КОВШ ЭКСКАВАТОРА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2020 года по МПК E02F9/28 E02F3/40 

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления, описанные в данном документе, относятся к ковшу для машины для земляных или погрузочно-разгрузочных работ, и к способу изготовления такого ковша.

Предпосылки создания изобретения

Машины для земляных или погрузочно-разгрузочных работ, такие как экскаваторы, широко используются в строительстве и в добывающих отраслях промышленности для перемещения материала, такого как земля, песок, камни и снег. Во многих таких применениях ковши используются для подбирания и перемещения материала и, например, погрузки его на грузовую машину или для перемещения его в другое место. Такие ковши подвержены очень сильному абразивному износу, и известны изнашиваемые компоненты (также известные как пяточные сегменты, пяточные блоки, литые пятки, уголки, угловая защита, угловые кожухи, изнашиваемые полосы или изнашиваемые пластины), устанавливаемые на наружной поверхности ковша вокруг соединения между днищем и боковой стенкой ковша, которое образует угловую кромку ковша. Изнашиваемые компоненты обеспечивают дополнительное упрочнение и устойчивость к истиранию угловых кромок ковша и, таким образом, увеличивают срок службы ковша.

При изготовлении такого ковша кромка боковой стенки ковша приваривается к кромке днища ковша (обычно под углом 90°) для образования неразъемной угловой кромки ковша. Затем один или более изнашиваемых компонентов присоединяются к наружной поверхности ковша вокруг наружной поверхности сваренных кромок. Изнашиваемые компоненты могут быть приварены к ковшу или присоединены посредством механических крепежных элементов, таких как винты, болты или шипы.

Для изготовления ковша экскаватора часто используется износостойкая сталь, и сварка и операции резания с большим выделением тепла, которые используются при изготовлении ковша, могут приводить к образованию зоны термического влияния (ЗТВ), которая является неплавкой областью основного материала, имеющей свою микроструктуру и свойства, изменяемые в результате сварки или операций резания. Тепло от сварки и/или процесса резания и последующего повторного охлаждения может в связи с этим негативно влиять на сталь вокруг поверхности раздела внутри сварного шва и, в результате, ослаблять ковш в области угловых кромок ковша.

К тому же, поскольку ковши для машин для земляных или погрузочно-разгрузочных работ обычно являются очень большими и тяжелыми, перемещение и поддержка частей ковша, таких как днище и боковые стенки ковша, во время их сваривания друг с другом, может делать процесс изготовления, ремонта и технического обслуживания весьма сложным и затратным по времени.

Краткое изложение сущности изобретения

Целью вариантов осуществления, описанных в данном документе, является разработка улучшенного ковша для машины для земляных или погрузочно-разгрузочных работ, и улучшенного способа изготовления такого ковша.

Эта цель достигается ковшом, который содержит днище и по меньшей мере одну боковую стенку, и по меньшей мере один изнашиваемый компонент, который прикреплен с возможностью снятия к днищу и к боковой стенке посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента, такого как по меньшей мере один болт и/или винт, и/или механизм быстрой фиксации и/или механизм быстрого освобождения. Днище и боковая стенка ковша соединены друг с другом с возможностью отсоединения по меньшей мере через один изнашиваемый компонент с обеспечением образования сменной угловой кромки ковша вдоль по меньшей мере части днища и боковой стенки, то есть боковая стенка ковша не соединена с днищем ковша каким-либо иным способом, отличающимся от соединения по меньшей мере через один компонент вдоль по меньшей мере одной части днища и боковой стенки.

Выражение «соединены с возможностью отсоединения» означает, что днище и боковая стенка ковша, будучи соединенными друг с другом, могут быть отсоединены друг от друга просто посредством снятия по меньшей мере одного изнашиваемого компонента, который их соединяет, и без применения чрезмерной силы.

В связи с этим, по меньшей мере один изнашиваемый компонент имеет двойную функцию, а именно, функцию соединения днища и боковой стенки ковша друг с другом с возможностью отсоединения для образования сменной угловой кромки ковша, а также функцию препятствования или предотвращения удаления, повреждения и/или деформации материала ковша при его использовании.

То есть, не существует сварного или клеевого соединения вдоль по меньшей мере одной части днища и боковой стенки, которые соединены с возможностью отсоединения по меньшей мере через один изнашиваемый компонент, что уменьшает время и сложность производства ковша, поскольку днище и боковая стенка ковша не должны быть соединены вместе каким либо образом перед прикреплением по меньшей мере одного изнашиваемого компонента к днищу и к боковой стенке посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента.

По меньшей мере один изнашиваемый компонент образует неотъемлемую часть структуры ковша и не является только лишь элементом, который был прикреплен к ковшу, то есть ковш не может быть использован до тех пор, пока по меньшей мере один изнашиваемый компонент не будет прикреплен к ковшу. То есть, до установки по меньшей мере одного изнашиваемого компонента на ковш между днищем ковша и боковой стенкой ковша существует зазор. Этот зазор может иметь ширину до одного миллиметра или ширину, составляющую один или более миллиметров или сантиметров. По меньшей мере один изнашиваемый компонент выполнен с возможностью либо закрывания зазора, когда он прикреплен к днищу и к боковой стенке, либо прохождения поверх зазора и тем самым замены секции днища и/или боковой стенки ковша, когда он прикреплен к днищу и к боковой стенке. При снятии одного изнашиваемого компонента в связи с чрезмерным износом или повреждением между днищем ковша и боковой стенкой ковша снова будет существовать зазор до тех пор, пока новый или отремонтированный изнашиваемый компонент не будет прикреплен к днищу и к боковой стенке. Наличие такого зазора в области, которая обычно сваривается и, следовательно, заполняется присадочным материалом в традиционных ковшах, уменьшает вес ковша и число или количество материалов, требуемых для изготовления ковша, что может улучшать пригодность ковша к переработке.

Поскольку по меньшей мере один изнашиваемый компонент прикреплен с возможностью снятия посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента, при необходимости снятия одного или более изнашиваемых компонентов из-за чрезмерного износа или повреждения, на месте использования ковша не требуется какое-либо режущее или сварочное оборудование. Один или более изнашиваемых компонентов и, следовательно, сменная угловая кромка ковша, образованная посредством его/их соединения с днищем и с боковой стенкой ковша, могут быть быстро и просто сняты и заменены на месте без использования чрезмерной силы и без необходимости снятия ковша с экскаватора или транспортировки его на ремонтный участок, что упрощает ремонт и техническое обслуживание и сводит к минимуму время простоя. Тем не менее, следует отметить, что если во время использования ковша часть изнашиваемого компонента и/или механического крепежного элемента повреждается, например, если во время использования ковша повреждается резьба механического крепежного элемента, может возникнуть необходимость в снятии изнашиваемого компонента и/или механического крепежного элемента с использованием способствующего снятию устройства, такого как режущий инструмент или ацетилен-кислородная горелка.

По меньшей мере один изнашиваемый компонент прикреплен вдоль по меньшей мере половины, или одной третьей, или одной четвертой или одной пятой части от всей длины кромки днища ковша, или вдоль любого расстояния, доходящего включительно до всей длины кромки днища ковша, в зависимости от применения (применений), в которых используется ковш. По меньшей мере один изнашиваемый компонент предпочтительно расположен вдоль части ковша, которая испытывает наибольший износ во время использования, например, вдоль центральной трети кромки днища ковша, измеряемой от того места, где днище ковша оканчивается у передней режущей кромки ковша, до того места, где днище ковша оканчивается у верхнего узла ковша. В результате срок службы ковша может быть продлен, поскольку предназначенный для использования по меньшей мере один сменный изнашиваемый компонент будет подвергаться износу больше, чем материалы, из которых выполнено днище и/или боковая стенка ковша.

Следует отметить, что выражение «боковая стенка» в контексте настоящего документа, не должно обязательно означать стенку, образующую боковую сторону ковша, и оно может означать любую стенку/панель, которая расположена под любым углом к днищу ковша. Ковш согласно вариантам осуществления, описанным в данном документе, может иметь любое количество таких боковых стенок.

Согласно варианту осуществления ковша перед прикреплением по меньшей мере одного изнашиваемого компонента к ковшу между кромкой днища и кромкой боковой стенки существует зазор, и по меньшей мере один изнашиваемый компонент расположен с возможностью закрывания или пересечения зазора. Зазор может иметь максимальную длину, составляющую 5 мм, 10 мм, 15 мм, 20 мм, 25 мм, 30 мм, 35 мм, 40 мм, 45 мм, 50 мм, 55 мм, 60 мм, 65 мм, 70 мм, 75 мм, 80 мм, 85 мм, 90 мм, 95 мм, 100 мм или более.

Согласно варианту осуществления ковша по меньшей мере один изнашиваемый компонент имеет внутреннюю поверхность, когда он установлен на ковш, и внутренняя поверхность является криволинейной поверхностью, благодаря чему днище и боковая стенка не соединены под углом 90°, а имеют между собой закругленную/криволинейную поверхность. То есть, в области соединения днища и боковой стенки ковша отсутствует вершина, от которой может быть измерен угол. Такое отсутствие угла 90° внутри ковша, может способствовать загрузке и разгрузке ковша, поскольку предотвращается застревание материала или объектов во внутренних углах ковша.

Согласно варианту осуществления ковша по меньшей мере один изнашиваемый компонент выполнен с возможностью расположения полностью снаружи внутренней поверхности днища и внутренней поверхности боковой стенки, когда он установлен на ковш, то есть, если смотреть в радиальном направлении от центра ковша, то есть, от центра внутреннего объема ковша, заполняемого материалом при использовании ковша, в сторону наружной стороны ковша, днище и боковая стенка ковша расположены ближе к центру ковша, чем по меньшей мере один изнашиваемый компонент.

В качестве альтернативы, внутренняя поверхность по меньшей мере одного изнашиваемого компонента может быть выполнена с возможностью расположения заподлицо с внутренней поверхностью днища ковша и с внутренней поверхностью боковой стенки ковша, когда по меньшей мере один изнашиваемый компонент установлен на ковш, то есть внутренние поверхности днища, по меньшей мере одного изнашиваемого компонента и боковой стенки все расположены в одной и той же плоскости и, в результате этого, образуют непрерывную внутреннюю поверхность, то есть, по меньшей мере один изнашиваемый компонент обеспечивает наличие гладкой и непрерывной поверхности между днищем ковша и боковой стенкой ковша, что также может способствовать загрузке и разгрузке ковша.

Криволинейная и/или непрерывная внутренняя поверхность во внутреннем углу ковша может обеспечивать улучшение характеристик по потоку материала через внутреннюю поверхность ковша, при загрузке и разгрузке ковша, приводя к меньшему застреванию материала во внутренних углах ковша и/или к меньшему «зависанию» материала в ковше по сравнению с ковшом, имеющим боковую стенку, приваренную под углом 90° к днищу ковша.

Согласно варианту осуществления ковша по меньшей мере один изнашиваемый компонент имеет наружную поверхность, когда он установлен на ковш, и наружная поверхность является криволинейной поверхностью. Весь изнашиваемый компонент или по меньшей мере наружная поверхность по меньшей мере одного изнашиваемого компонента может содержать износостойкую и стойкую к истиранию сталь, упрочненную сталь или поверхностно упрочненную сталь. Сталь может иметь твердость по Бринелю, составляющую по меньшей мере 500, предпочтительно, составляющую 525-575 или более. Согласно варианту осуществления ковша по меньшей мере один изнашиваемый компонент содержит сталь марки Hardox®.

Согласно варианту осуществления ковша по меньшей мере один изнашиваемый компонент содержит множество отдельных выполненных с возможностью снятия изнашиваемых компонентов. Множество смежных изнашиваемых компонентов могут примыкать друг к другу, когда они установлены на ковш. Изнашиваемые компоненты могут таким образом образовывать непрерывное расположение, когда они установлены на ковш, в результате чего между смежными изнашиваемыми компонентами не существует зазоров.

В качестве альтернативы, по меньшей мере один изнашиваемый компонент содержит множество непримыкающих друг к другу смежных изнашиваемых компонентов, когда они установлены на ковш. То есть, между двумя или более смежными изнашиваемыми компонентами может существовать зазор для обеспечения изгибания изнашиваемых компонентов при использовании ковша, в силу чего изнашиваемые компоненты образуют прерывистое расположение. Благодаря этому может быть уменьшено или исключено растрескивание или ослабление изнашиваемых компонентов при использовании ковша. Между смежными изнашиваемыми компонентами или между по меньшей мере двумя смежными изнашиваемыми компонентами может быть предусмотрено пространство с максимальной длиной до 1 мм, 2 мм, 3 мм, 4 мм, 5 мм, 6 мм, 7 мм, 8 мм, 9 мм, 10 мм или более.

Следует отметить, что по меньшей мере один изнашиваемый компонент может содержать множество изнашиваемых компонентов, некоторые из которых являются смежными и примыкают друг к другу, а некоторые нет. Упомянутое множество изнашиваемых компонентов может быть установлено с обеспечением их расположения параллельно друг другу или каким-либо иным подходящим образом.

Изнашиваемый компонент может быть установлен поперечно или параллельно или диагонально относительно направления потока материала, идущего в ковш при использовании ковша.

Согласно варианту осуществления ковша по меньшей мере один из множества изнашиваемых компонентов расположен с возможностью соединения по меньшей мере с одним смежным изнашиваемым компонентом, когда множество изнашиваемых компонентов установлено на ковш.

Согласно варианту осуществления ковша множество изнашиваемых компонентов содержит по меньшей мере один изнашиваемый компонент, имеющий отличающуюся толщину и/или содержащий материал, отличающийся от материала других изнашиваемых компонентов из множества изнашиваемых компонентов. В качестве альтернативы, все изнашиваемые компоненты из множества изнашиваемых компонентов могут быть идентичными и/или могут иметь одинаковую толщину и/или форму, и/или могут содержать одинаковый материал и/или иметь одинаковую форму, благодаря чему могут быть упрощены их изготовление и установка, а также ремонт и техническое обслуживание. К тому же, идентичность всех изнашиваемых компонентов упрощает хранение, поскольку нет необходимости в хранении множества различных изнашиваемых компонентов. Изнашиваемый компонент может иметь равномерную толщину или может иметь не равномерную толщину. Например, изнашиваемый компонент может иметь максимальную толщину в середине изнашиваемого компонента.

Согласно варианту осуществления ковша по меньшей мере один изнашиваемый компонент представляет собой литой компонент. В качестве альтернативы, по меньшей мере один изнашиваемый компонент представляет собой сварной компонент. Множество изнашиваемых компонентов может содержать как литые, так и сварные изнашиваемые компоненты, увеличивая количество вариантов разработки для изготовителя ковша.

Согласно варианту осуществления ковша как днище, так и каждая боковая стенка содержат по меньшей мере одно отверстие, которое выполнено с возможностью приема и вмещения механических крепежных элементов. Каждое отверстие может быть выполнено с возможностью приема и вмещения одного механического крепежного элемента, который выполнен с возможностью соединения множества изнашиваемых компонентов с ковшом так, чтобы количество отверстий, которые необходимо выполнить в днище и в боковой стенке (стенках) ковша могло быть сведено к минимуму. Согласно варианту осуществления ковша днище и/или боковая стенка ковша содержит по меньшей мере один проход с профилем под потайную головку для принятия и вмещения механических крепежных элементов. Согласно варианту осуществления по меньшей мере одно отверстие имеет резьбу и выполнено с возможностью вмещения резьбового механического крепежного элемента.

Согласно варианту осуществления ковша по меньшей мере один изнашиваемый компонент выполнен с возможностью перемещения относительно днища и боковой стенки, когда он прикреплен с возможностью снятия к днищу и к боковой стенке посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента, то есть, между изнашиваемым компонентом и днищем и боковой стенкой ковша существует зазор, когда изнашиваемый компонент прикреплен к днищу и к боковой стенке ковша посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента. Механические крепежные элементы затянуты относительно днища и боковой стенки, но обеспечивают свободное перемещение изнашиваемого компонента на нижней стороне ковша, благодаря чему предотвращается или сдерживается отвинчивание механических крепежных элементов во время использования ковша из-за воздействия рабочего давления по меньшей мере на один изнашиваемый компонент.

Цель вариантов осуществления, описанных в данном документе, также достигается посредством набора деталей для использования с ковшом согласно любому из вариантов осуществления, описанных в данном документе. Набор содержит по меньшей мере один изнашиваемый компонент, по меньшей мере один механический крепежный элемент и по выбору по меньшей мере одно промежуточное кольцо.

Цель вариантов осуществления, описанных в данном документе, также достигается посредством способа изготовления ковша для машины для земляных или погрузочно-разгрузочных работ согласно любому из вариантов осуществления, описанных в данном документе, причем ковш содержит днище и боковую стенку, и по меньшей мере один изнашиваемый компонент, который прикреплен с возможностью снятия к днищу и к боковой стенке посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента. Способ содержит этап соединения с возможностью отсоединения днища и боковой стенки друг с другом по меньшей мере через один изнашиваемый компонент с обеспечением образования сменной угловой кромки ковша вдоль по меньшей мере части днища и боковой стенки.

Согласно варианту осуществления способа он содержит этап соединения днища с боковой стенкой по меньшей мере в одной области снаружи по меньшей мере одной части днища и боковой стенки, к которым по меньшей мере один компонент прикреплен посредством сварки.

Согласно варианту осуществления способа он содержит этап изготовления по меньшей мере одного изнашиваемого компонента из стали и резания стали, когда она погружена охлаждающую среду, такую как вода или другая жидкая охлаждающая среда. Благодаря этому обеспечено изготовление изнашиваемого компонента 18 таким способом, который сводит к минимуму или исключает операции резания с большим выделением тепла, что может приводить к образованию зоны термического влияния (ЗТВ). К тому же, поскольку по меньшей мере один изнашиваемый компонент при его прикреплении к ковшу не приваривается, а прикрепляется посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента, его физические свойства не испытывают негативного воздействия при его установке на ковш.

Кроме того, поскольку днище ковша не приварено к боковой стенке ковша вдоль по меньшей мере одной части днища и боковой стенки, к которой прикреплен по меньшей мере один компонент, вдоль или вокруг сменной угловой кромки ковша отсутствует образование зоны термического влияния (ЗТВ), которая может оказывать негативное влияние на физические свойства материала (материалов), из которого выполнено днище и/или боковая стенка. Поэтому, ковш согласно вариантам осуществления, описанным в данном документе, не ослабляется в области, в которой его днище соединено с боковой стенкой, и изнашиваемый компонент сохраняет физические свойства, которые он имеет при его изготовлении.

Согласно варианту осуществления способа он содержит этап прикрепления с возможностью снятия по меньшей мере одного изнашиваемого компонента к днищу и к боковой стенке ковша посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента с возможностью перемещения по меньшей мере одного изнашиваемого компонента относительно днища и боковой стенки после его прикрепления с возможностью снятия к днищу и к боковой стенке ковша.

Краткое описание чертежей

Варианты осуществления, описанные в данном документе, объяснены ниже посредством неограничивающих примеров со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

На Фиг.1 показан ковш согласно предшествующему уровню техники,

На фиг.2 показан ковш согласно варианту осуществления, описанному в данном документе,

На Фиг.3 показан изнашиваемый компонент ковша согласно варианту осуществления, описанному в данном документе,

На Фиг.4 и 5 показан ковш, изображенный на Фиг.2, если смотреть под разными углами,

На Фиг.6 показан набор согласно варианту осуществления, описанному в данном документе, и

Фиг.7 представляет собой блок-схему, показывающую этапы способа согласно варианту осуществления, описанному в данном документе.

Следует отметить, что чертежи не обязательно выполнены в масштабе, и что размеры некоторых элементов могут быть преувеличены для ясности.

Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения

На Фиг.1 показан вид в перспективе стального ковша 100 согласно предшествующему уровню техники, если смотреть под углом снизу. Ковш 100 предшествующего уровня техники имеет днище 101, которое проходит от передней режущей кромки 102 ковша 100 до верхнего узла (не показан), посредством которого ковш 100 предшествующего уровня техники соединен с машиной для земляных или погрузочно-разгрузочных работ. Ковш 100 предшествующего уровня техники также содержит боковую стенку 103, кромка которой приварена к кромке днища 101 ковша 100 предшествующего уровня техники по всей длине днища 101 ковша с образованием неотсоединяемой и несменной угловой кромки ковша. Ковш 100 предшествующего уровня техники также содержит множество расположенных на расстоянии друг от друга изнашиваемых компонентов, которые приварены к наружной стороне ковша 100 предшествующего уровня техники по сварному соединению, соединяющему днище 101 ковша предшествующего уровня техники и его боковую стенку 103.

Для снятия и замены одного из изнашиваемых компонентов 104 ковша 100 предшествующего уровня техники необходимо срезать изнашиваемый компонент 104 с ковша 101 предшествующего уровня техники и приварить на его место новый изнашиваемый компонент 104. Такая операция требует доставки режущего и сварочного оборудования на место использования ковша 100 или перемещения ковша 100 предшествующего уровня техники на ремонтный участок.

Кроме того, поскольку кромки днища 101 и боковой стенки 103 ковша 100 предшествующего уровня техники сварены вместе, и поскольку изнашиваемые компоненты 104 приварены к ковшу вблизи сварного соединения, соединяющего днище 101 и боковую стенку 103 ковша 100, на микроструктуру и на физические свойства материала ковша 100 предшествующего уровня техники может быть оказано негативное воздействие во время изготовления и/или во время ремонта/технического обслуживания. В результате этого может быть оказано негативное воздействие на ковш 100 в области, в которой требуется высокая прочность и хорошая устойчивость к истиранию при использовании ковша.

На Фиг.2 показан вид в перспективе ковша 10, например, ковша экскаватора с обратной лопатой, согласно варианту осуществления, описанному в данном документе, если смотреть под углом сверху. Ковш 10 содержит днище 11a, которое проходит от передней режущей кромки 12 до верхнего узла 14, посредством которого ковш 10 соединен с машиной для земляных или погрузочно-разгрузочных работ, например, гидравлический экскаватор (не показан).

Изображенный ковш 10 содержит две противоположные боковые стенки 16 и множество изнашиваемых компонентов 18, например, от 5 до 20 или от 8 до 10, или от 10 до 15 или от 15 до 20 изнашиваемых компонентов, которые проходят на расстояние d вдоль кромки днища 11 и кромки боковой стенки 16 с обеих сторон ковша 10.

Изнашиваемый компонент 18 или каждый из изнашиваемых компонентов 18 согласно любому из вариантов осуществления, описанных в данном документе, прикреплен с возможностью снятия к днищу 11 и к боковой стенке 16 посредством одного или более механических крепежных элементов 20, таких как болты. Следует отметить, что изнашиваемый компонент 18 или каждый из изнашиваемых компонентов 18 согласно любому из вариантов осуществления, описанных в данном документе, может быть прикреплен с возможностью снятия к днищу 11 и к боковой стенке 16 посредством только одного механического крепежного элемента 20 или посредством множества механических крепежных элементов 20. В качестве альтернативы, множество изнашиваемых компонентов 18 может быть прикреплено с возможностью снятия к днищу 11 и к боковой стенке 16 посредством только одного механического крепежного элемента 20. Таким образом, выражение «посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента» в контексте настоящего документа означает среднее значение из ровно одного, менее одного и более одного механического крепежного элемента 20 на каждый изнашиваемый компонент 18.

Кромка днища 11 соединена с кромкой каждой боковой стенки 16, которая расположена рядом с кромкой днища 11, только через изнашиваемые компоненты 18 вдоль расстояния d. Тем не менее, днище 11 может быть соединено с боковыми стенками 16 любым подходящим способом, например, посредством сварки или посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента в одной или более областях снаружи от расстояния d, например, в области 11a между передней режущей кромкой 12 ковша и первым изнашиваемым компонентом 18a и/или в области 11b между последним изнашиваемым компонентом 18b и верхним узлом 14. Одна часть угловой кромки ковша, которая образована посредством соединения с возможностью отсоединения днища 11 с боковой стенкой 16 ковша (то есть, часть между областями 11a и 11b на Фиг.2, которая проходит на расстояние d вдоль угловой кромки ковша), не содержит сварного соединения, и днище 11 и боковая стенка 16 соединены друг с другом только через изнашиваемые компоненты 18.

До установки изнашиваемых компонентов 18 на ковш 10 между кромкой днища 11 и кромкой каждой боковой стенки 16 имеется зазор в месте, которое должно быть занято изнашиваемыми компонентами 18, то есть вдоль расстояния d. После установки изнашиваемых компонентов 18 на ковш 10 изнашиваемые компоненты 18 либо закрывают этот зазор, либо пересекают его. Днище 11 ковша 10 не соединено с боковой стенкой 16 каким-либо образом вдоль расстояния d до установки изнашиваемых компонентов 18 на ковш 10, то есть ковш 10 не может быть использован до тех пор, пока по меньшей мере один изнашиваемый компонент 18 не будет установлен на ковш 10.

Согласно варианту осуществления ковша 10 он может содержать один изнашиваемый компонент 18, который выполнен с возможностью прохождения вдоль всего расстояния d.

Ковш 10 согласно вариантам осуществления, описанным в данном документе, выполнен с возможностью использования с любой из машин для земляных или погрузочно-разгрузочных работ, таких как малогабаритный экскаватор, экскаватор-драглайн, экскаватор-амфибия, механическая лопата, паровая механическая лопата, илососная машина, шагающий экскаватор, многоковшовый экскаватор, бульдозер, погрузчик, горно-добывающее оборудование, трактор, погрузочная машина с задней разгрузкой и так далее. Машина для земляных или погрузочно-разгрузочных работ может быть землеройной машиной, или может иметь ковш, который выполнен с возможностью взаимодействия с какой-либо другой поверхностью, такой как стенка карьера в открытых горно-рудных разработках.

Машина для земляных или погрузочно-разгрузочных работ может, например, быть использована для рытья котлована, ямы или фундаментов, в лесоводстве, строительстве, горных разработках, благоустройстве территорий, дноуглубительных работах или уборке снега.

На Фиг.3 показан изнашиваемый компонент 18 с двух разных углов. Изнашиваемый компонент 18 имеет внутреннюю поверхность 18i, которая может образовывать часть внутренней поверхности ковша 10, когда он установлен на ковш 10, или весь изнашиваемый компонент 18 может быть выполнен с возможностью расположения полностью снаружи относительно внутренней поверхности днища 11 ковша 10 и снаружи относительно внутренней поверхности боковой стенки 16 ковша 10, когда он установлен на ковше 10, в результате чего он проходит вокруг наружной поверхности днища 11 и боковой стенки 11 ковша 10.

Внутренняя поверхность 18i изнашиваемого компонента 18 может быть криволинейной поверхностью. Внутренняя поверхность 18i изнашиваемого компонента 18 может быть выполнена с возможностью расположения заподлицо с внутренней поверхностью днища 11 ковша и с внутренней поверхностью боковой стенки 16 ковша 10, когда он установлен на ковш 10. Поэтому для изготовления днища 11 и/или боковой стенки 16 ковша 10 определенного размера требуется меньшее количество материала, так как по меньшей мере один изнашиваемый компонент 18 заменяет секцию днища 11 и/или боковой стенки 16 ковша 10 в области, в которой днище 11 обычно соединено с боковой стенкой 16 ковша. Изнашиваемый компонент 18 также имеет наружную поверхность 18o, которая является криволинейной. Изнашиваемый компонент 18 может представлять собой литой или сварной компонент.

В показанном варианте осуществления изнашиваемый компонент 18 имеет на каждом конце отверстие 22, которое выполнено с возможностью принятия и вмещения механического крепежного элемента, такого как болт. Механический крепежный элемент соединяет с возможностью снятия изнашиваемый компонент 18 с днищем 11 ковша 10 и с боковой стенкой 16 ковша 10. Такие изнашиваемые компоненты 18 могут быть просто и быстро сняты и заменены на месте, когда они чрезмерно изношены или повреждены, без необходимости перемещения ковша 10 на ремонтный участок, что сводит к минимуму время простоя. То есть, один или более изнашиваемых компонентов 18 могут быть отсоединены от ковша 10 посредством снятия по меньшей мере одного механического крепежного элемента 20, посредством которого он/они присоединены к днищу 11 и к боковой стенке 16 ковша 10, и, соответственно, один или более изнашиваемых компонентов 18 могут быть прикреплены к ковшу 10 посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента 20. Изнашиваемый компонент 18, днище 11 или боковая стенка 16 ковша 10 могут иметь любое количество или любое расположение отверстий для приема и вмещения механических крепежных элементов.

Следует отметить, что изнашиваемые компоненты 18, описанные в данном документе, могут иметь любую подходящую форму и/или размер, и могут иметь подходящий профиль. Изнашиваемый компонент 18 может, например, иметь криволинейную внутреннюю и/или наружную поверхность, когда он установлен на ковш 10. Изнашиваемый компонент 18 может содержать плоскую поверхность по меньшей мере на части своей внутренней и/или наружной поверхности, когда он установлен на ковш 10.

На Фиг.4 показан вид в перспективе ковша 10 согласно варианту осуществления, описанному в данном документе, если смотреть под углом снизу. Ковш 10 содержит множество выполненных с возможностью снятия по отдельности и примыкающих друг другу смежных изнашиваемых компонентов 18, в результате чего два или более изнашиваемых компонента 18 находятся в соприкосновении друг с другом вдоль своих кромок. В качестве альтернативы, ковш 10 может содержать множество выполненных с возможностью снятия по отдельности и непримыкающих друг к другу смежных изнашиваемых компонентов 18, в результате чего между любыми двумя или более смежными изнашиваемыми компонентами 18 или между всеми изнашиваемыми компонентами 18 будет существовать пространство.

Согласно варианту осуществления каждый из множества изнашиваемых компонентов 18 может быть выполнен с возможностью соединения по меньшей мере с одним смежным изнашиваемым компонентом 18, когда множество изнашиваемых компонентов 18 установлено на ковш 10. Например, два или более изнашиваемых компонентов 18 могут содержать охватываемый элемент на одной стороне и охватывающий элемент на другой стороне так, чтобы они могли подходить друг к другу как фрагменты пазла. В качестве альтернативы множество изнашиваемых компонентов 18 могут быть расположены бок о бок вдоль расстояния d.

Множество изнашиваемых компонентов 18 может содержать по меньшей мере один изнашиваемый компонент 18, имеющий толщину и/или материал, отличные от материала других изнашиваемых компонентов 18 из упомянутого множества изнашиваемых компонентов 18. Один или более изнашиваемых компонентов 18, имеющих большую толщину и/или выполненных из более износостойкой и более прочной к истиранию стали, чем другие изнашиваемые компоненты 18 из упомянутого множества изнашиваемых компонентов 18, могут быть, например, установлены на часть/части ковша 10, которая/которые подвергаются большему износу и повреждению во время использования.

На Фиг.5 показан вид сбоку ковша 10. Часть/части показанного ковша 10, которая/которые подвергаются большему износу и повреждению во время использования, могут быть, например, расположены вдоль наружных кромок на сторонах ковша 10 выше точки P, от которой днище 11 ковша 10 начинает подниматься от земли, когда ковш 10 лежит на земле.

На Фиг.6 показан набор для использования с ковшом 10 согласно любому из вариантов осуществления, описанных в данном документе. Набор содержит по меньшей мере один изнашиваемый компонент 18, по меньшей мере один механический крепежный элемент 20 и, по выбору при необходимости по меньшей мере одно промежуточное кольцо 26. Изнашиваемый компонент 18 выполнен с возможностью прикрепления с возможностью снятия к днищу 11 и к боковой стенке 16 ковша 10 посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента 20.

Согласно варианту осуществления механический крепежный элемент 20 и промежуточное кольцо 26 выполнены с возможностью притягивания по отношению к днищу 11 и к боковой стенке ковша 16 для прикрепления с возможностью снятия одного изнашиваемого компонента 18 или его части, или множества изнашиваемых компонентов 18 к ковшу 10, но с обеспечением свободного перемещения изнашиваемого компонента (компонентов) 18 по отношению к днищу 11 и к боковой стенке 16, когда изнашиваемый компонент 18 прикреплен к днищу 11 и к боковой стенке 16 ковша 10. Благодаря этому предотвращается или задерживается отвинчивание механического крепежного элемента (элементов) 20 во время использования ковша 10 в результате воздействия рабочего давления на изнашиваемые компоненты 18. Например, по меньшей мере один механический крепежный элемент 20 может быть выполнен с резьбой, и изнашиваемый компонент 18 может содержать по меньшей мере одно резьбовое отверстие для вмещения по меньшей мере одного резьбового механического крепежного элемента 20. Нет необходимости в каком-либо инструменте, поскольку механический крепежный элемент 20 завинчивается подобно болту непосредственно в изнашиваемый компонент 18, и изнашиваемый компонент 18 выполняет функцию гайки.

По меньшей мере один механический крепежный элемент 20 и/или по меньшей мере одно промежуточное кольцо 26 выполнены по размерам и/или форме с обеспечением свободного перемещения по меньшей мере одного изнашиваемого компонента 18 по отношению к днищу 11 и боковой стенке 16 ковша, когда по меньшей мере один изнашиваемый компонент 18 прикреплен с возможностью снятия к днищу 11 и боковой стенке 16 ковша 10.

Согласно варианту осуществления головка механического крепежного элемента 20 выполнена с возможностью расположения заподлицо с днищем 11 на внутренней стороне 28 ковша 10.

Фиг.7 представляет собой блок-схему, показывающую этапы варианта осуществления способа изготовления ковша 10 для машины для земляных или погрузочно-разгрузочных работ, причем ковш 10 содержит днище 11 и боковую стенку 16, и по меньшей мере один изнашиваемый компонент 18, который проходит вдоль по меньшей мере части упомянутой угловой кромки ковша. По меньшей мере один изнашиваемый компонент 18 прикреплен с возможностью снятия к днищу 11 и к боковой стенке 16 посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента 20. Способ содержит этап соединения с возможностью отсоединения днища 11 ковша 10 с боковой стенкой 16 ковша по меньшей мере через один изнашиваемый компонент 18 вдоль по меньшей мере части днища 11 и боковой стенки 16. Один, несколько или все из изнашиваемых компонентов 18, которые прикреплены к ковшу 10, могут быть прикреплены с возможностью перемещения к днищу 11 и к боковой стенке 16 посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента 20. В качестве альтернативы или дополнительно, один, несколько или все из изнашиваемых компонентов 18, которые прикреплены к ковшу 10, могут быть прикреплены к днищу 11 и к боковой стенке 16 без возможности перемещения посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента 20.

До и/или после соединения с возможностью отсоединения днища 11 и боковой стенки 16 ковша вдоль по меньшей мере части днища 11 и боковой стенки 16, днище 11 ковша 10 может быть соединено с боковой стенкой 16 ковша 16 по меньшей мере в одной области снаружи упомянутой по меньшей мере одной части упомянутого днища 11 и упомянутой боковой стенки 16, например, посредством сварки, благодаря чему обеспечивается неразъемное соединение по меньшей мере в одной области снаружи упомянутой по меньшей мере одной части упомянутого днища 11 и упомянутой боковой стенки 16. В качестве альтернативы, днище 11 ковша 10 может быть механически прикреплено к боковой стенке 16 в областях 11a и 11b (показаны на Фиг. 2), благодаря чему обеспечивается разъемное соединение в областях 11a и 11b. К тому же, верхний узел 24 ковша 10 (показан на Фиг.5) может быть приварен или механически прикреплен к днищу 11.

Поскольку при изготовлении или ремонте ковша вдоль по меньшей мере части упомянутого днища 11 и упомянутой боковой стенки 16 не выполняется сварка, не происходит образование зоны термического влияния (ЗТВ) вдоль упомянутой по меньшей мере одной части упомянутого днища 11 и упомянутой боковой стенки 16, и поэтому не происходит изменение микроструктуры и свойств материала, из которого выполнены днище 11, боковая стенка 16 и изнашиваемые компоненты, или он не подвергается отрицательному воздействию вдоль по меньшей мере одной части упомянутого днища 11 и упомянутой боковой стенки 16, что в результате приводит к увеличению прочности структуры ковша вдоль упомянутой по меньшей мере одной части упомянутого днища 11 и упомянутой боковой стенки 16.

Согласно варианту осуществления способ может содержать этап изготовления по меньшей мере одного изнашиваемого компонента 18 из стали и резания стали 18, когда она погружена в охлаждающую среду для исключения отрицательного воздействия на микроструктуру и свойства по меньшей мере одного изнашиваемого компонента 18 во время операции резания с большим выделением тепла и последующего повторного охлаждения.

Специалисту в данной области техники будут понятны дополнительные модификации вариантов осуществления, описанных в данном документе, лежащие в объеме прилагаемой формулы изобретения.

Группа изобретений относится к ковшу для машины для земляных или погрузочно-разгрузочных работ, способу изготовления ковша. Техническим результатом является повышение эффективности соединения днища и боковой стенки ковша. Ковш для машины для земляных или погрузочно-разгрузочных работ содержит днище, боковую стенку и по меньшей мере один изнашиваемый компонент, который прикреплен с возможностью снятия к днищу и к боковой стенке посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента. Днище и боковая стенка соединены друг с другом с возможностью отсоединения по меньшей мере через один изнашиваемый компонент с обеспечением образования сменной угловой кромки ковша вдоль по меньшей мере части днища и боковой стенки. Способ содержит этапы соединения днища и боковой стенки друг с другом с возможностью отсоединения посредством по меньшей мере одного изнашиваемого компонента с обеспечением образования угловой кромки ковша вдоль по меньшей мере части днища и боковой стенки. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Ковш (10) для машины для земляных или погрузочно-разгрузочных работ, причем ковш (10) содержит днище (11) и боковую стенку (16), и по меньшей мере один изнашиваемый компонент (18), который прикреплен с возможностью снятия к днищу (11) и к боковой стенке (16) посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента (20), отличающийся тем, что днище (11) и боковая стенка (16) соединены друг с другом с возможностью отсоединения по меньшей мере через один изнашиваемый компонент (18) с обеспечением образования сменной угловой кромки ковша вдоль по меньшей мере части днища (11) и боковой стенки (16).

2. Ковш (10) по п.1, отличающийся тем, что между кромкой днища (11) и кромкой боковой стенки (16) существует зазор, и упомянутый по меньшей мере один изнашиваемый компонент (18) выполнен с возможностью пересечения упомянутого зазора.

3. Ковш (10) по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один изнашиваемый компонент (18) имеет внутреннюю поверхность (18i), когда он установлен на ковш (10), и упомянутая внутренняя поверхность (18i) является криволинейной поверхностью.

4. Ковш (10) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один изнашиваемый компонент (18) выполнен с возможностью расположения полностью снаружи относительно внутренней поверхности днища (11) и относительно внутренней поверхности боковой стенки (16), когда он установлен на ковш (10).

5. Ковш (10) по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что внутренняя поверхность (18i) упомянутого по меньшей мере одного изнашиваемого компонента (18) выполнена с возможностью расположения заподлицо с внутренней поверхностью днища (11) и с внутренней поверхностью боковой стенки (16), когда он установлен на упомянутый ковш (10).

6. Ковш (10) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один изнашиваемый компонент (18) имеет наружную поверхность (18o), когда он установлен на упомянутый ковш (10), и упомянутая наружная поверхность (18o) является криволинейной поверхностью.

7. Ковш (10) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один изнашиваемый компонент (18) содержит множество примыкающих друг к другу смежных изнашиваемых компонентов (18), когда он установлен на упомянутый ковш (10).

8. Ковш (10) по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один изнашиваемый компонент (18) содержит множество непримыкающих друг к другу смежных изнашиваемых компонентов (18), когда он установлен на упомянутый ковш (10).

9. Ковш (10) по любому из пп.7 или 8, отличающийся тем, что упомянутое множество изнашиваемых компонентов (18) содержит по меньшей мере один изнашиваемый компонент (18), имеющий толщину и/или материал, отличный от материала других изнашиваемых компонентов (18) упомянутого множества изнашиваемых компонентов (18).

10. Ковш (10) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один изнашиваемый компонент (18) выполнен с возможностью перемещения относительно днища (11) и боковой стенки (16) после его прикрепления с возможностью снятия к днищу (11) и к боковой стенке (16) посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента (20).

11. Способ изготовления ковша (10) для машины для земляных или погрузочно-разгрузочных работ, причем ковш (10) содержит днище (11) и боковую стенку (16), и по меньшей мере один изнашиваемый компонент (18), который прикреплен с возможностью снятия к днищу (11) и к боковой стенке (16) посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента (20), отличающийся тем, что упомянутый способ содержит этапы соединения днища (11) и боковой стенки (16) друг с другом с возможностью отсоединения посредством упомянутого по меньшей мере одного изнашиваемого компонента (18) с обеспечением образования угловой кромки ковша вдоль по меньшей мере части днища (11) и боковой стенки (16).

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что он содержит этап изготовления упомянутого по меньшей мере одного изнашиваемого компонента (18) из стали и резания стали, когда она погружена в охлаждающую среду.

13. Способ по любому из пп.11 или 12, отличающийся тем, что он содержит этап прикрепления с возможностью снятия упомянутого по меньшей мере одного изнашиваемого компонента (18) к днищу (11) и к боковой стенке (16) посредством по меньшей мере одного механического крепежного элемента (20) с обеспечением перемещения упомянутого по меньшей мере одного изнашиваемого компонента (18) относительно днища (11) и боковой стенки (16) после его прикрепления с возможностью снятия к днищу (11) и к боковой стенке (16) ковша (10).