CN101153497A - 一种斗齿与齿座的连接结构 - Google Patents

Abstract

一种斗齿与齿座的连接结构，其包括有斗齿、齿座和销子，其中齿座包括有前部的齿座头和后部的齿座连接部，前部的齿座头联接前端的斗齿，后部的齿座连接部将齿座固定于铲斗的斗板上，斗齿由齿尖部和斗齿腔体组成，斗齿腔体包括斗齿外腔和斗齿内腔，斗齿内腔容纳齿座头，使齿座头插入斗齿内腔中相互配合嵌入，并通过销子连接起来，其特征在于所述的齿座头里销子孔安装有弹性销子，对应地，在斗齿内腔壁上或其延伸部位成型出销子锁孔，使弹性销子与销子锁孔配合连接，将斗齿与齿座可装卸地安装连接起来。它能够很容易地把斗齿和齿座固定在一起、并且能很方便地进行更换斗齿的工作，提高斗齿装卸作业的效率，降低操作者的劳动强度；并降低使用成本。

Description

一种斗齿与齿座的连接结构

技术领域

本发明涉及一种斗齿与齿座的连接结构，主要应用于工程机械和矿山机械上挖掘机、装载机上的斗齿和齿座的固定连接。

背景技术

现在工程机械和矿山机械上挖掘机、装载机上的斗齿和齿座的固定连接经常需要用到销子进行连接，目前用于斗齿和齿座的固定的销子主要分横销和竖销两大类。

横销又大体分为两类：一类是销子上有一个凹槽穿有C型卡簧(图1)，卡簧的内径略大于销子凹槽的直径，外径略大于销孔的内径，组装后的销子穿进齿座的销孔中，依靠卡簧外径和销孔内壁的摩擦力卡住，使销子固定在销孔内，斗齿通过销子齿座接合，见专利号为86209610U的中国专利和专利号为94190327.3的中国专利。二类销子(见图2)的卡簧于一类销子有所不同，但原理类似，在此不再一一详述。

竖销也可大致分为两类：一类是起弹性作用的橡胶和金属体是分开的，两者结合时靠锯齿状的相互嵌套，其宽度应大于斗齿与齿座结合时的销孔的宽度，这样靠挤压橡胶产生的回弹力固定住销子在销孔的位置，从而约束住斗齿，保证斗齿和齿座的配合。二类销子构成、固定原理和一类差不多，只是把橡胶和金属整合在一起了，提高了销子的使用寿命，也方便了用户的使用和存储。

现有的销子，它们虽都能很好的把斗齿和齿座固定住，但是它们也存在如下的缺点：

1)不管是横销还是竖销，基本是用铁锤的击打装入和取出的，每次换斗齿时都要取下销子再装上销子，在击打的过程中引起的振动、冲击、摩擦都极大地损伤了销子本应具有的性能，这种“非战斗减员式”的损伤大大缩减了销子的寿命，每次装配或更换斗齿都必须取出销子才能进行，也是件耗时耗力的劳动，特别是在工地上从事这项工作则更显示出它的不方便性；

2)销子是应斗齿与齿座的配合而生的，这种结构的销子决定了在使用过程中会不断受到剪切、扭转力等作用力，卡簧和橡胶在这种交变应力下很快就产生疲劳失效，故寿命一般都不是很长，往往在一副齿座的寿命周期里要换掉几副甚至是十几副销子，使用成本是比较大的。

另一方面，目前斗齿和齿座的配合方式以嵌入式配合为主，这种配合方式特点是把斗齿的内腔嵌入到齿座的头部中，彼此上下表面留有一定的配合间隙以方便装配。沿配合面中心线方向的投影是等腰梯形或近似的等腰梯形，截面的剖视图是矩形，由这两个图形特征延伸出一个楔形状的斗齿。在外力作用下，齿座上下两个表面沿斗齿内腔的上下表面滑动至接触固定，通过接触面把力传递给斗齿的前端。这种形式的配合工作靠齿座头正面和斗齿内腔正面配合，横销穿过，以约束斗齿在轴向和竖向方向的移动，斗齿承受轴向和竖向的挖掘力。但斗齿的左右方向没有可靠的接触固定，左右晃动比较明显，这在挖掘过程中使斗齿反向、侧向载荷的承受能力降低，某些情况下甚至失去这种承受能力，产生斗齿断裂、严重变形失效、销子断裂等事故，使挖掘工作被迫停止而造成更大的损失。同时这种配合的左右两侧因不能提供有利的支撑，也会产生两侧拉力过大而造成两边侧壁裂纹，进而发生断裂失效。

综合上述，斗齿与齿座的连接需要做进一步的改进设计。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题是提供一种斗齿与齿座的连接结构，它能够很容易地把斗齿和齿座固定在一起、并且能很方便地进行更换斗齿的工作，提高斗齿装卸作业的效率，降低操作者的劳动强度，并降低使用成本。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种斗齿与齿座的连接结构，它提供一种稳定的配合方式，能够有效抵抗轴向、竖向、反向、侧向的载荷，在受冲击、震动时能提供良好的支撑，结构合理，简单实用。

本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种斗齿与齿座的连接结构，其包括有斗齿、齿座和销子，其中齿座包括有前部的齿座头和后部的齿座连接部，前部的齿座头联接前端的斗齿，后部的齿座连接部将齿座固定于铲斗的斗板上，斗齿由齿尖部和斗齿腔体组成，斗齿腔体的斗齿内腔容纳齿座头，使齿座头插入斗齿内腔中相互配合嵌入，并通过销子连接起来，其特征在于所述的齿座头里销子孔安装有弹性销子，对应地，在斗齿内腔壁上或其延伸部位成型出销子锁孔，使弹性销子与销子锁孔配合连接，将斗齿与齿座可装卸地安装连接在一起。

有益的是，本发明的弹性销子具体结构是所述的齿座头里销子孔一端直径小，而另一端直径大，对应地，销子是外端一端直径小，中后端直径大，卡位于直径小的销子孔上，销子末端与固定在销子孔另一端位置上的弹簧座支撑有弹簧，这样使销子容易安装和使用；或者是，齿座头里销子孔两端直径大，而中间直径小，对应地，销子是外端一端直径大，后端直径小，卡位于直径小的销子孔上，销子末端与固定在销子孔另一端位置上的弹簧座连接有拉簧，并且，针对弹簧座位置，斗齿内腔壁上或其延伸部位成型有配合取件孔。

作为改进，所述的销子末端和弹簧座里端都成型有直径小于弹簧的圆柱体，圆柱体套入弹簧里面固定住弹簧，这样使销子末端和弹簧座对弹簧起到必要的定位作用，防止其飘移，工作起来更加稳定可靠。

作为改进，所述的销子外端带有导向面，导向面采用斜面、圆弧面、断面加以圆角而形成导向面或者不规则曲线形成的导向面，使销子在斗齿内腔壁压迫下，容易伸缩，使用起来更加方便。

作为改进，所述的销子外端面上包含一个沟槽，沟槽是“一”字槽、“十”字槽、内螺槽、或者是不规则沟槽，，便于操作人员借助工具旋转沟槽，使导向面和拆卸方向相反，下压致使导向面低于斗齿装配面，拉动斗齿即可卸下斗齿。

作为改进，所述的齿座头在环绕销子孔部位成型有平面，并且，在齿座头与齿座连接部的交界部位成型有与斗齿内腔壁延伸部位进行配合的圆弧形对合槽口，使斗齿与齿座的嵌入式连接更加稳定牢固。

作为优选，所述的弹性销子是分布在齿座头的上表面或下表面，使连接更加稳定。

本发明解决另一个技术问题所采用的技术方案为：在上述的基础上，所述的齿座，齿座头包括有上下曲面、顶头面、和分布在两侧部位的凹槽，斗齿内腔包括有上下曲面、底面、和分布在两侧部位的凸键，在齿座头嵌入斗齿内腔状态下，此时齿座头的上下曲面与斗齿内腔的上下曲面配合吻合，顶头面与底面配合吻合，凹槽与凸键配合吻合，曲面配合间隙和凹槽与凸键配合间隙控制在5毫米以内。

作为改进，所述的齿座头的上下曲面采用局部椭圆形线或双曲线或抛物线沿着轴线拉伸而成，拉伸时候逐渐变宽，与轴线形成25°～35°的角度，这样使斗齿与齿座的嵌入式连接更加稳定牢固。

作为改进，所述的齿座头的凹槽采用C形槽，并向轴线方向延伸时逐渐变宽，与轴线形成0～5°角度，这样使斗齿与齿座的嵌入式连接更加稳定牢固。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用弹性销子连接结构，能够很容易把斗齿和齿座固定在一起、并且能很方便地进行更换斗齿的工作，提高斗齿装卸作业的效率，降低操作者的劳动强度；这种销子系统具备和齿座一样长的服役寿命，在整个齿座寿命周期内无需更换，以降低使用成本，连接固定牢固，被固定的斗齿装卸方便，操作简单安全，使用可靠，结构简单可靠，反复使用寿命长；采用凹槽与凸键配合嵌入式连接，提供了一种稳定的配合方式，能够有效抵抗轴向、竖向、反向、侧向的载荷，在受冲击、震动时能提供良好的支撑，一方面使材料得到充分利用，大大增加了斗齿的失重比(磨损的重量与整体重量的比值)，另一方面也增长了斗齿的寿命，降低了广大用户的生产成本并提高了工效，配合紧密，节约材料，使用可靠，价格低廉，结构合理，简单实用。

附图说明

图1传统的一类横销组装图；

图2传统的二类横销组装图；

图3为弹性销子在齿座中的结构图；

图4是弹性销子结构构成图；

图5是弹性销子立体图；

图6是斗齿与齿座配合连接立体图(半剖状态下)；

图7是齿座的立体图；

图8是齿座的剖视图；

图9是斗齿的立体图；

图10是斗齿的剖视图；

图11是斗齿的截面剖视图；

图12是斗齿与齿座配合连接截面剖视图；

图13是弹性销子在齿座中的另一结构图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例子1

如图3-12所示意，一种斗齿与齿座的连接结构，其包括有斗齿1、齿座2和销子12，其中齿座2包括有前部的齿座头9和后部的齿座连接部8如齿座开档，前部的齿座头9用于联接前端的斗齿1，后部的齿座连接部8用于将齿座2固定于工程车铲斗的斗板上，见图3，斗齿1由齿尖部4和斗齿腔体5组成，斗齿腔体5包括斗齿内腔6和斗齿外腔7，见图9、10，斗齿内腔6容纳齿座头9，使齿座头9插入斗齿内腔6中相互配合嵌入，见图1、12，其发明关键之处在于所述的齿座头9里销子孔11安装有弹性销子3，对应地，在斗齿1内腔壁上或其延伸部位21成型出销子锁孔10，使弹性销子3与销子锁孔10配合连接，将斗齿1与齿座2可装卸地安装连接起来。这样的弹性销子3可以分布在齿座头9的上表面或下表面。

本弹性销子3主要包括四部分构成：销子12、弹簧13、弹簧座14、齿座的销子孔11，见图3、4。首先销子12装入销子孔11的另一端内径较大孔11a，因销子12一端的圆柱体12a直径小于该销子孔11的一端孔11b直径，销子12中后端的圆柱体直径小于销子孔的另一端内径较大孔11a，且大于销子孔的一端内径较小孔11b，这样，销子12一端的圆柱体12a穿入销子孔，中后端的圆柱体就卡在销子孔的一端内径较小孔11b与另一端内径较大孔11a的交界处，弹簧13随后装入，弹簧13支撑在销子12末端与弹簧座14之间，销子12末端和弹簧座14里端都成型有直径小于弹簧13的圆柱体15、16，圆柱体15、16套入弹簧13里面固定住弹簧13，防止弹簧13发生飘移，使工作起来更加稳定可靠。预压弹簧座14的圆柱体面至下底面和齿座头9曲面相切位置时固定住，固定方式可采用电焊、金属用胶水等。此时弹簧13储备有一定的预压力，优化方案是预压缩弹簧可压缩量的5～15％为宜。图1反映了装配好的销子的位置。此时销子12圆柱体伸出部分上表面可以压至和齿座头9平面齐平。齿座头9在环绕销子孔部位成型有平面20，并且，在齿座头9与齿座连接部8如齿座开档的交界部位成型有与斗齿内腔壁延伸部位21进行配合的圆弧形对合槽口19，见图7。

在装配斗齿1时，导向面17相反于装配方向，通过一工具(如螺丝刀)紧压沟槽18，使销子12一端的圆柱体下移，等导向面17低于斗齿装配面时松开工具，继续推至“嗒”一声，斗齿1的锁孔即可锁定在齿座2的销子12上。导向面17的设定是方便装配，导向面17的形状可以是多种形式，可以是个斜面，也可以是圆弧面，也可以在该断面加以圆角而形成导向面，本专利给出的是一个优化方案。沟槽18的设定也同样是为了方便装配是施加压力，沟槽18可以是多种形状，可以是“一”字槽，可以是“十”字槽，也可以是内螺槽等不规则沟槽，本专利给出的同样是一个优化方案，见图5。

需要拆卸斗齿1了，先敲松斗齿1——因为在斗齿工作过程中会有很多泥土等杂物塞满斗齿1和齿座2间隙，以致斗齿像粘在齿座上一样，借助工具旋转沟槽18，使导向面17和拆卸方向相反，下压致使导向面17低于斗齿1装配面，拉动斗齿1即可卸下斗齿1。

本发明以上具有固定牢固，被固定的斗齿装卸方便，操作简单安全、使用可靠、结构简单可靠、反复使用寿命长等优点。

如图7-11所示意，所述的齿座2，齿座头包括有上下曲面22、23、顶头面24、和分布在两侧部位的凹槽26，斗齿内腔6包括有上下曲面28、29、底面30、和分布在两侧部位的凸键27，在齿座头9嵌入斗齿内腔6状态下，此时齿座头9的上下曲面22、23与斗齿内腔6的上下曲面28、29配合吻合，顶头面24与底面30配合吻合，凹槽26与凸键27配合吻合，曲面配合间隙和凹槽与凸键配合间隙控制在5毫米以内。

上下曲面22、23分布在齿座头9上下表面，且对称具有一定的角度和曲率，上下曲面22、23可以采用局部椭圆形线或双曲线或抛物线沿着轴线拉伸而成，拉伸时候逐渐变宽，两个扫描曲面与轴线的夹角介于25°～35°之间；

左右凹槽26对称分布齿座头9的左右两侧，具有一定的深度和曲率，齿座头的凹槽26采用大体C形槽，并向轴线方向延伸时逐渐变宽，与轴线形成0～5°角度。顶头面24为一曲面造型，上有一个矩形状的深孔25。

斗齿1的曲面28、29在斗齿内腔6上下表面位置，且曲率略大于齿头座2扫描曲面的曲率，保证两者装配时留有适当的间隙以方便装配，上下曲面28、29也可以采用局部椭圆形线或双曲线或抛物线沿着轴线拉伸而成，拉伸时候逐渐变宽，使两个扫描曲面与轴线的夹角介于25°～35°之间；斗齿1的凸键27对称分布于两侧内腔壁上，具有一定的高度和曲率，该高度略小于凹槽26，同时凸键的曲率略大于凹槽。

这样，使齿座头2的上下曲面22、23与斗齿内腔的上下曲面28、29之间的配合间隙和凸键27与凹槽26的配合间隙大小基本一致，控制在5毫米以内，工作能同时紧密接触、吻合。同时齿座顶头面24与斗齿底面30紧密接触、吻合。

齿座头2的凹槽26可嵌入到斗齿内腔6两个凸键27内，同时其带顶头面24紧靠着斗齿内腔6的顶头底面30上，且斗齿内腔6的上下曲面28、29和齿座头9的上下曲面22、23接近吻合。在附图箭头所示受力情况更能直观的说明这种配合方式通过齿座头的凹槽镶嵌在斗齿内腔两个凸键内，不仅限制了常规配合方式出现的齿座头在斗齿内腔内左右松动，尤其在外力的作用下在斗齿内腔的上下曲面和凸键上产生了压力，在齿座头的上下曲面和凹槽产生拉力，这种力的作用效果就把四个接触面紧紧的紧固在一起，而且也提高整体配合的稳定性，同时凹槽的设置节约了材料；增大斗齿内腔的上下曲面与齿座头上下曲面的接触面积，通过齿座头传递过来的力一定的情况下，接触面积增大传递给斗齿上的力相反渐小，相应的斗齿外腔和其齿牙的许用强度明显降低，因此可以把斗齿外腔变薄一些或者加上一些凹槽、加大倒角等等(满足强度的情况下)，再者把节余的材料用于齿牙磨损较为严重部分的加厚，实现整体部件满足强度的情况下让材料得到科学的优化配置，一方面使材料得到充分利用，大大增加了斗齿的失重比(磨损的重量与整体重量的比值)，另一方面也增长了斗齿的寿命，降低了广大用户的生产成本并提高了工效；齿座头9的顶头面24设置一个矩形孔具有一定的深度，一则顶头面24与斗齿内腔内的顶头底面30接触并把力很好的传递给齿牙，同时顶头面上矩形孔起到铸造时得到更致密的组织和减轻齿座重量的作用，从而使产品性能更好和成本低廉的好处。

实施例子2

如图13所示意，一种斗齿与齿座的连接结构，其包括有斗齿1、齿座2和销子31，其中齿座2包括有前部的齿座头和后部的齿座连接部如齿座开档，前部的齿座头用于联接前端的斗齿1，后部的齿座连接部用于将齿座2固定于工程车铲斗的斗板上，斗齿1由齿尖部和斗齿腔体组成，斗齿腔体包括斗齿外腔和斗齿内腔，斗齿内腔容纳齿座头，使齿座头插入斗齿内腔中相互配合嵌入，其发明关键之处在于所述的齿座头里销子孔34安装有弹性销子3，对应地，在斗齿1内腔壁上或其延伸部位成型出销子锁孔，使弹性销子3与销子锁孔配合连接，将斗齿1与齿座2可装卸地安装连接起来。

弹性销子结构为齿座头9里销子孔34两端直径大，而中间直径小，对应地，销子31是外端一端直径大，后端直径小，卡位于直径小的销子孔上，销子31末端与固定在销子孔另一端位置上的弹簧座32连接有拉簧33，并且，针对弹簧座位置，斗齿内腔壁上或其延伸部位成型有配合取件孔35。其它结构与实施例子1是类似一样的。

其使用过程是这样的，将齿座的齿座头嵌入到斗齿的斗齿内腔中，并将销子31插入到斗齿1内腔壁延伸部位上销子锁孔和齿座头上的销子孔34中，并且销子34末端拉有拉簧33，拉簧的另一端用力拉长，使该端可以钩在弹簧座32上，并弹簧座32通过斗齿内腔壁延伸部位的取件孔35，嵌入到齿头座上的销子孔中，将斗齿1与齿座2安装连接起来，相反要拆卸斗齿1与齿座2之间的连接时，用工具通过取件孔35，将弹簧座32从销子孔34拉出，并最终从拉簧33一端取下，然后，可以将销子31和拉簧33从销子孔34的另一端通过斗齿1内腔壁延伸部位上销子锁孔中取出，就可以将斗齿1和齿座2拆开来。

本发明上述结构具有操作简单、配合紧密、节约材料、使用可靠、价格低廉等优点。

本发明并不仅限上述实施方式，在本说明书公开的范围内可以有多种变形。所有采用等同技术手段替换实现的技术方案均被视为本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种斗齿与齿座的连接结构，其包括有斗齿、齿座和销子，其中齿座包括有前部的齿座头和后部的齿座连接部，前部的齿座头联接前端的斗齿，后部的齿座连接部将齿座固定于铲斗的斗板上，斗齿由齿尖部和斗齿腔体组成，斗齿腔体的内腔容纳齿座头，使齿座头插入斗齿内腔中相互配合嵌入，并通过销子连接起来，其特征在于所述的齿座头里销子孔安装有弹性销子，对应地，在斗齿内腔壁上或其延伸部位成型出销子锁孔，使弹性销子与销子锁孔配合连接，将斗齿与齿座可装卸地安装连接在一起。

2.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于所述的弹性销子结构为齿座头里销子孔一端直径小，而另一端直径大，对应地，销子是外端一端直径小，中后端直径大，卡位于直径小的销子孔上，销子末端与固定在销子孔另一端位置上的弹簧座支撑有弹簧，或者是，齿座头里销子孔两端直径大，而中间直径小，对应地，销子是外端一端直径大，后端直径小，卡位于直径小的销子孔上，销子末端与固定在销子孔另一端位置上的弹簧座连接有拉簧，并且，针对弹簧座位置，斗齿内腔壁上或其延伸部位成型有配合取件孔。

3.根据权利要求2所述的连接结构，其特征在于所述的销子末端和弹簧座里端都成型有直径小于弹簧的圆柱体，圆柱体套入弹簧里面固定住弹簧。

4.根据权利要求3所述的连接结构，其特征在于所述的销子外端带有导向面，导向面采用斜面、圆弧面、断面加以圆角而形成导向面或者不规则曲线形成的导向面。

5.根据权利要求4所述的连接结构，其特征在于所述的销子外端面上包含一个沟槽，沟槽是“一”字槽、“+”字槽、内螺槽、或者是不规则沟槽。

6.根据权利要求5所述的连接结构，其特征在于所述的齿座头在环绕销子孔部位成型有平面，并且，在齿座头与齿座连接部的交界部位成型有与斗齿内腔壁延伸部位进行配合的圆弧形对合槽口。

7.根据权利要求6所述的连接结构，其特征在于所述的弹性销子是分布在齿座头的上表面或下表面。

8.根据权利要求1至7任意一项权利要求所述的连接结构，其特征在于所述的齿座，齿座头包括有上下曲面、顶头面、和分布在两侧部位的凹槽，斗齿内腔包括有上下曲面、底面、和分布在两侧部位的凸键，在齿座头嵌入斗齿内腔状态下，此时齿座头的上下曲面与斗齿内腔的上下曲面配合吻合，顶头面与底面配合吻合，凹槽与凸键配合吻合，曲面配合间隙和凹槽与凸键配合间隙控制在5毫米以内。

9.根据权利要求8所述的连接结构，其特征在于所述的齿座头的上下曲面采用局部椭圆形线或双曲线或抛物线沿着轴线拉伸而成，拉伸时候逐渐变宽，与轴线形成25°～35°的角度。

10.根据权利要求9所述的连接结构，其特征在于所述的齿座头的凹槽采用C形槽，并向轴线方向延伸时逐渐变宽，与轴线形成0～5°角度。

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