MONTAGEM DE RODA LOUCA
REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO
Este pedido reivindica prioridade para o pedido de patente provisório US 61/551.343, depositado em 25 de outubro de 2011, cujo conteúdo total esta incorporado neste documento pela referência.
ANTECEDENTES A presente invenção diz respeito a uma escavadeira de mineração, e em particular a uma montagem de roda louca.
Montagens de rodas loucas dianteiras são usadas em combinação com máquinas, tais como, entre outras aplicações, escavadeiras de mineração, as quais utilizam um suporte de semieixo de montagem aberta onde o semieixo é pretendido para girar com a roda louca. A configuração corrente de semieixo louco e roda louca dianteiros utiliza uma junta ranhurada entre o eixo e a roda. A conexão de chaveta fornece uma restrição torcional entre os dois; entretanto, a conexão de chaveta não restringe a roda de deslizar axialmente de lado para lado através das chavetas. Movimento de lado para lado através das chavetas resulta em desgaste alto entre os componentes da montagem de roda louca dianteira. Além disso, componentes ranhurados encontrados nas configurações de rodas loucas correntes são caros para fabricar.
SUMÁRIO
Em uma modalidade, a invenção fornece uma montagem de esteira rolante incluindo um elemento de armação de esteira rolante tendo uma roda louca disposta entre uma primeira extensão de esteira rolante e uma segunda extensão de esteira rolante. A roda louca define um furo através dela. A montagem de esteira rolante inclui adicionalmente um eixo se estendendo através do furo. O eixo é fixado em relação à roda por meio de um encaixe por interferência afunilado e girável em relação às primeira e segunda extensões de esteira rolante. Um primeiro lado do eixo é recebido pela primeira extensão e tem pelo menos uma bucha de munhão disposta entre eles. De forma similar, um segundo lado do eixo é recebido pela segunda extensão e tem pelo menos uma bucha de munhão disposta entre eles. Uma tampa de extremidade removível é presa a cada um dos primeiro e segundo lados do eixo de tal maneira que uma superfície de impulso é criada em uma interface entre as tampas de extremidades e as buchas de munhões.
Em uma outra modalidade a invenção fornece um método de uma montagem de roda louca incluindo uma roda louca para fixação entre uma primeira extensão e uma segunda extensão de uma armação de esteira rolante. A roda inclui um furo que recebe um eixo se estendendo através dele. Uma bucha taper lock é disposta entre o eixo e a roda de tal maneira que a bucha taper lock cria um encaixe por interferência entre eixo e a roda. Um primeiro lado do eixo é recebido pela primeira extensão e tem pelo menos uma bucha disposta entre eles. De forma similar, um segundo lado do eixo é recebido pela segunda extensão e tem pelo menos uma bucha disposta entre eles. Uma tampa de extremidade removível é presa a cada um dos primeiro e segundo lados do eixo de tal maneira que uma superfície de impulso é criada em uma interface entre as tampas de extremidades e as buchas de munhões.
Em uma outra modalidade a invenção fornece uma montagem de roda louca incluindo uma roda louca para fixação entre uma primeira extensão e uma segunda extensão de uma armação de esteira rolante. A roda inclui um furo e é acoplada a um cubo de roda tendo um diâmetro interno afunilado. Um eixo se estende através do furo da roda e do cubo. Uma parte do eixo inclui um diâmetro externo afunilado que ê complementar ao diâmetro interno afunilado, pelo que o encaixe por interferência ê criado entre eles para fixar o eixo em relação à roda. Um primeiro lado do eixo é recebido pela primeira extensão e tem pelo menos uma bucha de munhão disposta entre eles. Um segundo lado do eixo ê recebido pela segunda extensão e tem pelo menos uma bucha de munhão disposta entre eles. Uma tampa de extremidade removível é presa a cada um dos primeiro e segundo lados do eixo de tal maneira que uma superfície de impulso é criada em uma interface entre as tampas de extremidades e as buchas de munhões.
Outros aspectos da invenção se tornarão aparentes por meio da consideração da descrição detalhada e desenhos anexos.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma escavadeira de mineração. A figura 2 é uma vista em perspectiva de uma montagem de roda louca dianteira e de uma armação de esteira rolante da escavadeira de mineração. A figura 3 é uma vista em perspectiva de uma montagem de roda louca dianteira de acordo com uma modalidade da invenção. A figura 4 é uma vista seccional transversal da montagem de roda louca dianteira da figura 3, feita ao longo da linha 4--4. A figura 5 ilustra uma bucha taper lock mostrada na figura 4. A figura 6 ilustra um mecanismo de travamento da bucha taper lock mostrada nas figuras 4-5, feita ao longo da linha 6--6 da figura 5. A figura 7 é uma vista em perspectiva de uma montagem de roda louca dianteira de acordo com uma outra modalidade da invenção. A figura 8 é uma vista seccional transversal da montagem de roda louca dianteira da figura 7 feita ao longo da 1inha 8 - - 8.
Antes de quaisquer modalidades da invenção serem explicadas detalhadamente, é para ser entendido que a invenção não estã limitada na sua aplicação aos detalhes de construção e ao arranjo de componentes expostos na descrição a seguir ou ilustrados nos desenhos indicados. A invenção é suscetível de outras modalidades e de ser praticada ou de ser executada em vários modos.
DESCRIÇÃO DETALHADA
As figuras 1 e 2 ilustram uma escavadeira de mineração 10 incluindo uma plataforma principal 14, uma estrutura inferior 18 e uma montagem de esteira rolante 22. A montagem de esteira rolante 22 inclui, em parte, um primeiro elemento de armação de esteira rolante 26 e um segundo elemento de armação de esteira rolante 30, c constitui uma estrutura que suporta movimento da escavadeira de mineração 10. Cada um dos primeiro e segundo elementos de armação de esteira rolante 26, 30 suporta uma pista de esteira rolante 50 em um e outro lado da escavadeira de mineração 10. Cada um dos elementos de armação de esteira rolante 26, 30 inclui uma primeira extensão 54 e uma segunda extensão 58, cada uma com uma abertura retangular 62 tendo uma placa de calço 66 e uma proteção de eixo 70 posicionada na mesma. Cada um dos elementos de armação de esteira rolante 26, 30 define um topo da armação de esteira rolante 38 e inclui uma montagem de roda louca dianteira 78, as rodas carregadoras 42 e uma roda de esteira rolante acionada traseira 46. Cada montagem de roda louca dianteira 78 inclui uma roda louca dianteira 34, ou uma engrenagem em algumas modalidades, posicionada entre as duas extensões 54, 58 do respectivo elemento de armação 26, 30 e acoplada a um semieixo louco 74 para rotação com ele. O semieixo 74 se estende através de um furo (não mostrado) em um centro da roda louca 34 e através de um furo (não mostrado) em cada uma das extensões 54, 58 do respectivo elemento de armação de esteira rolante 26, 30 .
As figuras 3-6 ilustram uma das montagens de rodas loucas dianteiras 78 de acordo com uma modalidade da invenção. A montagem de roda louca dianteira 78 inclui a roda louca dianteira 34 travada ao semieixo louco 74, o qual se estende através de um furo central (não mostrado) na roda louca dianteira 34. Na modalidade ilustrada, a roda louca dianteira 34 inclui uma parte de cubo, embora em modalidades adicionais a roda 34 possa ser uma peça única. Na modalidade ilustrada, um diâmetro 84 do semieixo louco 74 é menor que um diâmetro 86 do furo central da roda louca dianteira 34, o que cria uma pequena folga (não mostrada) entre eles durante montagem. Uma bucha taper lock 90 é posicionada dentro da folga. Por causa de cargas radiais extremamente altas aplicadas através da roda louca dianteira 34 durante deslocamento da escavadeira 10 e como resultado do tamanho dos componentes da roda louca dianteira 34 e do semieixo louco 74 , um par das buchas taper lock 90 (figura 4) é incluído em cada montagem de roda louca dianteira 78. Uma bucha 90 é instalada a partir de um e outro lado da roda louca 34. Acesso às buchas taper lock 90 durante montagem e desmontagem é fornecido através das aberturas retangulares 62 do primeiro lado 54 e do segundo lado 58 dos elementos de armação de esteira rolante 26, 30. Adicionalmente, cada uma das buchas 90 é coberta por uma tampa contra contaminação 88, a qual retém fragmentos {isto é, água, poeira, lixo) fora das buchas 90. A bucha taper lock 90 cria um encaixe por interferência, travando assim a roda louca dianteira 34 ao semieixo louco 74. O encaixe por interferência fornece uma conexão rígida que restringe a roda louca dianteira 34 e o semieixo louco 74 axialmente, radialmente e de forma torcional. Assim, o encaixe por interferência restringe o movimento da roda 34 impedindo desgaste alto na montagem de roda louca dianteira 78 .
Tal como está mostrado nas figuras 5 e 6, a bucha taper lock 90 inclui um primeiro elemento interno 94, um segundo elemento interno 96 e um elemento externo 100. Os elementos internos 94, 96 têm as superfícies externas afuniladas 92 que são complementares às superfícies internas afuniladas 102, e se conectam por meio de interface a elas, do elemento externo 100 da bucha taper lock 90. Adicionalmente, a bucha taper lock 9C inclui dois tipos de furos se estendendo axialmente: os furos de comprimento total 118 e os furos de metade de comprimento 120. Os furos de comprimento total 118 se estendem pelo comprimento da bucha 90. Os furos 118 são definidos por uma parte de furo passante 118a, a qual se estende através do primeiro elemento interno 94 da bucha 90, e uma parte de furo rosqueado 118b, a qual se estende através do segundo elemento interno 96 da bucha 90. Os furos 120 são rosqueados e se estendem através do primeiro elemento interno 94 da bucha 90; portanto, os furos 120 se estendem aproximadamente pela metade da distância através da bucha 90 e não têm uma parte definida no segundo elemento interno 96. Na modalidade ilustrada, existe um par dos furos 118 para cada furo 120, com um furo 120 posicionado entre pares adjacentes dos furos 118. Os furos de comprimento total 118 são furos de montagem enquanto que os furos de metade de comprimento 120 são furos de desmontagem.
Durante montagem da montagem de roda louca dianteira 78, os prendedores 104 (por exemplo, parafusos) são usados para criar um encaixe por interferência entre a roda louca dianteira 34 e o semieixo louco 74. O encaixe por interferência é realizado ao apertar os prendedores 104. O prendedor 104 é inserido na parte de furo passante 118a do respectivo furo 118 e atarraxado à parte rosqueada 118b do furo 118 . À medida que o prendedor é atarraxado na parte rosqueada 118b, os dois elementos 94, 96 da bucha 90 são puxados para mais próximos conjuntamente. À medida que os dois elementos 94, 96 são levados para mais próximos conjuntamente, as superfícies externas afuniladas 92 deslizam em relação às superfícies externas afuniladas 102 do elemento externo 100, empurrando assim o elemento externo 100 radialmente para fora e os elementos internos 94, 96 radialmente para dentro. Como tal, um diâmetro externo 108 da bucha 90 se expande radialmente, enquanto que um diâmetro interno 112 da bucha 90 contrai radialmente. Expansão do diâmetro externo 108 da bucha taper lock 90 contra o diâmetro interno 86 do furo central da roda louca dianteira 34 e contração simultânea do diâmetro interno 112 da bucha taper lock 90 contra o semieixo louco 74 cria o encaixe por interferência entre a roda 34 e o eixo 74. A expansão e contração da bucha taper lock 90 também produzem pressão de superfície significativa entre a roda louca dianteira 34 e o semieixo louco 74, travando-os assim conjuntamente e na posição.
Durante desmontagem da montagem de roda louca dianteira 78, os prendedores 104 também podem ser usados para desmontar a bucha taper lock 90. Após todos os prendedores 104 serem removidos dos furos de montagem 118, alguns dos prendedores 104 são apertados para dentro do outro conjunto dos furos 12 0. À medida que os prendedores 104 são apertados para dentro dos furos de metade de comprimento 120, os prendedores 104 ficam em contato com o segundo elemento 96. Por causa de essa parte do elemento 96 não ter um furo, aperto do prendedor 104 empurra o segundo elemento 96 para longe do primeiro elemento 94 de maneira que as superfícies externas afuniladas 92 dos elementos internos 94, 96 deslizam em relação às superfícies externas afuniladas 102 do elemento externo 100. Este movimento faz com que o elemento externo 100 se desloque radialmente para dentro e os elementos .internos 94, 96 se desloquem radialmente para fora. Portanto, o diâmetro externo 108 da bucha 90 contrai radialmente enquanto que o diâmetro interno 112 da bucha 90 expande radialmente. Assim, as buchas 90 são retornadas para suas posições de inicio livre de encaixe. Enquanto os componentes de roda louca dianteira estão montados, os furos de destravamento 120, os quais são rosqueados, são usados para acoplar a tampa contra contaminação 88 à bucha taper lock 90. Os prendedores 110 ocupam os furos 120, acoplando assim a tampa contra contaminação 88 às buchas 90. A tampa contra contaminação 88 protege as buchas 90 contra fragmentos que enchem os furos de destravamento 120 abertos, tornam as superfícies afuniladas 92 e 102 estanques à ferrugem, e inibem afrouxamento e remoção das buchas 90.
As extensões 54, 58, dos elementos de armação de esteira rolante 26, 30 proporcionam suporte lateral para ambos os lados da roda louca dianteira 3 4 por causa de o semieixo louco 74 se estender através do furo central (não mostrado) da roda louca dianteira 34 e através de um furo (não mostrado) em cada uma das duas extensões 54, 58. Referindo-se à figura 4, o semieixo 74 é recebido por duas buchas de munhões 124, e gira em relação a elas, posicionadas em lados opostos da roda louca 34 . Cada uma das buchas 124 é fixada a um bloco de bucha 12 8 que é fixado à respectiva extensão 54, 58 dos elementos de armação de esteira rolante 26, 30. Cada um dos blocos dc bucha 128 inclui um rebaixo 132 para linhas de lubrificação para lubrificar as buchas de munhões 124 . Os prendedores 136, ou conectores, acoplam as tampas de extremidades de eixo 140 ao semieixo louco 74 para rotação com ele, e os prendedores 136 se estendem através dos calços 144 . Uma superfície de impulso 146 fica localizada em uma interface entre a bucha de munhão 124 e a tampa de extremidade de eixo 140. Na modalidade ilustrada, as tampas de extremidades de eixo 140 desgastam contra as buchas de munhões 124 como resultado de forças de impulso lateral que são introduzidas para a roda louca dianteira 34 à medida que a escavadeira 10 se desloca e articula. Ã medida que desgaste aumentado ocorre nas buchas de munhões 124, as tampas de extremidades de eixo 14 0 são removidas para substituir as buchas de munhões 124 sem desmontar a montagem de roda louca dianteira total 78. Além disso, os calços 144 entre o semieixo louco 74 e as tampas de extremidades de eixo 140 podem ser removidos para reduzir a folga entre as buchas de munhões 12 4 e as tampas de extremidades axiais 140, à medida que as buchas de munhões 124 desgastam.
As figuras 7 e 8 ilustram uma montagem de roda louca dianteira 278 de acordo com uma outra modalidade da invenção. A montagem de roda louca dianteira 278 das figuras 7 e 8 é similar à montagem de roda louca dianteira 78 das figuras 3-6; portanto, estrutura semelhante serã identificada por números de referência iguais mais "200" e somente as diferenças serão discutidas daqui por diante. A montagem de roda louca dianteira 278 inclui um semieixo louco 274, o qual se estende através de um furo central {não mostrado) de um cubo de roda 34 8 acoplado a uma roda louca dianteira 234. O cubo de roda 348, o qual é acoplado (por exemplo, por meio de soldagem) a um diâmetro interno 286 da roda 234, enche uma folga (não mostrada) entre a roda louca dianteira 234 e o semieixo Louco 274. Referindo-se à figura 8, tanto o semieixo 274 quanto o cubo de roda 348 incluem uma parte afunilada, 352 e 356 respectivamente, do diâmetro, as quais são complementares uma à outra. Um ângulo de afunilamento das partes afuniladas 352 e 356 do semieixo louco 274 e do cubo de roda 348 é de aproximadamente 3,6°. Entretanto, em modalidades adicionais, o ângulo de afunilamento pode ser maior ou menor que 3,6°.
Durante montagem, uma força substancial é aplicada usando um dispositivo externo na direção da seta 360 para impulsionar componentes de casamento, a roda louca dianteira 234 e o semieixo louco 274, axialmente de forma conjunta, criando assim pressão de superfície significativa. A pressão de superfície mantém a roda louca dianteira 234 e o semieixo louco 274 fixados conjuntamente após a força ser removida e durante operação de uma escavadeira de mineração 10. As superfícies afuniladas do i semieixo 274 e do cubo de roda louca 348 fornecem o encaixe por interferência entre eles, fornecendo assim uma conexão rígida para restringir a roda louca dianteira 234 e o semieixo louco 274 axialmente, radialmente e de forma torcional. O encaixe por interferência é concretizado ao i fabricar tanto o semieixo 274 quanto a roda louca 234 com um pequeno grau de afunilamento nos diâmetros de casamento. Assim, o encaixe por interferência restringe o movimento relativo da roda 234 e do semieixo louco 274, impedindo desgaste alto na montagem de roda louca dianteira 278. ) Em uma modalidade adicional, a montagem de roda louca dianteira não inclui um cubo de roda e o diâmetro interno da roda louca é fabricado com uma superfície afunilada. Um encaixe por interferência é criado entre a roda louca dianteira e o semieixo afunilado ao casar as superfícies afuniladas dos dois componentes.
Embora a invenção tenha sido descrita detalhadamente com referência para certas modalidades preferidas, variações e modificações existem dentro do escopo e espírito de um ou mais aspectos independentes da invenção tal como descrita.
Assim, a invenção fornece, entre outras coisas, uma conexão rígida entre componentes de uma montagem de roda louca, impedindo assim desgaste por deslizamento em superfícies de junta ao restringir movimento da roda louca e semieixo rotativo radialmente, axialmente e de forma torcional. Vários recursos e vantagens da invenção estão expostos nas reivindicações a seguir.