BRPI0707955A2 - conjunto de desgaste - Google Patents

Abstract

CONJUNTO DE DESGASTE. A presente invenção refere-se a um conjunto de desgaste para firmar um elemento de desgaste no equipamento de escavação que inclui uma base tendo uma ponta e um elemento de desgaste tendo um suporte. A ponta e o suporte são providos, cada um, com uma ou mais superfícies de estabilização complementares em porções centrais dos mesmos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONJUNTO DE DESGASTE".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um conjunto de desgaste parafirmar um elemento de desgaste em equipamento de escavação.

Antecedentes da Invenção

Peças de desgaste são geralmente presas ao longo da bordafrontal do equipamento de escavação, tais como caçambas de escavação oucabeçotes de guilhotina, para proteger o equipamento do desgaste e paramelhorar a operação de escavação. As peças de desgaste podem incluirdentes de escavação, capuzes, etc. Tais peças de desgaste tipicamente in-cluem uma base, um elemento de desgaste e um fecho para manter de mo-do remível o elemento de desgaste na base.

Com relação aos dentes de escavação, a base inclui uma pontaque é fixada na borda frontal do equipamento de escavação (por exemplo,um gume de uma caçamba). A ponta pode ser formada como uma parte in-tegrai da borda frontal ou como parte de um ou mais adaptadores que sãofixados na borda frontal por soldagem ou fixação mecânica. Um ponto é en-caixado sobre a ponta. O ponto estreita para uma borda de escavação fron-tal para penetrar e romper o solo. A ponta e o ponto montados cooperativa-mente definem uma abertura para dentro da qual o fecho é recebido paramanter de modo remível o ponto na ponta.

Esses tipos de peças de desgaste são submetidos geralmente acondições severas e carregamento pesado. Dessa maneira, os elementosde desgaste desgastam através de um período de tempo e precisam sersubstituídos. Muitos projetos foram desenvolvidos em um esforço para me-lhorar a resistência, estabilidade, durabilidade, penetração, segurança e faci-lidade de substituição de tais elementos de desgaste com graus variados desucesso.

Sumário da Invenção

A presente invenção refere-se a um conjunto de desgaste aper-feiçoado para firmar elementos de desgaste em equipamento de escavaçãopara estabilidade, resistência, durabilidade, penetração, segurança e facili-dade de substituição melhorados.

De acordo com um aspecto da invenção, a base e o elemento dedesgaste definem uma ponta e suporte, que são formados com superfíciesde estabilização complementares que se estendem substancialmente emparalelo ao eixo geométrico longitudinal do conjunto para prover uma cons-trução mais forte e mais estável. Uma ou mais das superfícies de estabiliza-ção são formadas geralmente ao longo de porções centrais da ponta e su-porte, e distantes das bordas externas desses componentes. Como um re-sultado, as altas cargas previstas durante o uso são primariamente transpor-tadas pela porção mais robusta da ponta, e não nas fibras de curvatura ex-tremas, para uma estrutura de base mais forte e mais duradoura. Essa cons-trução também reduz a formação de altas concentrações de estresse aolongo dos componentes.

Em um outro aspecto da invenção, o elemento de desgaste in-clui uma abertura de suporte na extremidade traseira para receber uma pon-ta de sustentação. O suporte é definido pelas paredes superior, inferior elaterais e tem um eixo geométrico longitudinal. Pelo menos uma das paredessuperior e inferior inclui uma projeção de estabilização, cada uma das quaistem superfícies de sustentação viradas em direções diferentes para se en-costar contra lados opostos de um recesso em formato de V na ponta.

Em um outro aspecto da invenção, pares de superfícies de esta-bilização em cada componente são formados em um ângulo transversal en-tre si para prover estabilidade melhorada para resistir às cargas verticais elaterais. Em uma modalidade exemplar, as superfícies de estabilização for-mam uma configuração em formato de V em pelo menos um lado da ponta edo suporte.

Em um outro aspecto da invenção, as superfícies de estabiliza-ção são rebaixadas na ponta para proteger essas superfícies de base contradanos e desgaste causados pela montagem de elementos de desgaste su-cessivos ou devido ao desgaste excessivo dos elementos de desgaste.

Em um outro aspecto da invenção, a ponta e o suporte são for-mados com recessos e projeções complementares em todos os lados (isto é,parede superior, inferior e laterais) a fim de maximizar as superfícies de es-tabilização disponíveis para resistir às cargas pesadas que podem ocorrerdurante o uso.

Em um outro aspecto da invenção, a ponta e o suporte são for-mados, cada um, para ter uma seção transversal geralmente em formato deX para estabilidade melhorada. Embora os recessos e as projeções que for-mam essas configurações sejam preferivelmente definidos por superfícies deestabilização, benefícios podem ainda ser obtidos com o uso de superfíciesde sustentação que não são substancialmente paralelas ao eixo geométricolongitudinal do conjunto.

Em um outro aspecto da invenção, a extremidade frontal e/ou ocorpo da ponta e suporte são formados com uma configuração geralmenteoval. Essa construção provê alta resistência e uma duração de ponta maislonga, omite cantos distintos para reduzir concentrações de estresse e apre-senta uma espessura reduzida para penetração melhorada no solo.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma vista em perspectiva de um conjunto de des-gaste de acordo com a presente invenção.

A figura 2 é uma vista em perspectiva traseira de uma ponta dopresente conjunto de desgaste.

A figura 3 é uma vista em perspectiva frontal da ponta.

A figura 4 é uma vista frontal da ponta.

A figura 5 é uma vista superior da ponta.

A figura 6 é uma vista lateral da ponta.

A figura 7 é uma vista parcial em perspectiva traseira de um e-Iemento de desgaste do conjunto de desgaste atual.

A figura 8 é uma vista em perspectiva parcial do recorte do con-junto de desgaste ao longo de um plano transversal imediatamente para trásdo fecho.

As figuras 9-12 são seções transversais ao longo da parede su-perior do elemento de desgaste ilustrando exemplos diferentes de projeçõesde estabilização.

A figura 13 é uma vista em perspectiva de um conjunto de des-gaste da presente invenção com uma disposição de fechamento alternativa.

A figura 14 é uma vista da seção transversal axial parcial do con-junto de desgaste alternativo.

A figura 15 é uma vista em perspectiva explodida do fecho doconjunto de desgaste alternativo.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas

A presente invenção refere-se a um conjunto de desgaste 10para prender de modo remível um elemento de desgaste 12 em equipamen-to de escavação. Nessa aplicação, o elemento de desgaste 12 é descrito emtermos de um ponto para um dente de escavação que é preso em um gumede uma caçamba de escavação. Entretanto, o elemento de desgaste poderiaser na forma de outros tipos de produtos (por exemplo, capuzes) ou presosem outro equipamento (por exemplo, cabeçotes de guilhotina de caçamba).Além do mais, termos relativos tais como para frente, para trás, para cima,para baixo, vertical ou horizontal são usados por conveniência de explicaçãocom referência à figura 1, outras orientações são possíveis.

Em uma modalidade (figura 1), o ponto 12 é adaptado para en-caixar na ponta 14 fixada em um gume de caçamba ou outro equipamentode escavação (não mostrado). Nessa modalidade, a ponta é a parte frontalde uma base 15 que é fixada em uma caçamba de escavação. A extremida-de de montagem traseira da base (não mostrada) pode ser fixada no gumeda caçamba em uma série de maneiras. Por exemplo, a ponta pode ser for-mada como uma porção integral do gume, tal como por ser fundida com ogume, ou de outra forma fixada por soldagem ou fixação mecânica. Quandoa base é soldada ou firmada no gume por um mecanismo de fechamento, abase incluirá um ou dois trechos traseiros que se estendem sobre o gume.Nessas situações, a base é tipicamente chamada um adaptador. A base po-de também consistir em uma pluralidade de adaptadores interligados. O pon-to inclui um suporte para receber a ponta. O ponto e a ponta são então fir-mados juntos por um fecho 16.A ponta 14 tem um corpo 25 com paredes superior e inferior20,21 que convergem para uma extremidade frontal 24, e paredes lateraisopostas 22,23 (figuras 2-6). A porção traseira das paredes laterais é geral-mente paralela entre si (isto é, com uma convergência dianteira leve); natu-ralmente, outras configurações são possíveis. A extremidade frontal 24 éformada com superfícies de estabilização superior e inferior 30,32 que sãosubstancialmente paralelas ao eixo geométrico longitudinal 34, O termo"substancialmente paralelo" é planejado para incluir superfícies paralelas,bem como essas que divergem para trás do eixo geométrico 34 em um ân-guio pequeno (por exemplo, de aproximadamente 1-7 graus) para finalida-des de fabricação. Em uma modalidade preferida, cada superfície de estabi-lização 30,32 diverge para trás em um ângulo ao eixo geométrico 34 menordo que 5 graus e mais preferivelmente em aproximadamente 2-3 graus. Namodalidade ilustrada, as superfícies de estabilização 30,32 são lateralmentecurvadas de modo a se encontrarem ao longo dos lados da ponta. Dessamaneira, as superfícies de estabilização são formadas ao redor de toda aextremidade frontal 24 da ponta 14. Naturalmente, outras configurações sãopossíveis.

Na modalidade ilustrada, a extremidade frontal 24 tem uma for-ma transversal geralmente oval com uma parede frontal oval 36. Similarmen-te, o corpo 25 da ponta 14 também tem uma forma transversal geralmenteoval, exceto pelos recessos de estabilização 127,129. Como observado nafigura 3, o corpo 25 expande para trás a partir da extremidade frontal 24 so-bre muito do seu comprimento. O uso de uma ponta em formato oval formaseções de ponta de alta resistência que resultam em uma duração mais lon-ga da ponta. Uma forma oval também diminui a presença de cantos e, as-sim, reduz as concentrações do estresse ao longo das bordas externas daponta. A forma oval também apresenta um perfil aerodinâmico que melhoraa penetração no solo durante uma operação de escavação, isto é, o elemen-to de desgaste é formado com um suporte em formato oval para receber aponta que, por sua vez, permite que o elemento de desgaste tenha um perfilmais fino para melhor penetração. Contudo, a extremidade frontal e o corpoda ponta poderiam ter outras formas, por exemplo, a ponta e o suporte pode-riam ser mais angulares e definir uma extremidade frontal geralmente emparalelepípedo com superfícies de estabilização geralmente retangularesá e/ou paredes superior, inferior e laterais angulares e geralmente planas co-mo o corpo da ponta. A configuração geral da ponta (isto é, a forma oval)pode variar consideravelmente.

Em uma modalidade (figuras 2-6), as paredes superior, inferior elaterais 20-23 da ponta 14 incluem, cada uma, um par de superfícies de es-tabilização 40,47 que são, cada uma, substancialmente paralelas ao eixo 34.Como mencionado com as superfícies de estabilização frontais 30,32, essassuperfícies de estabilização traseiras 40-47 são preferivelmente inclinadasem relação ao eixo geométrico longitudinal 34 por não mais do que aproxi-madamente 5 graus, e mais preferivelmente em aproximadamente 2-3 grausao eixo geométrico 34. Embora qualquer porção da ponta possa às vezessuportar cargas do ponto, as superfícies de estabilização são planejadaspara serem superfícies primárias para resistir às cargas que são aplicadasna ponta pelo ponto.

O elemento de desgaste 12 compreende porções superior, infe-rior e laterais para definir uma extremidade de trabalho frontal 60 e uma ex-tremidade de montagem traseira 62 (figuras 1, 7 e 8). Com relação a umponto, a extremidade de trabalho é uma broca com uma borda de escavaçãofrontal 66. Embora a borda de escavação seja mostrada como um segmentolinear, a broca e a borda de escavação poderiam ter qualquer uma das for-mas que são usadas em operações de escavação. A extremidade de mon-tagem 62 é formada com um suporte 70 que recebe a ponta 14 para susten-tar o ponto no equipamento de escavação (não mostrado). O suporte 70 éformado por paredes interiores das porções superior, inferior e laterais 50-53do ponto 12. De preferência, o suporte 70 tem uma forma que é complemen-tar à ponta 14, embora algumas variações possam ser incluídas.

Em uma modalidade (figura 7), o suporte 70 inclui uma extremi-dade frontal 94 com superfícies de estabilização superior e inferior 90,92 euma superfície frontal geralmente elíptica 98 para igualar a extremidade fron-tal 24 da ponta. As paredes superior, inferior e laterais 100-103 do suportese estendem para trás da extremidade frontal 94 para complementar as pa-redes superior, inferior e laterais 20-23 da ponta 14. Cada uma dessas pare-des 100-103 é preferivelmente formada com superfícies de estabilização110-117 que encostam contra as superfícies de estabilização 40-47 na pon-ta. Como com as superfícies de estabilização 30,32,40-47 da ponta, as su-perfícies de estabilização 90,92,110-117 no suporte 70 são substancialmen-te paralelas ao eixo geométrico longitudinal 34. De preferência, as superfí-cies de estabilização no ponto são projetadas para igualar essas na ponta,isto é, se as superfícies de estabilização na ponta divergem em um ângulode aproximadamente 2 graus em relação ao eixo geométrico 34, então, assuperfícies de estabilização do suporte também divergem em um ângulo deaproximadamente 2 graus ao eixo geométrico 34. Entretanto, as superfíciesde estabilização 110-117 no suporte 70 poderiam ser inclinadas para o eixogeométrico 34 em um ângulo ligeiramente menor (por exemplo, um grau oudois) quando comparado com as superfícies de estabilização 40-47 na ponta14 para forçar um engate firme entre as superfícies de estabilização opostasem uma localização particular, por exemplo, ao longo das porções traseirasda ponta e suporte.

As superfícies de estabilização 40-43 nas paredes superior einferior 20,21 são formadas, cada uma, em uma porção central da ponta demodo a ficar localizada na porção mais grossa, mais robusta da ponta. Es-sas superfícies de estabilização são preferivelmente limitadas às porçõescentrais ao invés de se estenderem inteiramente através da ponta. Dessamaneira, as cargas não são primariamente transportadas pelas porções ex-ternas da ponta onde a maior parte da curvatura ocorre. Além do mais, man-ter as superfícies de estabilização 40-43 distantes das bordas externas podetambém ser usado para reduzir a criação de altas concentrações de estressena transição entre a ponta 14 e a porção de montagem da base 15. As por-ções laterais 119 da ponta 14 em cada lado das superfícies de estabilização40-43 preferivelmente divergem em relação ao eixo geométrico 34 em umângulo mais íngreme do que as superfícies de estabilização 40-43 para pro-ver resistência e às vezes uma transição mais suave entre a ponta 14 e aporção de montagem traseira da base 15. Contudo, as superfícies de estabi-lização 40-43, 110-113 poderiam se estender por toda a largura e profundi-dade da ponta e suporte.

As superfícies de estabilização 30, 32, 40-43, 90, 92, 110-113suportam de modo estável o ponto na ponta mesmo sob carregamento pe-sado. As superfícies de estabilização traseiras 40-43, 110-113 são preferi-velmente empilhadas (isto é, verticalmente espaçadas) em relação às super-fícies de estabilização frontais 30, 32, 90, 92 para operação melhorada, mastais empilhamentos não são necessários.

Quando as cargas tendo componentes verticais (aqui chamadascargas verticais) são aplicadas ao longo da borda de escavação 66 do ponto12, o ponto é impelido para rolar para diante para fora da ponta. Por exem-plo, quando uma carga descendente L1 é aplicada no topo da borda de es-cavação 66 (figura 1), o ponto 12 é impelido para rolar para diante na ponta14, tal que a superfície de estabilização frontal 90 no suporte 70 encostacontra a superfície de estabilização 30 na extremidade frontal 24 da ponta14. A porção inferior traseira 121 do ponto 12 é também puxada para cimacontra a porção traseira inferior da ponta 14, tal que as superfícies de estabi-lização traseiras 112,113 no suporte encostam contra as superfícies de es-tabilização 42,43 na ponta. As superfícies de estabilização substancialmenteparalelas provêem um suporte mais estável para o ponto quando comparadocom as superfícies convergentes, com menos dependência do fecho. Porexemplo, se a carga L1 fosse aplicada em uma ponta e suporte definidos porparedes superior e inferior convergentes sem as superfícies de estabilização42, 43, 112, 113, o impulso para rolar o ponto na ponta sofre resistência emparte pela contigüidade das porções traseiras das paredes convergentesinferiores. Desde que essas paredes são inclinadas, sua contigüidade tendea impelir o ponto em uma direção para diante, que deve sofrer resistênciapelo fecho. Dessa maneira, em tais construções, um fecho mais largo é ne-cessário para manter o ponto na ponta. Um fecho mais largo, por sua vez,exige aberturas maiores na ponta e ponto, assim, reduzindo a resistênciageral do conjunto. Na presente invenção, superfícies de estabilização 30, 42,43, 90, 112, 113 são substancialmente paralelas ao eixo geométrico longitu-dinal 34 para diminuir esse impulso para frente do ponto. Como um resulta-do, o ponto fica suportado de maneira estável na ponta, o que aumenta aresistência e estabilidade do engaste, reduz o desgaste e possibilita o usode fechos menores. As superfícies de estabilização 32, 40, 41, 92, 110, 111funcionam da mesma maneira para cargas verticais direcionadas para cima.

Na modalidade ilustrada (figuras 2-6), superfícies de estabiliza-ção 40,41 na parede superior 20 são inclinadas uma para a outra em umadireção transversal (figuras 2-4). Da mesma maneira, as superfícies de esta-bilização 42,43 são ajustadas em um ângulo transversal entre si. De prefe-rência, superfícies de estabilização inclinadas 40-43 são simétricas. Damesma forma, as superfícies de estabilização 110-113 formam superfíciesinclinadas para encostar contra as superfícies de estabilização 40-43 daponta 14. Essa inclinação transversal possibilita que as superfícies de esta-bilização 40-43 engatem as superfícies de estabilização 110-113 no suporte70 e resistam às cargas com componentes de lado ou laterais (aqui chama-das cargas laterais), tal como a carga L2 (figura 1). É vantajoso que asmesmas superfícies que resistem ao carregamento vertical também resistamao carregamento lateral porque as cargas são geralmente aplicadas em pon-tos em direções mutáveis quando a caçamba ou outro equipamento de es-cavação é forçado através do solo. Com as superfícies lateralmente inclina-das, a sustentação entre as mesmas superfícies pode continuar a ocorrermesmo se uma carga muda, por exemplo, de mais de uma carga verticalpara mais de uma carga lateral. Com essa disposição, o movimento do pon-to e o desgaste dos componentes podem ser reduzidos.

As superfícies de estabilização 40-41 e 42-43 são preferivelmen-te orientadas em relação uma a outra em um ângulo φ entre aproximada-mente 90° e 180°, e mais preferivelmente entre aproximadamente 160 graus(figura 4). O ângulo é geralmente escolhido com base em uma consideraçãodas cargas esperadas e operação da máquina. Como uma regra geral, em-bora possam existir exceções, o ângulo φ preferivelmente seria grandequando cargas verticais pesadas são esperadas e menor quando carrega-mento lateral mais pesado é esperado. Desde que o carregamento verticalpesado é comum, o ângulo entre as superfícies de estabilização será geral-mente um grande. Entretanto, esse ângulo transversal φ pode variar consi-deravelmente e ser menor do que 90° em certas circunstâncias, tal como emoperações de serviço leve ou essas com carregamento lateral excepcional-mente alto.

Como observado nas figuras 2 e 3, as superfícies de estabiliza-ção traseiras 40-41 e 42-43 são preferivelmente planares e orientadas paraformar recessos em formato de V 127 na ponta. Entretanto, essas superfí-cies de estabilização traseiras poderiam ter uma grande quantidade de for-mas e orientações diferentes. Embora os objetivos da invenção possam nãoser totalmente satisfeitos em cada forma diferente, as variações são aindacapazes de atingir certos aspectos da invenção. Por exemplo, as superfíciesde estabilização traseiras não precisam ser planares e poderiam ser forma-das com curvas convexas ou côncavas. As superfícies de estabilização tra-seiras poderiam ser formadas para definir uma curva contínua em formatode U raso de modo que as superfícies de estabilização inclinadas fluem inin-terruptas uma para dentro da outra. As superfícies de estabilização traseiraspoderiam formar um recesso geralmente trapezoidal tendo uma superfície deestabilização central geralmente sem inclinação transversal e duas superfí-cies de estabilização laterais em virtualmente qualquer ângulo obtuso para asuperfície central resistir ao carregamento lateral. As superfícies de estabili-zação traseiras poderiam ser inclinadas uma para a outra em ângulos varia-dos. A formação dos recessos de estabilização na ponta e projeções com-plementares no suporte é preferida para reduzir o risco de desgaste ou de-formação das superfícies de ponta pela montagem de múltiplos pontos oupor conta dos furos sendo desgastados através do ponto. Contudo, os re-cessos e as projeções poderiam ser invertidos. Também, desde que o carré-gamento vertical é freqüentemente muito mais significativo do que o carre-gamento lateral, as superfícies de estabilização poderiam ser centralmenteposicionadas na ponta em relação espaçada com as bordas laterais, massem inclinação transversal.

As superfícies de estabilização traseiras 40-43 são geralmentemais efetivas quando localizadas em ou perto da extremidade traseira daponta. Portanto, na modalidade ilustrada (figuras 2-6), as porções frontais123 das superfícies de estabilização 40-43 afunilam para um ponto frontal.Naturalmente, as porções frontais 123 poderiam ter outras formas de estrei-tamento, formas não convergentes ou ser eliminadas inteiramente. Emboraas superfícies de estabilização 40-41 sejam preferivelmente as imagens es-pelhadas das superfícies de estabilização 42-43, não é requerido que elassejam assim.

Em cada uma dessas orientações, as superfícies de estabiliza-ção 110-113 do ponto preferivelmente complementam as superfícies de es-tabilização na ponta, entretanto, variações poderiam ser usadas. Dessa for-ma, como ilustrado, as superfícies de estabilização 110,111 complementamas superfícies de estabilização 40,41 e as superfícies de estabilização112,113 complementam as superfícies de estabilização 42,43. Portanto, namodalidade ilustrada, as superfícies de estabilização 110,111 na parede su-perior 100 do suporte 70 são formadas para definir uma projeção de estabili-zação geralmente em formato de V 125 com as superfícies de estabilizaçãoinclinadas uma para a outra em um ângulo λ de aproximadamente 160 grauspara se ajustar no recesso de estabilização 127 formado pelas superfíciesde estabilização 40,41 na ponta 14 (figura 7). Da mesma forma, as superfí-cies de estabilização 112,113 na superfície inferior 101 do suporte 70 for-mam uma projeção de estabilização em formato de V 125 para se ajustarcorrespondentemente dentro do recesso de estabilização 127 formado pelassuperfícies de estabilização 42,43 na ponta. Contudo, o ângulo lateral λ en-tre cada um do par de superfícies de estabilização (tal como entre as super-fícies 110 e 111) no suporte 70 poderia ser ligeiramente variado em relaçãoao ângulo φ entre cada par das superfícies de estabilização correspondentesna ponta (tal como entre as superfícies 40 e 41) para garantir um ajuste fir-me em uma certa localização (por exemplo, ao longo do centro dos recessosde estabilização 127,129).Como alternativas, as projeções de estabilização do suporte 70poderiam ter outras formas para se ajustarem dentro dos recessos de estabi-lização 127. Por exemplo, as projeções de estabilização 125a poderiam teruma configuração curvada (por exemplo, hemisférica) (figura 9) para se ajus-tarem dentro do recesso de estabilização em formato de V 127, um recessocurvado complementar ou outra forma de recesso adaptada para receber aprojeção. Também, as projeções de estabilização 125b (figura 10) poderiamser mais finas do que o recesso de estabilização 127 dentro do qual elas sãorecebidas. As projeções de estabilização podem ter um comprimento maiscurto do que os recessos 127 e se estender somente parcialmente ao longodo comprimento do recesso (figura 11) ou ter um comprimento interrompidocom vãos entre os segmentos. As projeções de estabilização podem tam-bém ser providas por um componente separado tal como um espaçador queé mantido no lugar por um parafuso, o fecho ou outro recurso. Além do mais,uma pluralidade de projeções de estabilização 125d (figura 12) pode serprovida no lugar de uma única projeção central. Também, em certas circuns-tâncias, por exemplo, nas operações de serviço leve, um benefício limitadopode ser obtido através do uso de, por exemplo, recessos e projeções nasparedes superior e inferior da ponta e suporte que são definidos por superfí-cies de sustentação que não são substancialmente paralelas ao eixo geomé-trico longitudinal 34, no lugar das superfícies de estabilização 40-43,110-113.

Paredes laterais 22,23 da ponta 14 são também preferivelmenteformadas com as superfícies de estabilização 44-47 (figuras 2-6). Essas su-perfícies de estabilização 44-47 são também substancialmente paralelas aoeixo longitudinal 34. Na modalidade ilustrada, as superfícies de estabilização44,45 são orientadas em um ângulo θ entre si de modo a definir um recessolongitudinal ou ranhura 129 ao longo da parede lateral 22 da ponta 14 (figura4). Da mesma forma, as superfícies de estabilização 46,47 são orientadasem um ângulo θ entre si para definir um recesso ou ranhura 129 ao longo daparede lateral 23 também. Essas superfícies de estabilização 44,45 e 46,47são preferivelmente ajustadas em um ângulo θ entre aproximadamente 90° e180°, e mais preferivelmente em aproximadamente 120 graus. Contudo, ou-tros ângulos poderiam ser selecionados incluindo esses substancialmentemenores do que 90° e até mesmo em uma relação paralela em certas cir-cunstâncias, tal como carregamento vertical pesado ou operações de serviçoleve. Os recessos de estabilização 129 ao longo das paredes laterais 22,23são adaptados para receber projeções de estabilização complementares 131formadas no suporte 70. As projeções de estabilização 131 são definidas porsuperfícies de estabilização 114-117 formando superfícies inclinadas paraencostar contra as superfícies de estabilização 44-47 da ponta 14 (figura 7).O ângulo lateral α entre as superfícies de estabilização laterais 114,115 e116,117 preferivelmente iguala o ângulo θ das superfícies 44,45 e 46,47.Contudo, como discutido para as superfícies de estabilização traseiras 11 Ο-113, o ângulo entre cada par de superfícies de estabilização laterais no su-porte 70 poderia ser variado ligeiramente das superfícies de estabilizaçãolaterais na ponta 14 para formar um ajuste firme em uma localização particu-lar (por exemplo, ao longo do centro dos recessos de estabilização 129).Também, as variações nas formas para os recessos de estabilização 127 eprojeções de estabilização 125 discutidos acima são igualmente aplicáveispara os recessos 129 e as projeções 131.

As superfícies de estabilização frontais 30,32 funcionam em con-junto com as superfícies de estabilização laterais 44-47 para resistir às car-gas laterais tal como L2. Por exemplo, a aplicação da carga lateral L2 fazcom que ò ponto 12 se incline na ponta 14. As porções laterais das superfí-cies de estabilização frontais 90,92 onde a carga lateral L2 é aplicada sãoempurradas lateralmente para dentro para encostar contra as superfícies deestabilização frontais 30,32 na ponta. A porção traseira da parede lateraloposta 52 do ponto 12 é puxada para dentro tal que as superfícies de estabi-lização 114,115 encostam contra 44,45. As superfícies de estabilização 30,32, 46, 47, 90, 92, 116, 117 funcionam da mesma maneira para cargas Iate-rais opostamente direcionadas.

A orientação inclinada das superfícies de estabilização 44-47possibilita que essas superfícies de estabilização laterais encostem contraas superfícies de estabilização 114-117 no suporte 70 para resistir ao carre-gamento lateral e vertical. Na construção preferida, as superfícies de estabi-lização traseiras 40-43, 110-113 são orientadas mais próximas do horizontaldo que do vertical para resistir primariamente às cargas verticais e resistirsecundariamente às cargas laterais. As superfícies de estabilização laterais44-47, 114-117 são orientadas mais próximas do vertical do que do horizon-tal para resistir primariamente ao carregamento lateral e secundariamenteresistir ao carregamento vertical. Entretanto, orientações alternativas sãopossíveis. Por exemplo, em condições de carregamento pesado, todas assuperfícies de estabilização 40-47, 110-117 podem ser mais horizontais doque verticais. Em uso, então, na construção preferida, cargas vertical e late-ral sofrem resistência, cada uma, pelas superfícies de estabilização frontais30, 32, 90, 92, superfícies de estabilização traseiras 40-43, 110-113 e assuperfícies de estabilização laterais 44-47, 114-117. A provisão das superfí-cies de estabilização em cada uma das paredes superior, inferior e lateraisda ponta e suporte maximiza a área das superfícies de estabilização quepode ser usada para suportar o ponto.

De preferência, as superfícies de estabilização 44-47 são incli-nadas igualmente em relação a um plano horizontal que se estende atravésdo eixo geométrico 34. Contudo, disposições assimétricas são possíveis,particularmente se cargas verticais ascendentes maiores são esperadasquando comparado com as cargas verticais descendentes ou vice-versa.Como discutido acima para as superfícies de estabilização traseiras 40-43,as superfícies de estabilização laterais 44-47 podem ser formadas com umavariedade de formas diferentes. Por exemplo, embora as superfícies 44-47sejam preferivelmente planares, elas podem ser convexas, côncavas, curva-das ou consistindo em segmentos angulares. As ranhuras 129 poderiam sertambém formadas com seções transversais trapezoidais ou geralmente emformato de U. Também, os recessos de estabilização 129 poderiam ser for-mados nas paredes laterais 102,103 do suporte 70 e projeções de estabili-zação 131 nas paredes laterais 22,23 da ponta 14.

No conjunto de desgaste preferido, as superfícies de estabiliza-ção 40-47 definem um recesso de estabilização 127, 129 em cada uma dasparedes superior, inferior e laterais 20-23 da ponta 14 tal que essas porçõesda ponta com os recessos têm uma configuração de seção transversal ge-ralmente em formato de X (figuras 2 e 8). O suporte 70 tem projeções deestabilização complementares 125,131 ao longo de cada uma das paredessuperior, inferior e laterais 100-103 para se ajustarem dentro dos recessos127,129 e assim, definir um suporte em formato de X. Embora geralmenterecessos em formato de V 127,129 sejam preferidos, recessos de estabiliza-ção e projeções de outras formas podem ser usados para formar a ponta e osuporte geralmente em formato de X. Essa configuração monta de maneiraestável o ponto contra o carregamento vertical e lateral, suporta alto carre-gamento via as porções mais fortes e mais robustas da ponta, e evita contarprimariamente com as porções laterais da ponta onde a curvatura é maiorpara reduzir as concentrações de estresse. A ponta e o suporte de seçãotransversal em formato de X podem também ser usados com benefício limi-tado em certas aplicações com recessos similares em cada uma das pare-des superior, inferior e lateral 20-23, mas sem o uso de superfícies de esta-bilização se estendendo substancialmente em paralelo com o eixo geométri-co 34.

A ponta pode também ser formada com configurações diferentesde uma seção transversal em formato de X. Por exemplo, a ponta e o pontopodem incluir superfícies de estabilização superior e inferior 40-43, 110-113,mas sem superfícies de estabilização laterais 44-47,114-117. Em uma outraalternativa, a ponta pode ser formada com as superfícies de estabilizaçãolaterais 44-47, 114-117, mas sem os recessos de estabilização 127 nas pa-redes superior e inferior. A ponta e o ponto podem também ser providos comsomente um conjunto de superfícies de estabilização, tal como as superfí-cies de estabilização traseiras somente ao longo das paredes inferiores.Também, embora as superfícies de estabilização frontais 30, 32, 90, 92 pos-sam ser omitidas, é preferido que elas sejam usadas com qualquer que sejaa variação das superfícies de estabilização traseira e lateral que são usadas.

Como mencionado acima, o fecho 16 é usado para firmar demodo remível o elemento de desgaste 12 na ponta 14 (figuras 1 e 8). Emuma modalidade, a ponta 14 define um canal 140 na parede lateral 22 (figu-ras 2-6). O canal 140 é aberto no seu lado externo em cada extremidade ede outra forma é definido por uma base ou parede lateral 142, uma paredefrontal 144 e uma parede traseira 146. O elemento de desgaste 12 incluiuma passagem complementar 150 para geralmente alinhar com o canal 140quando o ponto 12 é montado sobre a ponta 14 para definir coletivamenteuma abertura 160 para receber o fecho 16 (figuras 1 e 7-8). A passagem 150inclui uma extremidade aberta 151 na parede superior 50 do ponto 12 parareceber o fecho 16. Dentro do suporte 70, a passagem 150 é aberta no seulado interno e de outra forma definida por uma base ou parede lateral 152,uma parede frontal 154 e uma parede traseira 156. Devido às superfícies deestabilização laterais 44-47, 114-117, as paredes frontal e traseira 144, 146,154, 156 do canal 140 e a passagem 150 têm configurações ondulantescomplementares. A parede frontal 144 na ponta 14 e a parede traseira 156no elemento de desgaste 12 são as superfícies que primariamente engatamo fecho 16. A passagem 150 é preferivelmente aberta na parede inferior 51,mas ela poderia ser fechada se desejado.

Embora o ponto 12 seja firmado por somente um fecho 16, oponto preferivelmente inclui duas passagens 150, 150', uma ao longo de ca-da parede lateral 52,53. As passagens 150,150' são idênticas, exceto que apassagem 150 abre para recepção do fecho 16 na parede superior 50 e seestende ao longo da parede lateral 52, e a passagem 150' abre para recep-ção do fecho 16 na parede inferior 51 e se estende ao longo da parede Iate-ral 53. Com duas passagens, o ponto pode ser invertido (isto é, girado por180° ao redor do eixo geométrico 34) e fechado no lugar em qualquer orien-tação.

Quando o fecho 16 é inserido no furo 160, ele se opõe à paredefrontal 144 da ponta 14 e parede traseira 156 do ponto 12 para impedir aliberação do ponto 12 da ponta 14. Dessa maneira, em uma condição mon-tada, o canal 140 fica deslocado na retaguarda da passagem 150 de modoque a parede frontal 144 fica na retaguarda da parede frontal 154, e a pare-de traseira 146 fica na retaguarda da parede traseira 156. Na construçãopreferida, o furo 160 estreita à medida que ele se estende da extremidadeaberta 151; isto é, a parede frontal 144 converge para a parede traseira 156e a parede lateral 142 converge para a parede lateral 152, cada uma quandoelas se estendem para longe da extremidade aberta 151. De preferência, ocanal 140 e a passagem 150 também convergem quando eles se estendemda extremidade aberta 151, de modo que a parede frontal 144 converge paraa parede traseira 146 e a parede frontal 154 converge para a parede traseira156.

O fecho 16 tem uma construção cônica com um engate tal comodescrito na Patente U.S. N5 6.993.861, incorporada aqui por referência. Emgeral, o fecho 16 inclui um corpo 165 para manter o ponto 12 na ponta 14 eum engate (não mostrado) para engatar o entrave 166 no ponto 12 para fir-mar o fecho 16 no furo 160. O corpo 165 inclui uma extremidade de inserção169 que é passada, primeiro, para dentro do furo 160, e uma extremidadetraseira 171. O corpo do fecho 165 preferivelmente afunila em direção à ex-tremidade de inserção 169 com as paredes frontal e traseira convergindouma para a outra, e as paredes laterais convergindo uma para a outra. Esseestreitamento do fecho 16 iguala a forma do furo 160 para prover um fechoque pode ser colocado e extraído do conjunto. Um vão 183 é formado pertoda extremidade traseira 171 para inserção de uma ferramenta de alavancapara remover o fecho 16 da abertura 160. Um espaço de vão livre 184 étambém formado no ponto 12 para frente da extremidade aberta 151 parapossibilitar que uma ferramenta de alavanca acesse o vão 183.

Em uma segunda modalidade da invenção (figuras 13-15), umconjunto de desgaste 210 inclui uma base tendo uma ponta 214 e um ele-mento de desgaste 212 tendo um suporte 270 para receber a ponta 214. Aponta e o suporte do conjunto de desgaste 210 são os mesmos que do con-junto de desgaste 10, exceto pela disposição de fechamento. No conjunto dedesgaste 210, o fecho 216 é recebido em uma passagem central 220 naponta 214 e furos correspondentes 222 no elemento de desgaste 212. Comoobservado na figura 9, a passagem 220 abre no recesso de estabilização227. Um furo 222 é formado em cada uma das porções superior e inferior doelemento de desgaste 212, em alinhamento vertical, para engatar o fechoe/ou permitir que o elemento de desgaste seja invertido na ponta 214. Alter-nativamente, a passagem 220 e os furos 222 poderiam se estender horizon-talmente através da ponta 214 e do elemento de desgaste 212.

O fecho 216 inclui uma cunha 224 e um carretei 226 como des-crito na Patente U.S. Ne 7.171.771, incorporada aqui por referência. A cunha224 tem um exterior estreito arredondado, uma rosca helicoidal 234 e umacavidade de engate de ferramenta 236. O carretei 226 é formado com bra-ços 246 que se localizam fora da passagem 220. Cada braço preferivelmen-te inclui um gume resistente 247 na sua extremidade externa que se ajustasob um relevo 249 no ponto 212 para projetar a ejeção do fecho durante ouso. O carretei 226 inclui uma formação de rosca 242 preferivelmente naforma de uma série de segmentos de aresta helicoidais para se unir com arosca helicoidal 234 na cunha 224. O carretei 226 tem um canal 239 comuma superfície interna côncava 240 para parcialmente se envolver ao redore receber a cunha 224. Um tampão resiliente (não mostrado) composto deuma borracha, espuma ou outro material resiliente pode ser provido em umfuro no canal 239 para pressionar contra a cunha 224 e impedir a soltura, sedesejado. O carretei preferivelmente afunila em direção a sua extremidadeinferior para acomodar o afunilamento preferido da passagem 220. O carre-tei pode também ser formado com uma extremidade dianteira reduzida parase ajustar melhor através da extremidade inferior da passagem 220 e paradentro do furo inferior 222.

Em uso, o carretei 226 pressiona contra a parede frontal 228 dapassagem 220 e as extremidades dos braços 246 pressionam contra as pa-redes traseiras 256 nas porções superior e inferior do elemento de desgaste212. Um vão normalmente existe entre o carretei 226 e a parede traseira 230da passagem 220. A região 258 que se estende entre a ranhura helicoidal234 da cunha 224 se localiza contra a parede frontal 228 da passagem 220.

Um inserto (não mostrado) pode ser colocado entre a cunha e a parede fron-tal 228. Alternativamente, o carretei poderia ser colocado contra a paredefrontal 228 e a cunha contra as paredes traseiras 256. Para instalar o fecho216, o carretei 226 e a extremidade dianteira 252 da cunha 224 são inseri-dos frouxamente através do furo superior 222 e para dentro da passagem220. Uma chave inglesa ou outra ferramenta adequada é inserida na cavida-de 236 na extremidade traseira 254 da cunha 224 para virar a cunha e puxara cunha mais para dentro da passagem 220.

Muitos outros projetos de fecho poderiam ser usados para firmaro elemento de desgaste na ponta. Por exemplo, o fecho 16 pode ser de umaconstrução de pino comprimido convencional, que é martelada para dentrodo conjunto. Um tal fecho poderia também passar através de furos nos cen-tros da ponta e ponto, tanto vertical quanto horizontalmente, em uma manei-ra bem-conhecida.

Claims (25)

1. Elemento de desgaste para equipamento de escavação com-preendendo uma extremidade frontal, uma extremidade traseira e uma aber-tura de suporte na extremidade traseira para receber uma ponta de susten-tação, o suporte sendo definido por paredes superior, inferior e laterais êtendo um eixo geométrico longitudinal, pelo menos uma das paredes superi-or e inferior incluindo uma projeção de estabilização, cada dita projeção deestabilização tendo superfícies de sustentação viradas em direções diferen-tes para se encostarem contra lados opostos de um recesso em formato deV na ponta, e cada dita projeção de estabilização axialmente se estendendosubstancialmente em paralelo com o eixo geométrico longitudinal.

2. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 1, emque cada dita projeção de estabilização fica centralmente posicionada naparede superior ou inferior respectiva, espaçada das paredes laterais e Ioca-lizada perto da extremidade traseira.

3. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 1, emque uma dita projeção de estabilização é provida ao longo de cada uma dasditas paredes superior e inferior.

4. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 1, emque cada dita projeção de estabilização tem uma configuração transversalgeralmente em formato de V.

5. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 1, emque cada dita projeção de estabilização tem uma configuração transversalgeralmente curvada.

6. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 1, emque cada uma das paredes laterais inclui uma dita projeção de estabilizaçãopara recepção dentro de um recesso na pònta.

7. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 6, emque cada dita projeção de estabilização ao longo de uma parede lateral ficacentralmente posicionada ao longo da parede lateral respectiva e espaçadadas paredes superior e inferior.

8. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 6, emque as ditas superfícies de estabilização nas ditas paredes laterais têm, ca-da uma, uma configuração transversal geralmente em formato de V.

9. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 1, tam-bém incluindo pelo menos um furo para receber um fecho para firmar o ele-mento de desgaste no equipamento de escavação.

10. Elemento de desgaste para equipamento de escavaçãocompreendendo uma extremidade frontal, uma extremidade traseira e umaabertura de suporte na extremidade traseira para receber uma ponta de sus-tentação, o suporte sendo definido por paredes superior, inferior e laterais,pelo menos uma das paredes superior e inferior incluindo um par de primei-ras superfícies inclinadas, inclinadas entre si em uma direção transversalpara convergir lateralmente para uma localização central ao longo da paredesuperior ou inferior respectiva.

11. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 10,em que um dito par de primeiras superfícies inclinadas é provido em cadauma das paredes superior e inferior de modo a definir uma configuração ge-ralmente em formato de V.

12. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 11,em que o suporte inclui um eixo geométrico longitudinal e cada uma das pri-meiras superfícies inclinadas se projeta para dentro do suporte em direçãoao eixo geométrico longitudinal.

13. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 11,em que cada uma das primeiras superfícies inclinadas é substancialmenteparalela ao eixo geométrico longitudinal.

14. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 11,em que cada uma das paredes laterais inclui um par de segundas superfí-cies inclinadas, inclinadas entre si em uma direção transversal para lateral-mente convergir para uma localização central ao longo da parede lateralrespectiva.

15. Elemento de desgaste para equipamento de escavaçãocompreendendo uma extremidade frontal, uma extremidade traseira e umaabertura de suporte na extremidade traseira, o suporte tendo um eixo geo-métrico longitudinal e uma configuração geralmente em formato de X trans-versal ao eixo geométrico longitudinal.

16. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 15,em que o suporte é definido por paredes superior, inferior e laterais, cadauma tendo um par de superfícies lateralmente inclinadas se estendendo ge-ralmente em paralelo com o eixo geométrico longitudinal.

17. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 15,em que a configuração geralmente em formato de X se estende ao longo deuma porção substancial do suporte.

18. Elemento de desgaste para equipamento de escavaçãocompreendendo uma extremidade frontal, uma extremidade traseira e umaabertura de suporte na extremidade traseira para receber uma ponta de sus-tentação, o suporte sendo definido por paredes superior, inferior e laterais etendo um eixo geométrico longitudinal, cada uma das paredes superior, infe-rior e lateral incluindo um par de superfícies de estabilização, as ditas super-fícies de estabilização em cada dito par sendo lateralmente inclinadas paradefinir uma configuração geralmente em formato de V se projetando paradentro do suporte em direção ao eixo geométrico longitudinal, cada dita su-perfície de estabilização se estendendo substancialmente em paralelo com oeixo geométrico longitudinal, cada dito par de superfícies de estabilizaçãofica centralmente localizado nas suas paredes respectivas espaçadas deparedes adjacentes do suporte, e as superfícies de estabilização em cadadito par ficam em um ângulo obtuso em relação uma a outra.

19. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 18,em que cada dita superfície de estabilização diverge axialmente do eixo ge-ométrico longitudinal em ângulo menor do que aproximadamente cincograus.

20. Elemento de desgaste para equipamento de escavaçãocompreendendo uma extremidade frontal, uma extremidade traseira e umaabertura de suporte na extremidade traseira para receber uma ponta de sus-tentação, o suporte sendo definido por paredes superior, inferior e laterais etendo um eixo geométrico longitudinal, cada uma das paredes laterais inclu-indo um par de superfícies de estabilização inclinadas que convergem emuma direção transversal para uma localização central ao longo da paredelateral respectiva e definem uma projeção interna, e cada dita superfície deestabilização se estendendo substancialmente em paralelo com o eixo geo-métrico longitudinal.

21. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 20,em que as superfícies de estabilização em cada dito par são inclinadas emrelação uma a outra em uma direção transversal em um ângulo obtuso.

22. Elemento de desgaste para equipamento de escavaçãocompreendendo uma extremidade frontal, uma extremidade traseira e umaabertura de suporte na extremidade traseira para receber uma ponta de sus-tentação, o suporte tendo um eixo geométrico longitudinal e uma ou maissuperfícies de estabilização para se encostarem contra superfícies comple-mentares na ponta, cada dita superfície de estabilização se estendendosubstancialmente em paralelo com o eixo geométrico longitudinal, e o supor-te tendo uma forma transversal geralmente oval exceto por uma ou mais su-perfícies de estabilização.

23. Elemento de desgaste, de acordo com a reivindicação 22,em que um par das ditas superfícies de estabilização é formado em paredesopostas do suporte, e as superfícies de estabilização em cada dito par sãolateralmente inclinadas em relação uma a outra para convergirem para umalocalização central na parede respectiva.

24. Conjunto de desgaste para equipamento de escavação com-preendendo:uma base fixada no equipamento de escavação e tendo umaponta,um elemento de desgaste para equipamento de escavaçãocompreendendo uma extremidade frontal, uma extremidade traseira e umaabertura de suporte na extremidade traseira para receber a ponta, o suportesendo definido por paredes superior, inferior e laterais e tendo um eixo geo-métrico longitudinal, pelo menos uma das paredes superior e inferior incluin-do uma projeção de estabilização, cada dita projeção de estabilização tendoum par de superfícies viradas em direções diferentes para se encostaremcontra lados opostos de um recesso em formato de V na ponta, e cada ditaprojeção de estabilização axialmente se estendendo substancialmente emparalelo com o eixo geométrico longitudinal; e um fecho para firmar de maneira remível o elemento de desgas-te na base.

25. Método para prender um elemento de desgaste em equipa-mento de escavação compreendendo:prover uma ponta fixada a e se projetando para frente do equi-pamento de escavação, a ponta sendo definida por paredes superior, inferiore laterais e tendo um eixo geométrico longitudinal, cada uma das paredessuperior, inferior e laterais incluindo um par de superfícies de estabilização,cada dito par de superfícies de estabilização sendo inclinado para definiruma configuração geralmente em formato de V se projetando para o eixogeométrico longitudinal, e cada dita superfície de estabilização se estenden-do substancialmente em paralelo com o eixo geométrico longitudinal,prover um elemento de desgaste incluindo um suporte definindoparedes superior, inferior e laterais,colocar o elemento de desgaste sobre a ponta tal que a ponta érecebida no suporte de modo que (i) as paredes superior e inferior do supor-te engatam as superfícies superior e inferior da ponta, (ii) as paredes lateraisdo suporte engatam as superfícies laterais do suporte e (iii) a ponta e o ele-mento de desgaste coletivamente definem um furo einserir um fecho dentro do furo para firmar o elemento de des-gaste na ponta.