариантом в других конструкциях магнитная муфта может иметь любой соответствующий размер и может быть выполнена таким образом, чтобы она соответствовала любому подходящему зазору вкладыша. В некоторых конструкциях вкладыш 41 может быть выполнен как с углублением 43, так и с резьбовой частью, таким образом, чтобы вкладыш 41 мог быть предназначен для установки в нем либо магнитной муфты 61, либо стопорного штифта 33.

Адаптер 3 может быть соединен со стойкой зуба 2 с использованием пары вкладыш 41 и магнитная муфта 61 или путем сочетания их особенностей с вкладышем 60 аналогично способу соединения адаптера 3 со съемной вершиной зуба 15, как показано на ФИГ. 3А. В некоторых конструкциях вкладыш 60 может быть выполнен с углублением, аналогичным углублению 43 во вкладыше 41, как показано на ФИГ. 3В, вместо выполнения резьбовой внутренней части. Таким образом, магнитная муфта 61 может быть использована в сочетании с вкладышем 60 для прикрепления адаптера 3 к стойке зуба вместо резьбовой пробки 69 и резьбового варианта вкладыша 60. Например, аналогично соединению адаптера 3 со съемной вершиной зуба 15, показанной на ФИГ. 3А, адаптер 3 может быть соединен со стойкой зуба 2 путем размещения вкладыша 60 в отверстии 58 под штифт, установки адаптера 3 на стойке зуба 2 и размещения магнитной муфты 61 в углублении вкладыша 60. В некоторых конструкциях вкладыш 60 может быть выполнен как с углублением, аналогичным углублению 43 вкладыша 41, так и с резьбовой частью таким образом, чтобы вкладыш 60 мог быть предназначен для установки в нем либо магнитной муфты 61, либо резьбовой пробки 69, как описано выше.

В конкретных конструкциях магнитная муфта 61 может быть выполнена частично из высокопрочного магнитного материала, включая без ограничения неодим и самариево-кобальтовые магнитные материалы. Как показано на ФИГ. 3С, магнитная муфта 61 обычно может иметь цилиндрическую или дискообразную форму с цилиндрическим отверстием, как, например, отверстие 63, расположенное в центре. Однако в альтернативных конструкциях магнитная муфта 61 может иметь прямоугольную, овальную, шестигранную или любую другую подходящую форму, и углубление 43 и углубление, выполненное во вкладыше 60, может иметь аналогичную форму. Магнитная муфта 61 может включать сердечник 64, выполненный из редкоземельного материала, который может быть, по меньшей мере, частично окружен экраном 65. Экран 65 может быть, по меньшей мере, частично окружен защитным колпачком 66. В некоторых конструкциях экран 65 может быть выполнен из латуни, и защитный колпачок 66 может быть выполнен из стали. По меньшей мере частичное окружение выполненного из редкоземельного материала сердечника 64 экраном 65 и защитным колпачком 66 позволяет магнитной муфте 61 направлять магнитную силу сердечника 64, выполненного из редкоземельного материала, в одном направлении, которое может быть направлением, идущим наружу от магнитной наружной поверхности 62, как показано на ФИГ. 3A и 3С. Кроме того, защитный колпачок 66 может защищать сердечник 64, выполненный из редкоземельного материала, от скалывания или разрушения ввиду усилий, воздействующих на сердечник 64, выполненный из редкоземельного материала, во время работы землеройного оборудования. Таким образом, защитный колпачок 66 защищает целостность выполненного из редкоземельного материала сердечника 64 магнитной муфты 61. В некоторых конструкциях магнитная муфта 61 выполнена без одного или нескольких экранов и защитного колпачка для использования магнитной силы, создаваемой сердечником 64, выполненным из редкоземельного материала, в направлении, кроме направления, или дополнительно к направлению, идущему наружу от магнитной наружной поверхности 62.

Как показано на ФИГ. 3В, вкладыш 41 может включать углубление 42, которое может быть выполнено для установки в нем направляющей 70 магнитной муфты. Вкладыш 60, модифицированный для соединения с магнитной муфтой 61, также может включать дополнительное углубление, соответствующее углублению 42, которое также может быть выполнено для установки в нем направляющей 70 магнитной муфты. В конкретных конструкциях направляющая 70 магнитной муфты может иметь в целом Т-образную форму в основном с удлиненной продольной частью и крестообразной или дискообразной частью, присоединенной к ее основанию. Направляющая 70 магнитной муфты обеспечивает оперативную и безопасную установку магнитной муфты 61 во вкладыше 41. Например, для установки магнитной муфты 61 внутри вкладыша 41, вкладыш 41 может быть расположен в адаптере 3, и вершина зуба 15 может быть установлена на адаптере 3. Магнитная муфта 61 может быть установлена на удлиненной части направляющей 70 магнитной муфты через отверстие 63 магнитной муфты 61, при этом магнитная наружная поверхность 62 располагается в направлении от крестообразной или дискообразной части, присоединенной к основанию направляющей 70 магнитной муфты и в направлении адаптера 3. Направляющая 70 магнитной муфты может быть выполнена из немагнитного материала для обеспечения того, чтобы магнитная муфта 61 не притягивалась к направляющей 70 магнитной муфты и не стягивалась с ней. Направляющая 70 магнитной муфты (с расположенной на ней магнитной муфтой 61) может быть расположена в одном или в нескольких углубления 42, выполненных во вкладыше 41 и в соответствующем углублении, выполненном во вкладыше 60. Далее к магнитной муфте 61 может быть приложено усилие для ее перемещения вперед на направляющей 70 магнитной муфты до тех пор, пока магнитная сила, создаваемая магнитной муфтой 61, не зафиксирует магнитную муфту 61 во вкладыше 41. Если, например, магнитная муфта 61 притягивается к кромке адаптера 3 или кромка адаптера 3 мешает ее установке в процессе монтажа, может быть использована направляющая 70 магнитной муфты для смещения и перемещения магнитной муфты 61 до тех пор, пока магнитная муфта 61 не пройдет препятствующую установке кромку адаптера 3 и не переместится во внутрь отверстия адаптера 3, тем самым образуя соединение с вкладышем 41.

В некоторых конструкциях магнитная муфта 61 может иметь достаточную длину для присоединения адаптера 3 к стойке зуба 2 за счет создания контакта со сторонами отверстия в адаптере 3, в котором размещается магнитная муфта 61. Таким образом, магнитная муфта 61 позволяет предотвратить отсоединение адаптера 3 от стойки зуба 2 в процессе работы землеройного оборудования или других заменяемых деталей машин. В некоторых конструкциях магнитная муфта 61 может иметь достаточную длину для присоединения вершины зуба 15 к адаптеру 3 за счет создания контакта со сторонами отверстия в адаптере 3, в котором размещена магнитная муфта 61. Таким образом, магнитная муфта 61 позволяет предотвратить отсоединение вершины зуба 15 от адаптера 3 во время работы землеройного оборудования или других заменяемых деталей машин. После соединения с вкладышем 41 и вкладышем 60 отверстие 63 может быть заполнено материалом-заполнителем для отверстий, который может быть выполнен по размеру и по форме, соответствующим размеру и ширине отверстия 63. Материал-заполнитель для отверстий позволяет предотвратить проникновение пыли, фрагментов породы или иного абразивного материала в магнитную муфту 61 в процессе работы. Например, отверстие 63 может быть заполнено неопреновым цилиндром, который может быть выполнен для установки внутри отверстия 63 или заполнения его пространства. В альтернативных конструкциях могут быть исключены вкладыш 41 и вкладыш 60 и их соответствующие отверстия, и магнитная муфта 61 может быть непосредственно соединена со стойкой зуба 2 и адаптером 3.

Магнитная муфта 61 обеспечивает оперативную и эффективную замену деталей машин. Например, вершина зуба 15 может быть соединена с адаптером 3 с помощью магнитной муфты 61, и, соответственно, вершина зуба 15 может быть оперативно и эффективно демонтирована с использованием механического монтажного инструмента 40 и нагревательного элемента 80, который более подробно описан ниже, поскольку вершина зуба 15 разрушается или изнашивается в процессе эксплуатации. За счет существенного сокращения времени замены заменяемых деталей магнитная муфта 61 обеспечивает более длительное использование землеройного оборудования и других деталей машин с меньшим временем простоя.

На ФИГ. 4А, 4В и 5 проиллюстрированы различные системы и способы для демонтажа магнитной муфты 61 из одной или нескольких вставок 41 и вкладышей 60. В некоторых конструкциях на внешней поверхности магнитной муфты 61 может быть выполнена резьба таким образом, чтобы обеспечивалось соединение механического монтажного инструмента 40 с магнитной муфтой 61. Как показано на ФИГ. 4А и 4В, механический монтажный инструмент 40 может быть снабжен резьбой на своей концевой части. Таким образом, механический монтажный инструмент 40 может быть ввинчен в резьбовую часть магнитной муфты 61. Далее к опорной задней части механического монтажного инструмента 40 может быть приложено усилие для смещения части механического монтажного инструмента 40, создавая при этом быстрое перемещение с большим усилием, в результате чего механический монтажный инструмент 40 преодолевает магнитное сцепление магнитной муфты 61 с одним или несколькими вкладышами 41 и вкладышами 60. В некоторых конструкциях приложение непродолжительного большого усилия может являться достаточным для преодоления магнитного сцепления, создаваемого магнитной муфтой 61. Таким образом, одна или несколько вершин зуба 15 и адаптер 3 могут быть демонтированы и заменены, и магнитная муфта 61 может быть повторно использована или демонтирована и снята с эксплуатации.

На ФИГ. 5 проиллюстрирован нагревательный элемент 80, который может быть использован в некоторых конструкциях для нарушения магнитного сцепления, создаваемого магнитной муфты 61. Для работы нагревательного элемента 80 может быть использован переменный ток со стандартным напряжением 110 вольт для обеспечения нагрева элемента до температуры свыше 500 градусов по Фаренгейту. В целом, однако, нагревательный элемент 80 может обеспечить нагрев любым иным приемлемым способом и до любой приемлемой температуры. Нагревательный элемент 80 может быть установлен внутри отверстия 63. Тепло, создаваемое нагревательным элементом 80, позволяет устранить магнитные свойства магнитной муфты 61. Например, неодим, который может быть использован в конкретных конструкциях, может потерять свои магнитные свойства при нагреве до температуры приблизительно 375 градусов по Фаренгейту. Таким образом, нагревательный элемент 80 может быть использован для оперативного и безопасного демонтажа магнитной муфты 61 таким образом, чтобы могла бы быть установлена новая магнитная муфта 61.

На ФИГ. 6А-6С проиллюстрирована магнитная муфта 61, как описано выше со ссылкой на ФИГ. 3А и 3С. На ФИГ. 6А проиллюстрирован вид сверху магнитной муфты 61 с магнитной наружной поверхностью 62, направленной в сторону наблюдателя при просмотре изображения. Как показано на ФИГ. 6А, магнитная муфта 61 может включать сердечник, выполненный из редкоземельного материала с цилиндрическим сквозным отверстием 63. Сердечник, выполненный из редкоземельного материала, может быть, по меньшей мере, частично окружен экраном 65. Экран 65 может быть, по меньшей мере, частично окружен защитным колпачком 66 для защиты целостности сердечника 64. Сердечник 64, выполненный из редкоземельного материала, экран 65 и защитный колпачок 66 в сочетании с одной или несколькими вкладышами 41 и вкладышами 60 может называться как узел магнитной муфты. На ФИГ. 6В проиллюстрирован вид сбоку в частичном сечении магнитной муфты 61, на котором показаны отверстие 63, сердечник 64, выполненный из редкоземельного материала, экран 65 и защитный колпачок 66. В некоторых конструкциях в отверстии 67 магнитной муфты 61 может быть выполнена резьба, которая позволяет соединить магнитную муфту 61 с механическим монтажным инструментом 40 для ее демонтажа. На ФИГ. 6С проиллюстрирован вид снизу магнитной муфты 61 с магнитной наружной поверхностью 62, направленной в сторону от наблюдателя при просмотре изображения. На ФИГ. 6С проиллюстрирован защитный колпачок 66 и отверстие 63. В некоторых конструкциях магнитная муфта 61 может иметь диаметр размером 2,0 дюйма и длину размером 1,25 дюйма. В альтернативных конструкциях магнитная муфта 61 может быть выполнена с приданием ей любых соответствующих размеров с учетом конкретного применения и оборудования, которое соединяет магнитную муфту 61.

В некоторых конструкциях положение магнитной муфты 61 и одной или нескольких вставок 41 и вкладышей 60 может быть взаимозаменяемым.

В альтернативной конструкции магнитная муфта 61 может быть выполнена цельно с одной или несколькими стойками зуба 2, адаптером 3 и вершиной зуба 15. В таких альтернативных конструкциях магнитная муфта 61 может быть расположена в одной или нескольких стойках зуба 2, адаптере 3 и в вершине зуба 15 вместо одного или нескольких отверстий и углублений в одной или нескольких стойках зуба 2, адаптере 3 и в вершине зуба 15.

Кроме того, в некоторых конструкциях одна или несколько вставок 41 и вкладышей 60 могут быть выполнены цельно с одной или несколькими стойками зуба 2, адаптером 3 и с вершиной зуба 15. В таких конструкциях магнитная муфта 61 может быть расположена в одной или нескольких стойках зуба 2, адаптере 3 и в вершине зуба 15 вместо одного или нескольких отверстий и углублений в одной или нескольких стойках зуба 2, адаптере 3 и в вершине зуба 15.

Выше приведено описание настоящего изобретения в сочетании с различными иллюстративными конструкциями и иллюстративными примерами осуществления, однако, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что в вышеописанные конструкции, конфигурации и примеры осуществления могут быть внесены многочисленные изменения, не выходящие за пределы объема настоящего изобретения. Например, настоящая заявка включает возможные сочетания различных элементов и особенностей, раскрываемых в настоящей заявке, и конкретные элементы и особенности, представленные в формуле изобретения и раскрытые выше, могут сочетаться друг с другом иным образом в пределах объема настоящей заявки таким образом, чтобы обеспечивалось признание заявки, как также направленной на другие примеры осуществления, включающие другие возможные сочетания. Иные конструкции, конфигурации и примеры осуществления в соответствии с объемом заявляемого изобретения очевидны специалистам в данной области техники, исходя из рассмотрения описания изобретения или осуществления настоящего изобретения, раскрываемого в настоящей заявке. Предполагается, что описание изобретения и описанные примеры являются иллюстративными с истинным объемом настоящего изобретения, определяемого нижеприведенной формулой настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к заменяемым деталям машин, подвергающихся высокой степени износа, и, в частности, к сборному зубу для землеройного устройства. Технический результат – быстрота и эффективность установки и демонтажа заменяемых деталей. Система для соединения элементов оборудования содержит узел магнитной муфты и магнитную муфту. Узел магнитной муфты предназначен для присоединения вершины зуба к адаптеру, а также для установки, по меньшей мере, частично в углублении, выполненном в адаптере. Узел магнитной муфты включает вкладыш, предназначенный для установки в углублении адаптера, при этом вкладыш включает первое внутреннее углубление. При этом магнитная муфта предназначена для установки в первом внутреннем углублении вкладыша. Изобретение также включает устройство для установки магнитной муфты на элементах оборудования и устройство для отсоединения магнитной муфты на элементах оборудования. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Система для соединения элементов оборудования, при этом система включает:

узел магнитной муфты, предназначенный для присоединения вершины зуба к адаптеру, при этом узел магнитной муфты предназначен для установки, по меньшей мере, частично в углублении, выполненном в адаптере, при этом узел магнитной муфты включает:

вкладыш, предназначенный для установки в углублении адаптера, при этом вкладыш включает первое внутреннее углубление; и

магнитную муфту, предназначенную для установки в первом внутреннем углублении вкладыша.

2. Система по п. 1, в которой магнитная муфта включает: магнитный сердечник, включающий редкоземельный магнитный материал;

экран, по меньшей мере, частично окружающий магнитный сердечник; и

защитный колпачок, по меньшей мере, частично окружающий экран и магнитный сердечник.

3. Система по п. 2, в которой магнитная муфта включает:

отверстие, выполненное и проходящее через ее центр, и

резьбовую часть, выполненную в защитном колпачке и в основном совмещенную с отверстием.

4. Система по п. 3, включающая:

устройство для отсоединения магнитной муфты от вкладыша, при этом устройство включает:

удлиненную часть, включающую резьбовую концевую часть, при этом резьбовая концевая часть предназначена для соединения с резьбовой частью магнитной муфты;

смещаемую часть, предназначенную для перемещения вдоль удлиненной части; и

опорную часть, расположенную на конце удлиненной части напротив резьбовой концевой части, при этом опорная часть предназначена для предотвращения разъединения смещаемой части от удлиненной части в направлении от магнитной муфты,

в которой устройство предназначено для отсоединения магнитной муфты от вкладыша при приложении усилия к смещаемой части и к опорной части в направлении от магнитной муфты, в то время как резьбовая концевая часть удлиненной части соединяется с резьбовой частью магнитной муфты.

5. Система по п. 2, в которой защитный колпачок направляет силу действия магнитного поля магнитного сердечника в основном в одном направлении.

6. Система по п. 1,

в которой магнитная муфта включает отверстие, выполненное и проходящее через ее центр,

в которой вкладыш включает второе внутренне углубление, при этом второе внутренне углубление предназначено в основном для совмещения с отверстием, в то время как магнитная муфта расположена внутри первого внутреннего углубления вкладыша.

7. Система по п. 6,

в которой отверстие предназначено для пропускания через него удлиненной части устройства для установки магнитной муфты во вкладыше,

в которой второе внутреннее углубление предназначено для установки в нем конца удлиненной части, и

в которой магнитная муфта предназначена в основном для совмещения с первым внутренним углублением вкладыша при установке в отверстии удлиненной части, и во втором внутреннем углублении устанавливают конец удлиненной части.

8. Система по п. 6, включающая устройство для установки магнитной муфты во вкладыше, при этом устройство включает:

удлиненную часть, соединенную с крестообразной частью, которая расположена в основном перпендикулярно удлиненной части,

в которой устройство предназначено для установки магнитной муфты на удлиненной части через отверстие магнитной муфты, и

в которой устройство предназначено для установки внутри второго внутреннего углубления вкладыша.

9. Система по п. 1,

в которой углубление адаптера включает несколько стенок с углублениями, образующими определенную форму, и

в которой вкладыш включает несколько боковых стенок, также образующих определенную форму, таким образом, чтобы несколько стенок с углублениями предотвращали вращение вкладыша при расположении вкладыша в углублении адаптера.

10. Система по п. 1, включающая:

второй узел магнитной муфты, предназначенный для соединения адаптера со стойкой зуба, при этом второй узел магнитной муфты предназначен для установки, по меньшей мере, частично в отверстии, выполненном в стойке зуба, и при этом второй узел магнитной муфты включает:

второй вкладыш, предназначенный для размещения в отверстии стойки зуба, при этом второй вкладыш включает второе внутренне углубление; и

вторую магнитную муфту, предназначенную для установки во втором внутреннем углублении второго вкладыша.

11. Система по п. 10,

в которой отверстие стойки зуба выполнено таким образом, чтобы оно располагалось от первой стороны стойки зуба до второй стороны стойки зуба,

в которой второй вкладыш включает третье внутренней углубление, и

в которой второй узел магнитной муфты включает дополнительную магнитную муфту, предназначенную для установки внутри третьего внутреннего углубления второго вкладыша.

12. Система по п. 10,

в которой отверстие стойки зуба включает несколько стенок канала, образующих определенную форму, и

в которой второй вкладыш включает несколько боковых стенок, также образующих определенную форму таким образом, чтобы несколько стенок отверстия предотвращали вращение второго вкладыша при расположении второго вкладыша в отверстии стойки зуба.

13. Система по п. 10, в которой внешняя поверхность второй электромагнитной муфты утоплена от внешней стороны адаптера на расстояние от 0,125 дюйма до 1,000 дюйма.

14. Система по п. 10, в которой внешняя поверхность второй магнитной муфты утоплена от внешней стороны адаптера на расстояние от 0,25 дюйма до 0,5 дюйма.

15. Система по п. 1,

в которой углубление, выполненное в адаптере, включает боковую стенку, и

в которой первое внутреннее углубление вкладыша выполнено для создания зазора, составляющего приблизительно 0,010 дюйма между боковой стенкой и магнитной муфтой.

16. Система по п. 1,

в которой магнитная муфта включает отверстие, выполненное и проходящее через ее центр,

в которой отверстие предназначено для заполнения отверстия материалом-заполнителем для отверстий после установки магнитной муфты в первом внутреннем углублении вкладыша, и

в которой материал-заполнитель для отверстия предназначен для предотвращения проникновения абразивного материала в магнитную муфту.

17. Система по п. 1, в которой диаметр магнитной муфты составляет приблизительно 2,0 дюйма и длина - приблизительно 1,25 дюйма.

18. Устройство для установки магнитной муфты на элементах оборудования, при этом устройство включает:

удлиненную часть, соединенную с крестообразной частью, расположенной в основном перпендикулярно удлиненной части,

в которой устройство предназначено для размещения магнитной муфты на удлиненной части и установки внутри углубленной части вкладыша, установленного в адаптере элемента.

19. Устройство для отсоединения магнитной муфты от элементов оборудования, при этом устройство включает электронагревательный элемент, предназначенный для размещения внутри отверстия магнитной муфты, при этом электронагревательный элемент предназначен для нагрева магнитной муфты таким образом, чтобы обеспечивалось устранение магнитных свойств магнитной муфты.