CN101278093A - 改进的掘进套 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对适于安装在推土机尖叉上以用来劈开坚硬地面的掘进套类型的改进。本发明中实施的掘进套尤其应用于蛋白石采矿，其中有时需穿透和劈开极其坚硬的地面。掘进套包括可更换的掘进齿，其在使用中通过过盈配合固定在掘进套内，它不转动。过盈配合可阻止特定的物质进入齿的各壁和相关联的插座之间。在本发明的其它形式中，可更换的掘进齿相对于承载件向上倾斜，以增大掘进齿的攻角，使得它几乎平行于地面。掘进套提供多种益处，包括改进的劈开效应、减小咔嗒作响和拖曳，减小磨损以及减小相关机械上的载荷。

Description

改进的掘进套

技术领域

本发明涉及改进的掘进套，具体来说，涉及这样的掘进套，其用于涉及掘进或劈开坚硬材料的应用范围之内。本发明较佳的应用是在蛋白石采矿中使用，其中，有待穿透硬质地壳以图勘探蛋白石。

背景技术

掘进套通常应用于这样的地方，它们遇到特别硬的岩石或坚硬的泥土并需要实施穿透和掘进，以图勘探和采掘出诸如蛋白石那样的宝石。掘进套包括通常固定在推土机尖叉上的承载件和固定在承载件鼻部上用来劈开岩石的掘进齿部分，一次劈开的深度通常约为300mm。在蛋白石采矿的情形中，松开的岩石然后被推开，同时标记细缝以标志蛋白石。掘进齿也可以是可更换的。本发明人已经认识到这种传统掘进套的一些问题。

首先，某些可更换的掘进齿部分以可转动方式固定在掘进套上。具有可转动掘进齿的问题在于，在运行期间，碾成粉的岩石能进入到掘进齿的轴和掘进套本体之间的区域内。这在轴转动时会造成相当的磨损，最终可能导致金属疲劳和在极端载荷下发生破裂。另一问题在于，掘进齿在运行期间趋于移动和卡嗒作响，这也是不希望的。更有甚者，在掘进齿轴周围区域内形成细粘土和其它类似材料的情形中，掘进齿变得几乎不可能被移去。另外，具有可转动掘进齿的现有掘进套制造成本高，因此，其使用只局限于小的应用范围。

本发明还发现“攻角(angle of attack)”在掘进操作中极其重要，攻角即是掘进套劈穿地面的角度。在常规的掘进操作中，攻角通常受推土机尖叉端部延伸的角度所支配，因为正是尖叉承载了掘进套。然而，推土机尖叉的位置可以调整，其运动受到限制，而且往往不能达到理想的攻角。

当掘进齿以太陡的角度掘进时，也就是说，掘进齿的纵向轴线和地面之间的角度太大时，掘进套将开始卡嗒作响，这将导致掘进齿上的磨损增加，导致金属疲劳并最终在掘进齿内发生破裂。在这样的情形中，推土机上的载荷也增加，这导致燃耗的增加。掘进齿末端的鼻部在攻角太陡时也可以拖曳，且掘进齿易于被拉出。一般来说，如果攻角不准确，则就降低了掘进套所需要的劈开效果。事实上，业已发现，掘进齿角的非常小变化对于掘进操作的有效程度会有重要的影响。

因此，本发明的目的是至少克服某些上述的问题或向公众提供有效的替代产品。

发明内容

因此，在本发明的一种形式中，提出了适于安装在推土机或诸如此类设备的柄上的掘进套类型，所述掘进套的特征在于：

适于连接到所述柄上的承载装置；

包括阴插座的齿容纳装置；

包括轴和头部的掘进齿，所述轴的形状对应于所述阴插座的形状，以便可拆卸地与阴插座配合。

较佳地，掘进齿的轴呈锥形，以便借助于过盈配合能使轴与对应形状的阴插座啮合。

优选地是，轴上的锥形应是这样：轴自由端的横截面尺寸小于与掘进齿头部一体形成的相对端的横截面尺寸。

较佳地是，掘进齿的轴和阴插座都是包括小的倒圆边缘的方形横截面。或者，横截面可以是圆形。

较佳地是，承载装置、齿容纳装置以及阴插座沿着同一纵向轴线延伸。

优选地是，掘进齿的轴和承载装置包括穿过其延伸的横向槽，当掘进齿的轴固定在阴插座内由此允许保持装置插入时，它们同轴地对齐。

较佳地是，掘进齿的头部包括向外延伸的台肩，该台肩适于掘进齿方便地从阴插座内取出。

优选地是，所述齿容纳装置包括一逐出孔，该孔从套的外部延伸到所述阴插座，以使所述齿可从所述腔室中逐出。

较佳地是，掘进齿头部的至少一部分是由诸如金属钨那样的拉伸强度高的材料构成。

在本发明的另一种形式中，提出了适于安装在推土机或诸如此类设备的柄上的掘进套，所述掘进套包括：

承载装置，所述适于连接到所述柄上，并包括纵向轴线；以及

掘进齿，所述掘进齿与所述承载装置可拆卸地相关连，以使所述掘进齿相对于所述纵向轴线以预定的角度延伸。

较佳地，所述掘进套构造成在使用中掘进齿从所述纵向轴线向上延伸，由此变得大致与地面平行地对齐。

较佳地是，到承载装置的纵向轴线的所述预定角度在0度至90度之间。

优选地是，到承载装置的纵向轴线的所述预定角度在0度至10度之间。

有利地是，到承载装置的纵向轴线的所述预定角度为6度。

因此，本发明的该另一形式提供了一种掘进套，由此，掘进齿相对于掘进套承载件向上倾斜，以使掘进齿的攻角增大，并变得几乎平行于地面。在以此方式变化攻角时，业已发现，套的劈开效果得到提高，并减小了套通过地面时的卡嗒作响和拖曳，这使齿磨损和滑出可能性减小，以及减小对推土机的载荷，这也减小了油耗。

较佳地是，所述掘进套还包括与所述承载装置相关连的齿安装部分，所述齿安装部分构造成可拆卸地容纳所述掘进齿，以使它相对于所述纵向轴线以所述预定角度延伸。

优选地是，所述齿安装部分呈实心构件的形式，该构件与所述承载装置一体地形成，但它从其中按所述预定角度延伸。

较佳地是，所述齿安装部分包括纵向轴线和沿着轴线对齐的阴插座，所述阴插座适于接纳与所述掘进齿相关连的轴。

或者，所述齿安装部分呈实心构件的形式，该构件与所述承载装置一体地形成，并沿着同一纵向轴线延伸，所述实心构件包括一阴插座，其相对于纵向轴线以所述预定角度延伸，以便接纳与所述掘进齿相关连的轴。

较佳地是，所述轴适于借助于过盈配合固定地支承在阴插座内。

附图说明

本说明书包括诸附图，它们构成本说明书的一部分，这些附图与以下说明书一起说明本发明的几个实施例，它们用来解释本发明的优点和原理。在附图中：

图1示出根据本发明第一方面的改进的掘进套后视立体图；

图2示出图1改进的掘进套前视立体图；

图3示出图1改进的掘进套的侧剖视图；

图4示出图1改进的掘进套的俯剖视图；

图5示出图1改进的掘进套的分解的局部剖视的俯视图；

图6示出一改进的掘进套的侧视截面图，其中包括固定销；

图7示出一改进的掘进套的俯视截面图，其中包括固定销；

图8示出根据本发明第二方面的改进的掘进套俯剖视图；

图9示出图8改进的掘进套的侧剖视图；

图10示出图8改进的掘进套的示意侧视图，此时，掘进套连接到推土机的尖叉上，虚线所示的是常规掘进套结构；

图11示出根据本发明第三方面的改进的掘进套俯剖视图；

图12示出图11改进的掘进套的侧剖视图；

图13示出推土机，其包括根据本发明所有方面的安装在推土机尖叉上的改进的掘进套。

具体实施方式

以下对本发明的详细描述参照各附图。尽管该说明书包括示例性实施例，但其它的实施例也是可能的，且对所述的实施例可作出各种变化而不脱离本发明的精神和范围。将在全部的附图和下面的描述中尽可能地将使用相同的标号来表示同一个和相同的部件。

本发明涉及根据三个不同实施例的10a、10b和10c的改进的掘进套。在图1-7中示出了掘进套10a，在图8-10中示出了掘进套10b，而在图11-12中示出了掘进套10c。图13示出其上可安装任何一种掘进套的推土机12。为简明起见，将详细描述第一种掘进套10a，而其它掘进套中所见的任何相同零件将不再予以描述，可参照使用的相同标号。

图1-5示出本发明的掘进套10a，其包括承载件14和可更换的掘进齿16。在运行时，将承载件14放置在推土机12或其它泥土移动机械的掘进套尖叉18上，并适于与掘进套尖叉18配装，如图13中所示。这里不再进行描述推土机12的各种部件，因为这样的推土机在本技术领域内是众所周知的，除了掘进套尖叉18之外，其余部件不执行涉及本发明的任何功能。

利用位于承载件14后面中空部分22内的一对相对定位的保持孔20，可将承载件14保持就位，保持孔20设计成与固定销24结合，以将掘进套10a的承载件14附连到可供使用的掘进套尖叉18上。应该理解，承载件14可适于与任何可用的掘进套柄配合，并可使用固定销24和相对定位的保持孔20之外的任何理想的附连装置。

掘进套承载件14在其前端还包括基本上实心的部分26。该实心的部分26提供一定的质量并在一定程度上有助于掘进机构。主要地来说，实心部分26提供阴的插座或孔28，该阴的插座或孔28适于固定地容纳可更换的掘进齿16。孔28呈方形横截面，并包括向内呈锥形的纵向壁，这样，孔28邻近于中空部分22的横截面尺寸小于邻近于齿端的横截面尺寸。插座28的所有四个边缘倒圆以增加强度。

可更换的掘进齿16由头部30和轴32组成。可更换的掘进齿16的轴32的形状对应于承载件12的阴插座28，即，它也包括锥形的壁并呈具有圆角的方形截面形状。这允许轴32可借助于过盈配合牢固地固定在阴插座28内。正如本技术领域内的技术人员所认识到的，过盈配合是极其紧配的，根本不允许可更换的掘进齿16有任何的转动，并确保没有颗粒进入轴32的壁和阴插座28邻接壁之间。较佳地是，插座28铸造成能确保其尺寸对应于轴32的尺寸。

一旦掘进齿固定在插座28内，头部30从掘进套实心部分26纵向地向外延伸，因此，其锥度基本上与实心部分26的锥形角度相同。掘进齿的头部30设计成不向外延伸得太远离承载件14，以确保在掘进过程中头部不损坏或破碎。安装在可更换掘进齿16端部的是尖头的末端34，其可用高拉伸强度的材料制成，例如，用钨制成。末端34可以简单地焊接到可更换的掘进齿16。高拉伸强度的末端34确保即使最硬的岩石也能穿透，并确保将与容易磨损的现有掘进套末端相关的诸多问题减到最小。

在按如上所述将可更换的掘进齿16附连到承载件14过程中，提供了诸多好处。

首先，因为掘进齿16是固定的，所以在操作期间减小了卡嗒作响，而且掘进齿16上的磨损也减小，因为地面的脏物不再可能进入到掘进齿的轴32和阴插座28之间的间隙中。这对于转动的掘进齿来说是一个主要的问题，因为在操作过程中颗粒会磨损相应的表面，从而导致金属疲劳和最终造成掘进齿16的失效。

其次，过盈配合允许较容易地拆卸掘进齿16，其原因在于，细粘土不再能够形成在掘进齿轴32的周围。如在本发明前言中所提及的，这往往会阻碍掘进齿拆卸。在此情形中，直接敲碎锥形可致使掘进齿落出，下面将简短地描述实现此目的的装置。

第三，本发明掘进套其用途没有限制，可以结合各种机械一起使用，其中包括从小到大的各种推土机的掘进器、推土铲上的端部切割刃、拉索戽斗、斗式挖掘机、掘进机以及装载机斗的齿。这种掘进套的制造成本也不高。

为了确保可更换的掘进齿16使用中始终固定在承载件14内，可使用第二锁定装置，其最好呈保持销36的形式。图6-7中所示的是包括这种固定销36的掘进套10。掘进齿16包括横贯其下侧横向地延伸的槽38，这样，当掘进齿完全插入插座28内时，槽38与横向延伸通过承载件12实心部分26的孔40同轴地对齐。一旦对齐，固定销36就可仅通过对齐的孔插入而将掘进齿锁定就位。

可以想象到过盈配合足以将掘进齿保持固定在插座内，但如果需要的话，也可采用这种的第二锁定装置。固定销可以是受压型的，这样，在插入之前，其横截面必须先压缩，在插入之后，它膨胀而提供较紧的配合。图6-7中掘进套的所有其它方面与先前附图中的方面相同。

从承载件12中拆卸掘进齿16可用多种方式实现。掘进齿16包括从齿16的头部30向外延伸的突出部分或台肩42，其适于方便地拆卸掘进齿16。台肩42可与合适工具配合，并在掘进齿长期使用之后而磨损时可被撬开。

或者，掘进齿16可通过将推杆或用其它类似物体(未示出)插入穿过从承载件14的中空部分22延伸到阴插座28内的逐出孔44而取出。正如本技术领域内的技术人员所认识的，当掘进齿16锁定在阴插座28内时，这种的动作将迫使掘进齿16从阴插座28中移出。

还可以理解到掘进齿16的结构可以变化。在此情形中，尖的末端34包括一终止在某一点之前的双向内的锥形。该特征结合末端34的高拉伸特性，可确保用最小的滑移也可穿透甚至最硬的岩石，并确保减轻现有与末端容易磨损的掘进套就有关的问题。但是也可使用其它类型的末端，例如，单一锥形的末端或弧形的末端。此外，掘进齿轴32和承载件孔28的横截面形状不一定是方形的，而可以是任何其它的形状，诸如三角形或圆形，只要仍能达到过盈配合就可。

还可进一步理解到，邻近于掘进齿轴32端部区域内的阴插座28的结构也可以改变。例如，在附图中示出轴32端部和孔28端部之间有间隙46，以及逐出孔44。对孔28的锥形壁可有另一变体，其延伸穿过中空部分22的全部距离，就如本发明第二和第三实施例中的情形那样。还有另一变体是，可以在套12的中空部分22和孔28之间根本没有间隙。

在使用适于在操作过程中被固定的可更换的掘进齿时，诸如本发明所揭示的那些掘进齿，业已发现，先前遇到的涉及掘进套卡嗒作响、掘进齿上的磨损、掘进齿的破裂诸多问题以及其它相关问题都已显著地减少。具体来说，这种掘进套导致许多方面的好处，例如，由于推土机上载荷减小，燃料的节省可高达10％，因为精确劈开岩石的能力，使得工作时间节省高达50％，以及包括制造成本在内的总成本的节约可达10-20％。

图8-9中示出了本发明的第二实施例示，第二实施例涉及掘进套10b，其具有如上所述的同样过盈配合的齿16，但它包括替代的攻角。

图10中可以清楚地认识该攻角的概念，该图示出了本发明掘进套10b，以及用虚线表示的常规掘进套48，其目的在于作比较。本技术领域内的技术人员将会认识到，常规掘进套48的实心部分沿着与承载件14相同的纵向方向延伸，而掘进套10b的实心部分26在完全组装好时相对于承载件14向上倾斜。由于具有向上倾斜的实心部分26，本技术领域内的技术人员将会认识到，掘进齿16一旦插入，也会相对于承载件14倾斜。

为了清晰起见，实心部分26的角度在图中显示得相当大，然而，通过实验业已发现，从承载件纵向轴线约6度的角度是最佳的。在此角度时，掘进齿的外表面对齐成大致平行于待劈开岩石的层面。岩石的这些层面通常但不总是平行于地面。

可以修改现有掘进套而包括掘进套10b的诸多特征。例如，可在第一实施例掘进套10a的承载件14和实心部分26之间的连接部分处作锯齿切割。该切割可相对于承载件14纵向轴线以一理想的角度作出。然后，当实心部分焊接到承载件14的倾斜端时，本技术领域内的技术人员将会认识到，它将以对应于切割的角度延伸。

业已发现，当掘进齿以此角度定位时，掘进套会比迄今为止所知的掘进套结构更有效地劈开地面，从而导致与以上所述类似的好处，包括减小的卡嗒作响、掘进齿上减小的磨损以及推土机上的载荷减小。应该理解到，可以根据所要求的操作而改变实心部分26相对于承载件14延伸的角度。

图11-12示出根据本发明第三方面的掘进套10c。该掘进套10c与掘进套10b稍许不同之处不在于套实心部分26的倾斜角度，就如第一实施例的掘进套10a的情形那样，该实心部分26相对于承载件12纵向地延伸。在此情形中，通过以预定的角度铸造阴插座28来实现增大的攻角，该因插座28通过套的实心部分26，以使掘进齿16可按该角从其中向外延伸。再者，为了简明起见，已采用了相同的标号。

在使用中该角度应该使掘进齿16将稍许地向上延伸以便变得更加平行于地面。以上已经描述了具有由本发明第三实施例提供的增大的攻角的好处。

尽管图中未予示出，但应该理解到，该掘进套10c也可包括一固定销，如上所述地用来增加支承。

掘进套10a也可通过在承载件14和实心部分26之间的连接处作直线的锯齿切割，并仅用具有通过其铸造而成的倾斜孔的实心部分来替代该实心部分而修改成包括根据该第三实施例的倾斜的掘进齿。

不脱离本发明的范围，还可对本发明作出其它的优点和改进。尽管本发明在所构思的最为实用和优选的实施例中进行了图示和描述，但应该认识到，在本发明范围和精神之内，从中可以作出种种改变，本发明不局限于这里所揭示的各种细节，但要符合于权利要求书的全部范围，以便涵盖任何的和所有的等价装置和设备。

在附后的权利要求书和本发明的概述中，除了文中由于语言表达或必要的暗示而另有要求之外，文字“包括(comprising)”用于表示“包括(including)”的含义，即，规定的特征可与本发明各种实施例中的其它特征相联系。

Claims (19)

1.一种适于安装在推土机或诸如此类设备的柄上的类型的掘进套，所述掘进套的特征在于：

承载装置，所述承载装置适于连接到所述柄上；

齿容纳装置，所述齿容纳装置包括阴插座；

掘进齿，所述掘进齿包括轴和头部，所述轴的形状对应于所述阴插座的形状，以便可拆卸地与所述阴插座配合。

2.如权利要求1所述的掘进套，其特征在于，所述掘进齿的所述轴呈锥形，以通过过盈配合使所述轴能与对应形状的所述阴插座配合。

3.如权利要求2所述的掘进套，其特征在于，所述轴上的锥形使得所述轴的自由端的横截面尺寸小于与所述掘进齿头部一体形成的相对端的横截面尺寸。

4.如上述权利要求中任何一项所述的掘进套，其特征在于，所述掘进齿的所述轴和所述阴插座都是包括小的倒圆边缘的方形横截面。

5.如上述权利要求中任何一项所述的掘进套，其特征在于，所述承载装置、所述齿容纳装置以及所述阴插座沿着同一纵向轴线延伸。

6.如权利要求5所述的掘进套，其特征在于，所述掘进齿的所述轴和所述承载装置包括穿过其延伸的横向槽，当所述掘进齿的所述轴固定在所述阴插座内时，所述横向槽变得同轴地对齐，由此使所述保持装置能够插入。

7.如上述权利要求中任何一项所述的掘进套，其特征在于，所述掘进齿的所述头部包括向外延伸的台肩，所述台肩适于所述掘进齿方便地从所述阴插座内取出。

8.如上述权利要求中任何一项所述的掘进套，其特征在于，所述齿容纳装置包括逐出孔，所述逐出孔从所述掘进套的外部延伸到所述阴插座，以使所述齿可从所述腔室中逐出。

9.如上述权利要求中任何一项所述的掘进套，其特征在于，所述掘进齿的所述头部的至少一部分是由诸如金属钨那样的拉伸强度高的材料构成。

10.一种适于安装在推土机或诸如此类设备的柄上的类型的掘进套，所述掘进套包括：

承载装置，所述承载装置适于连接到所述柄上，并包括纵向轴线；以及

掘进齿，所述掘进齿与所述承载装置可拆卸地相连，以使所述掘进齿相对于所述纵向轴线以预定的角度延伸。

11.如权利要求10所述的掘进套，其特征在于，所述掘进套构造成在使用中所述掘进齿从所述纵向轴线向上延伸，由此变得大致与待挖掘岩石的层面平行地对齐。

12.如权利要求10或11所述的掘进套，其特征在于，到所述承载装置的所述纵向轴线的所述预定角度在0度至90度之间。

13.如权利要求12所述的掘进套，其特征在于，到所述承载装置的所述纵向轴线的所述预定角度在0度至10度之间。

14.如权利要求10-13中任何一项所述的掘进套，其特征在于，到所述承载装置的所述纵向轴线的所述预定角度为6度。

15.如权利要求10-14中任何一项所述的掘进套，其特征在于，所述掘进套还包括与所述承载装置相关连的齿安装部分，所述齿安装部分构造成可拆卸地容纳所述掘进齿，以使所述掘进齿相对于所述纵向轴线以所述预定角度延伸。

16.如权利要求15所述的掘进套，其特征在于，所述齿安装部分呈实心构件的形式，所述构件与所述承载装置一体地形成，但所述构件从所述承载装置中按所述预定角度延伸。

17.如权利要求15或16所述的掘进套，其特征在于，所述齿安装部分包括纵向轴线和沿着所述轴线对齐的阴插座，所述阴插座适于接纳与所述掘进齿相关连的轴。

18.如权利要求15所述的掘进套，其特征在于，所述齿安装部分呈实心构件的形式，所述构件与所述承载装置一体地形成，并沿着同一纵向轴线延伸，所述实心构件包括阴插座，所述阴插座相对于所述纵向轴线以所述预定角度延伸，以便接纳与所述掘进齿相关连的所述轴。

19.如权利要求16-18中任何一项所述的掘进套，其特征在于，所述轴适于通过过盈配合固定地支承在所述阴插座内。

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