CN101666229B - 刀座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于截煤机、路面铣刨机、露天矿开采机或类似机械的刀座，它具有一个带有插入口的刀具夹持装置和一个刀具支撑表面，其中，在一个属于刀具支撑表面的区域中安装了至少一个防磨损元件。为了在这种刀座上以较低的成本实现高效的防磨损功能，根据本发明，至少一个防磨损元件由焊接件构成并且至少局部地安装在至少一个空隙中。

Description

刀座

技术领域

本发明涉及一种用于截煤机、路面铣刨机、露天矿开采机或类似机械的刀座，它具有一个带有插孔的刀具夹持装置和一个刀具支撑表面，同时在一片属于刀具支撑表面的区域内安装了至少一个防磨损元件。

背景技术

US 6,585,327B2公开了这种刀座。刀座此时具有一个作为刀具夹持装置的孔。可替换的刀具能够装入其中。在孔入口区域处分别设置了一个扩孔，在里面焊入了硬质合金环。刀具夹持装置此时与贯穿硬质合金环的孔中心对齐。装入刀具夹持装置的刀具以其刀头支撑在背对的硬质合金环的一个刀具支撑表面上。

同时两个硬质合金环也在刀柄部分支撑着刀具并在使用期间起到防磨损的作用。为了达到上述应用目的而使用硬质合金却极大地增加了制造成本。

除了高昂的材料费用以外，精确的夹持装置配合尺寸和硬质合金环相对于孔形刀具夹持装置绝对的中心对齐固定是非常必要的。固定可以通过软焊来实现。因此这导致了高昂的能源费用并且在软焊炉里的刀座中会产生热应力。即使没有这个应力，大面积的硬质合金由于极高的脆性很容易断裂。因此在现有技术的个别情况下，在刀座中安装了许多较小尺寸的硬质合金元件，如US 5,251,964所述。由此硬质合金元件相互之间的精确安装和对齐所导致的制造成本仍然很高。

另外一个方法由DE 39 29 609 A1公开，根据这种方法，刀座其受到磨损威胁的刀具支撑表面借助于一个由耐磨材料构成的外甲而受到保护。此时由硬质合金微粒和焊剂微粒所混合的粉末在所需保护的表面融化。它的缺点在于，会产生一个不平的表面，它与刀具夹持装置的中心纵轴线不能达到准确的垂直。通过这种表面保护，刀具的转动性能也会受到负面影响。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种前述类型的刀座，它能够非常有效的并且以很低的零件和制造成本来防止刀具的磨损影响。

这个任务将通过以下方式来解决，即至少一个防磨损元件以焊接件来构成并且至少局部地安装在至少一个空隙里面。

这个焊接件由焊接填料来构成，它能够借助于一种普通的焊接方式以很低的制造成本布置在空隙内。这个焊接件具有防止磨损的高强度并且使得刀具和防磨损片有一个高磨损阻力。刀座的磨损特性能够通过选择合适的焊接填料在一个较大的范围内调节。这样针对于不同的待处理路面(混凝土，沥青)或者原料(煤，沙石，盐等等)能够提供磨损性能最优的刀座。

由于焊接件安装在一个单独为其设置的空隙内，对于实现刀具功能不出现问题和长寿命所需的表面不会受到磨损元件的影响。

根据本发明的一个有利的变化形式，空隙能够以凹槽的形式构成。凹槽能够比如通过机械加工以简单的方式在刀座内形成。根据所需的磨损性能能够加工几乎任何凹槽形状。通过选择一个针对应用目的合适的凹槽截面，可以使磨损得到控制。

比如能够设置成以下形式，即刀具支撑表面环绕插入口并且与刀具夹持装置的中心纵轴线垂直，空隙深入到刀具支撑表面内。作为刀座几何元件的刀具支撑表面保证了刀具的精确支撑，该表面功能上不会受到凹槽的影响。凹槽的深度能够以材料最优的形式来选择，使得在整个焊接件损耗的时候刀座能够达到其的磨损极限。

如果焊接件设置成与刀具支撑表面齐平地被封闭，那么焊接件不会影响刀具的精确支撑反而直接用于使用操作。作为选择，焊接件也可以设置成相对于刀具支撑表面沿刀具夹持装置中心纵轴线方向至少局部地下移布置。

通过这种方式能够允许自使用操作起一段有限时间内刀具对刀座的损耗。从而，这些元件能够进入它们的工作位置。焊接件的防磨损功能在这以后发挥作用或者继续增大其作用。另一个优点是焊接件的易制造性。

为了保证刀具能够可靠地相对于刀座自由转动，空隙可以设置成环绕插入孔的形式。

本发明一个可能的构造形式可以如下，即凹槽具有一个底面和两个以一定角度与之相连的凹槽侧壁，这两个凹槽侧壁相互平行。于是在焊接件的整个有效期间设置了一个不变的磨损阻力。

另外可能的是，凹槽具有一个底面和两个以一定角度与之相连的凹槽侧壁，并且至少其中一个角度大于90度，于是形成了一个V形的凹槽形状或者凹槽在截面上是U形的。值得注意的是，随着磨损的增加，刀座将损耗。于是在刀座上形成了已改变的力关系，这可以和凹槽形状一起被注意到。

此外，扩展的凹槽形状对于焊接件的可靠布置有制造上的优点。

根据本发明的刀座也可以特别地设置成以下形式，即在刀具支撑表面嵌入两个或者更多的凹槽，这些凹槽围绕着刀具夹持装置的中心纵轴线，或者是一个或者多个焊接件相对于刀具夹持装置中心纵轴线具有不同程度径向延伸的区域。通过这个措施，可以避免使用过程中所产生的不均匀磨损。这个作用也可以比如借助于刀座来实现，刀座设计成以下形式，即一个焊接件或者多个焊接件具有相对于刀具夹持装置中心纵轴线不同径向间隔的区域。

本发明一个可能的变化形式可以是，一个或者多个凹槽以径向凹槽的形式构成并且相对于刀具支撑表面下移布置。

由于下移布置，刀具支撑表面在加工焊接件的时候不会受到影响。径向凹槽可以按照优选的方式布置，从而能够从外面观察到它们并且作为磨损标记辨认出磨损状况。

附图说明

下面将借助附图描述的实施例进一步说明本发明。

图1是刀座-更换系统的侧视图，它包括一个基座、一个刀座和一把刀具；

图2是图1中刀座-更换系统的侧视和垂直剖视图；

图3是图1和图2中所描述的刀座正面透视图；

图4是图3中刀座的详细放大侧视和剖视图；

图5到图13是图3中刀座另外一些变化形式的侧视和剖视图；

图14和图15分别是根据本发明的刀座的刀具支撑表面的俯视图。

具体实施方式

图1和图2描述了一个刀座更换系统，它具有一个基座10、一个刀座20和一把刀具30。

如图2所示，基座10具有一个刀柄夹持装置15，它从台肩12或者底面14出发以通孔的形式加工在基座10中。

止挡面13与台肩12以一定的角度相连。基座10能够通过底面14安装在路面铣刨机铣削滚筒(图中没有描述)的外圆周上。基座10与铣削滚筒焊接在一起。一个螺纹孔16朝工具进给的相反方向通到刀柄夹持装置15中，一个固定螺钉17拧入其中。

固定螺钉17用于固定刀座20。刀座20具有一块挡板21，它与连接段23连在一起。连接段23支撑着一块附加部分22，它具有一段伸出挡板23的圆柱段24。刀具夹持装置29以通孔的形式通过附加部分22和圆柱段24。

圆柱段24在其自由端形成了一个刀具支撑表面26，它环形围绕刀具夹持装置29的中心纵轴并且与其同心。如图2进一步所示，刀具夹持装置29经过入口倒角29.2和定心倒角29.1直到刀具支撑表面26。定心倒角29.1在此把刀具夹持装置29扩展成V形。圆柱形附加部分24支撑着2个磨损标记25。它们以环形凹槽的形式嵌入到圆柱段24的外轮廓中并且以一定的距离与刀具支撑表面26平行。

在刀具支撑表面26中加工了一个截面主要为正方形或者矩形的空隙41。空隙41能够通过机械加工(钻，车，铣)，以环形围绕刀具夹持装置29的中心纵轴且与其同心的凹槽形式来实现。这个凹槽形成了一个与刀具支撑表面26平行的底面44。凹槽侧壁43.1和43.2与底面44垂直相连。在此这样调节凹槽侧壁43.1和43.2，即，凹槽侧壁43.1和43.2与刀具夹持装置29(和入口倒角29.2以及定心倒角29.1)和磨损标记25间隔有一定距离。

于是这些表面不会受到力的影响。在空隙41中设置了一个焊接件40。它完全填满了空隙41，同时与底面44相对置地形成了焊接件40的自由面42，它与刀具支撑表面26齐平地被封闭。

空隙41和它的布置依据以下来选择，即对于无故障实现由刀具30和刀座20组成的整个系统的基本功能尤为重要的表面，比如刀具夹持装置29，入口倒角29.2，定心倒角29.1和刀具支撑表面26不是由焊接件来构成的或者功能上不受到其影响。

在使用期间刀座20的部件由于受到磨损的影响而损耗，焊接件40于是部分暴露出来。但是该过程是按以下方式进行的，即焊接件40被磨损后起到了上述功能表面的作用，而不会出现工具的损伤。与焊接件40相对置的刀具夹持装置29的孔出口直通到对接面27。在对接面27到挡板21的过渡区域中设置了一个插入附加部分28.2在刀座20上。刀座20能够借助插入附加部分28.2安装到基座10的插入孔15中。插入运动受到止挡面13的限制，对接面27挡住其运动。

为了把刀座20固定在基座10中，固定螺钉17拧入螺纹孔16中，直到它在插入附加部分28.2的受压面28.1上张紧。在装配状态下，在刀座20的底面28和基座10的台肩12之间形成了一个增加空间11。

在刀具夹持装置29中能够插入一把刀具30，本发明中为圆柄刀具。圆柄刀具具有一个刀头31和一个成形在其上的刀柄36。在刀柄36上有一个轴向不可分离，但是径向可自由转动的纵向开口的夹紧套筒37。

刀头31设置了一个盆形夹持装置，其中固定了由硬质材料制造的刀尖32。在旋转对称的刀头31中设置了一个环形退刀槽33，它在刀柄侧被凸缘34所限制。

刀柄36在通往刀头31的过渡部分支撑着磨损片35，它以旋转对称的形式构成并且在它与刀头31相反的一侧设置了一个同心的定心凸缘35.1。磨损片35的外径和内径与圆柱段24的外径和内径基本相对应。同样磨损片35的定心凸缘35.1与刀具夹持装置29的定心倒角29.1相配合，以保证在使用整个系统时功能不会出现问题，比如，刀具无阻碍的转动。

刀具30装入刀具夹持装置29时被夹紧套筒37的夹紧作用所固定。此时磨损片35位于刀具支撑表面26和焊接件40的自由面42上。刀头31支撑在磨损片35相对置的一侧。

由于使用期间不可避免的刀具旋转，磨损片35在自由面42和刀具支撑表面26上滑动并使它们损耗。在此值得注意的是，在刀具30的生命周期中仅会出现较少的磨损现象。

特别是焊接件40能防止快速磨损。此时能够针对每个应用的特定磨损条件来选择焊接填料。

然而，圆柱段24会随着时间的变化而损耗，磨损状态可以通过观察刀具支撑表面26相对于磨损标记25的位置来得出。在达到第二个磨损标记25后，刀座20就应该更换了。

如图9所示，焊接件40同心围绕着刀具夹持装置29的中心纵轴线。

图4中以放大的尺寸清楚的显示了焊接件40。空隙41深入到刀座20中，直到其底面44大约深入到下面磨损标记25的高度。这样就保证了在刀座20几乎整个生命周期的磨损保护。

图5到图13描述的刀座对应图1到图4中的刀座20。它们的区别仅在于空隙41或者焊接件40的形状。

根据图5，空隙41的凹槽侧壁43.1，43.2相互形成V形，同时凹槽侧壁43.2与刀具夹持装置29的中心纵轴线轴向平行。

图6描述了一个对称的V形凹槽，为了特别方便地制造焊接件，其开口角度(凹槽侧壁43.1，43.2之一相对于底面的位置)优选为大于90度。

根据图7所示实施例，使用了2个环形并且与中心纵轴线同心的焊接件40。焊接件40与图4中的焊接件40的构成基本类似。

图8描述了一个作为空隙41的环形凹槽，它的横截面为半圆形或者是部分圆形。空隙41能够轻易被焊接件40填满。

虽然在图1至图8的实施例中，焊接件40的自由面42始终与刀具支撑表面26齐平地被封闭，然而图9示出了：所有的焊接件40也能够具有一个相对于刀具支撑表面26下移的自由面42。

图10描述了一个焊接件40，它同样以环绕环的形式构成。然而环的宽度在径向上有变化，从而形成一个适合不同受力强度的防磨损元件。

图11和图12描述了空隙41以径向凹槽的形式起作用。它们径向切入圆柱段24的圆柱形外表面中。

在图11所示的实施例中，上面的凹槽侧壁43.1与刀具支撑表面26在一定距离上平行隔开，下面的凹槽侧壁43.2却与之呈一定的角度。

焊接件40的自由面42到圆柱段24的过渡区域中形成了磨损标记25。当自由面42类似于图9构成时，那么磨损标记25能够以凹槽区域过渡段的形式被很好的观察到。

图12描述了一个实施例，在这个实施例中使用了2个互相重叠安置的空隙41以及装入其中的焊接件40。如图所示，焊接件40能够在这里形成向外突出的自由面42以用来辨识磨损标记。

图13描述的实施例表明，空隙41不仅能以凹槽的形式构成，而且能够以缺口的形式构成。

除了环绕的焊接件40外，也可以设置含有焊接件40的点状的、弓形的或者直线形的空隙41，如图14和15所示。对于这些空隙的形状和布置来说唯一的局限性是，它们必须被加工并且被焊接件重新填满。

本发明不仅能够通过图示的刀座20来实现，同时也可以在其他任何形式的刀座20上应用并轻易实现。依照本发明的刀座可以用于截煤机、路面铣刨机、露天矿开采机或类似机械。

Claims (9)

1.刀座(20)，具有一个带有插入口的刀具夹持装置(29)和一个刀具支撑表面(26)，其中，在一个属于刀具支撑表面(26)的区域中安装了至少一个防磨损元件(40)，其特征在于，该至少一个防磨损元件由焊接件(40)构成并且至少局部地安装在至少一个空隙(41)中，其中该空隙(41)由凹槽的形式构成，所述至少一个空隙(41)深入到刀具支撑表面(26)中，该焊接件(40)与刀具支撑表面(26)齐平地被封闭，或者该焊接件(40)相对于刀具支撑表面(26)至少局部地沿刀具夹持装置(29)的中心纵轴线下移布置，该凹槽具有一个底面(44)和两个以一定角度与之相连的凹槽侧壁(43.1，43.2)，其中至少一个角度大于90度，从而形成了一个V形的凹槽几何结构或者凹槽截面为U形。

2.如权利要求1所述的刀座，其特征在于，该刀具支撑表面(26)环形围绕着该插入口并且与该刀具夹持装置(29)的中心纵轴线垂直。

3.如权利要求1到2之一所述的刀座，其特征在于，该空隙(41)环绕着插入口。

4.如权利要求1到2之一所述的刀座，其特征在于，该凹槽具有一个底面(44)和两个以一定角度与之相连的凹槽侧壁(43.1，43.2)，该凹槽侧壁(43.1，43.2)相互平行。

5.如权利要求1到2之一所述的刀座，其特征在于，该刀具支撑表面(26)中加工了两个或者多个凹槽，它们同心环绕着刀具夹持装置(29)的中心纵轴线。

6.如权利要求1到2之一所述的刀座，其特征在于，一个或者多个焊接件(40)具有相对于刀具夹持装置(29)的中心纵轴线不同程度径向延伸的区域。

7.如权利要求1到2之一所述的刀座，其特征在于，一个或者多个焊接件(40)具有相对于刀具夹持装置(29)的中心纵轴线不同径向间隔的区域。

8.如权利要求1到2之一所述的刀座，其特征在于，一个或者多个凹槽以径向凹槽的形式构成并且布置在相对于刀具支撑表面(26)下移的位置。

9.如权利要求8所述的刀座，其特征在于，安装在一个或者多个凹槽中的焊接件(40)形成了磨损标记。