CN1022941C - 用于机具上的角齿 - Google Patents

Abstract

在一器械的角上提供一种可调换的角齿组件，用以避免使用中的磨损从而起到保护作用。本发明角齿组件含与器械整体连接的角部分，该角部分在其一导引侧边上定有第一和第二载荷传递凸缘并有第一和第二孔；角齿组件还有适于与角部分可拆卸连接的一角齿，角齿的一尾端部分具有一载荷传递部分，它含第一和第二载荷传递表面。通过一偏置装置载荷传递表面与角部分的载荷传递凸缘配对相连，从而在所述角齿和角部分之间形成一种紧密的接合。

Description

本发明一般涉及用于一种机具上的角齿，更具体地涉及可调换角齿的结构以及与安装其上机具的关系。

为了保护诸如装载机料斗之类机具的角，过去人们已采用了各种不同的角保护系统。这些角保护系统通常含一可调换角齿，它应经受正常工作时相当大的工作压力。所述可调换角齿可以为单齿型，也即与地面接触的部分和与机具固定的部分为一体和整体的，或者它可以为这样的形式，即一连接件与机具固定而一可调换尖端与连接件导引端固定并用来与地面接触。大多此类设计通过一个或多个螺栓与机具可拆卸地固定，同时具有安装在可调换角齿上的载荷传递凸缘，这样能将力传递到所述的机具上。理想的是要设计简单而又确保维持力从导引端尖端传输至机具。同时也要求可调换角齿与机具牢固地固定相连而在工作中不会移动。在过去一些设计中可以发现，由于形成机具的角的零件是彼此焊接的，所以在机具底部与用来把角齿固定到机具的孔之间难以保持合理的公差。因而，在这种设计中比较有利的方式是，在可调换角齿上，不存在直接将载荷传递到坚硬的切割边缘底部的区域。

一些已有设计具有的另一问题是，为了将载荷有效地从尖端导引侧传输到机具上，所述的可调换角齿变得十分复杂且用普通的锻造加工制造困难很大。V.A.斯对普（V.A.Stepe）的1977年2月15日公开的第4，007，550号美国专利，G.R.荷莱特（G.R.Klett）的1978年2日7日公开的第4，071，967号美国专利，以及G.R.荷莱特和J.A.茜因斯（J.A.Thies）的1980年1月8日 公开的第4，182，057号美国专利，均转让给有关发明的受让者，这些发明已提出了可调换角齿，它提供载荷从导引侧尖端传递到机具的装置，同时进一步提供将连接件可拆卸地与机具固定的装置。虽然，它们均有常见的问题，更具体地说，每个角连接件都具有一外侧垂直部分和一内夹板，所述内夹板与机具的角的一部分夹层相互配合同时必须通过一螺栓或其他连接装置来固定。其结果是，装配期间需要用螺栓来紧固，以试图保证元件不会相对于机具的角移动。由于一种两夹板的设计在上述提及专利中的应用，因松动的公差而需要在夹板间提供足够大的公差间隙，以使在极坏的公差条件下角齿与机具的角相贴配。具有所需间隙的双夹板设计在夹板侧与插在当中的机具的角之间留有一个间隙。为了在角齿和机具的角之间提供一紧密的连接，所述的间隙必须通过加固装置（螺栓）达到紧密的贴合。常常一般紧密连接所需的扭力部分地或全部地用以闭合所述的间隙，而结果是一个“松”连接。其结果是，在正常工作条件下，角齿很容易相对于机具的角移动，从而要求螺栓吸收所有附加的载荷而不是通过螺栓和接合连接共同承担所述附加的载荷。这样造成的“松”连接在载荷传递凸缘中产生磨损，同时产生一朝向内夹板的杠杆作用而使夹板损坏。在连接似乎是紧密而实际上由于采用大量的用来闭合间隙的紧固力矩致使并不紧密配合的情况下，工作中作用于螺栓上的附加拉力可导致螺栓的伸长或受压，从而更加引起一“松”的连接。另外，因这些设计的构造不允许用产生更坚固元件的锻造加工进行生产，所以通常必须用一铸造加工进行生产。

V.A.斯对普的1976年7月6日公开的第3，967，398号美国专利，已转让给该发明受让方，图示了一种可调换角齿，它通过仅仅可调换角齿的一侧部分与机具的角部用螺栓固定，但存在的问题是这种设计结构事实上无法通过通常的锻造加工方法进行生产。此外，这种设计的载荷的传递特性主要利用所述的螺栓而不具有附加 的载荷传递装置以承受螺栓上的张力或剪切力。

V.A.斯对普的1977年9月13日公开的第4，047，312号美国专利，已转让给该发明受让方，图示了一种在机具一侧同时也在机具底部用螺栓固定的设计。这种设计同样证实了制造方面的诸多困难，且在铲斗角的部件彼此焊接时产生铲斗角配对的许多问题。当铲斗角部件焊接在一起时保持铲斗角的公差困难就更大。

本发明直接克服上述的一个或多个问题。

就本发明一方面来说，提供了一角齿，它适于机具上使用，角齿含一用来与工件接触的导引端部分以及装配时适用于把角齿连接到机具上同时与导引端部分相连的一尾端部分。尾端部分也具有一底部、与底部一侧相连且其上具有第一和第二孔的一单垂直侧面部分，和一与底部和垂直侧面部分相连以在它们之间确定的一空腔的向前部分，空腔离开导引端部分和垂直侧面部分的方向。向前部分上确定一载荷传递部分并且单垂直侧面部分上的第一和第二孔中心线所确定的平面经过载荷传递部分。

在可调换角齿组件和机具之间仍保持着一有效的载荷传递关系的同时可调换角齿组件和机具间保持一紧密配合的问题通过本发明得到解决，这是因为本发明用两个螺栓将角齿的单垂直侧面部分与机具的垂直侧面构件固定，而不需要将两块侧面的夹板夹在所述垂直侧壁构件之间。所述可调换角齿组件在角齿上以及在垂直侧壁构件上提供的载荷传递表面成这样的关系，即来自角齿导引侧缘的力传入机具而使所述螺栓不经受不必要的张应力或剪切应力。此外，由于角齿与机具成紧态的固定，所以没有朝向所述垂直侧壁构件载荷传递凸缘的角齿的、反复的“锤击”，否则的话通常会导致所述垂直侧壁构件载荷传递凸缘的变形。

图1为一等角图，它表示了本发明一实施例含有的一角齿组件和一工作机具的一部分;

图2为图1一部分的一侧视图，它进一步表示了部分角齿组件相对于机具的关系;

图3为图1和图2所示组件的顶视图，它表示角齿组件和所述机具间的关系;

图4为一等角图，它表示了本发明另一实施例含有的一角齿组件;

图5为一等角图，它表示了本发明另一实施例中含有的一机具上的角齿组件。

参照图1至图3，一可替换的角齿组件10被用于一机具12上，所述机具12仅作部分图示，它的工作方向通常纵向向前。所述机具12具有垂直侧壁构件14和一与所述垂直侧壁构件14相连的一横向切割边16。

角齿组件10包括一角部18和一角齿20。如图1和图2所示，所述角部18是机具12垂直侧壁构件14的一组成构件，并通过焊接固定。但所述角部18和垂直侧壁构件14可认为是一体，而角部18最好是一个分离构件焊接在所述垂直侧壁元件14上。如图1和图2所示可清楚地看到，角部18大致成垂直方向在机具12的垂直侧壁元件上。所述角部18具有一导向边22、开设在所述角部18上的第一和第二孔24、26和限定在所述导向边22上的第一和第二载荷传递凸缘28、30。如图2所示，在所述载荷传递凸缘28、30的交界处形成一锐角。

所述角齿20，包括如图1所示的一连接件32、一可调换的尖端部34和一定位组件36。所述角齿20具有一导引端部分38，用以在工作时与工件相接触，它如图1所示包括所述可调换尖端部34和所述连接件32的一鼻端部分40。角齿20还具有一尾端部分42，它与导引端部分38的至少一部分整体形成同时它适用于与角部18可分离连结。

所述尾端部分42具有一底部44、一与底部一侧相连的单垂直侧面部分46和一向前部分48，该向前部分与所述底部44和所述垂直侧面部分46相连。空腔50是由底部44，向前部分48，垂直侧面部分46以及开口所围成的区域，所述开口的方向为离开所述导引端部分38和垂直侧面部分46的方向。第一和第二孔52、54定位在所述单垂直侧面部分上。所述尾端部分42也具有限定在所述向前部分48上的一载荷传递部分56。所述载荷传递部分56具有第一和第二载荷传递表面58、60，它们分别与固定在所述垂直侧壁构件14上的角部18的第一和第二载荷传递凸缘28、30配对。如图2所示，在所述载荷传递表面58、60结合处形成一锐角“A”，它的尺寸大小与所述载荷传递凸缘28、30结合处所形成的锐角相等。

如图2所示，所述载荷传递部分56与所述角齿20的底部44隔开，这样在装配时所述底部44用不着与所述机具12的任何部分固定定位。一平面62经过所述单垂直侧面部分46上的所述第一和第二孔52、54中心，它同时经过所述载荷传递部分56和所述导引端部分38。

参照图4，图4所示的角齿20不同于图1至图3所示的角齿20之处仅仅在于角齿为一“单齿”（unitooth）设计。在这一结构中，导引端部分38为一体设计而不同于图1至图3图示的那样具有可调换尖端34和鼻端部分40。图4所示角齿20的尾端部分42的其他所有特点均与上述实施的图1-3所示角齿20特点相同。

参照图5，它图示了角齿组件10的一替代实施例。在此实施例中，相似的元件用相同标号表示而修正的元件用标号上附加撇号表示。图5所示的一角部18’成L形，它包括与角部18’成整体的一底部64。观察图1中的角部分18和图5中的角部分18’，二者间仅有的区别在于图5中的角部18’为一整体的L形构件，它包括没有成“L”的焊接缝，而图1中的角部18在其底部与切割边16焊接。

图5的角齿20’为单齿构造，但如图1所示那样成带一可调换尖端的两体设计可认为并非偏离本发明的实质。角齿20’一般与图4所示角齿20相同，只是图5的单齿20’同时具有一附加的载荷传递表面66。所述附加的载荷传递表面66由空腔50中的底部44’确定，并使载荷适合与角部18’底部的支承接触。所述附加的载荷传递表面66由一平面68在空腔50内相对于载荷传递部分56定位，平面68垂直于底部44’并至少贯穿载荷传递部分56和附加的载荷传递表面66的一部分。所述角齿20’的所有其他特点均与前面图中相应部分相同。

从图1、2、3以及5中可清楚地看到，所述角齿20/20’通过诸如螺母71和螺栓72之类的偏置装置70与角部18/18’固定。

作用于所述角齿20导引端部分38的工作压力通常可分成三种类型。一个力通常与机具12平行地作用于角齿20，但与所述机具12的作用线方向相反。第二个是垂直作用于角齿20的力，试图迫使所述尖端相对于机具向上或向下运动。第三个是试图将角齿20从一侧相对于机具移向另一侧的侧向力。因而，角齿20必须能克服每一个这样的力而结构又要简单，从而使加工制造方便而经济。

具体参照图1-4中的角齿20，所述单垂直侧面部分46通过螺母和螺栓71、72完全地与角部18固定。这一连接在角齿20和角部18之间确保了一紧配合，以使元件间的物理连接吸收所述的力而不仅仅是通过螺栓72来承受力。另外，第一、第二载荷传递表面58、60与第一和第二载荷传递凸缘28、30的接触提供了一个机构，可通过所述角部18将不同的载荷从所述导引端部分38直接传递到所述机具12，一般所有承受于导引端部分的水平力通过载荷传递部分56和第一、第二载荷传递凸缘28、30传递到所述的机具12，而向上作用的垂直力通过第一载荷传递表面58传递到所述第一载荷传递凸缘28，向下作用的垂直力通过第二载荷传递表面60传递到第 二载荷凸缘30。这种从第一、第二载荷传递表面58，60到达第一、第二载荷传递凸缘28、30的力传输由于力的作用线是直接经过一贯穿载荷传递部分56以及角齿20中第一、第二孔52、54中心的平面而使传输更为有效。此外，如果该平面62展延部分也大体贯穿至少一部分的导引端部分38，那么本发明所述载荷传递能力将得到提高。

为了确保角齿20的垂直侧壁元件14间一适宜的装配，角齿20的底部分44与载荷传递部分56有一个足够大的间隔距离，以便底部44安装时不会与机具12的任何部分接触。由于角部18是焊接到所述垂直侧壁元件14和切割边16上的，这是有利之处。角部18焊接的位置误差以及多次焊接的膨胀产生了间隙问题，并干扰了螺母、螺栓71、72将角齿20紧固于角部18的能力。如图1、2可清楚地看到，空腔50在所述机具12任何部分和角齿20底部44之间提供充裕的空隙。

所述螺母和螺栓71、72有效地控制所有作用于角齿20的侧向力。由于角齿20和角部18之间具有一个紧密的配合连接，不存在角齿20相对于角部18的不理想运动，因而基本上避免了从第一、第二载荷传递表面58、60到达相应的第一、第二载荷传递凸缘28、30中任何的“锤击”型冲击载荷。任何不必要的锤击型冲击载荷都可能过早地破坏所述第一、第二载荷传递表面58、60与第一、第二载荷传递凸缘28、30之间紧密的接触。

由于第一、第二载荷传递表面58、60具有的结合面形成锐角“A”，同时相应角部18的第一、第二载荷传递凸缘28、30在其结合面具有同样的锐角，伴随任何垂直力的任何水平力通过所述角齿20的载荷传递表面58、60与角部18的第一、第二载荷传递凸缘28、30的成对啮合而得到更有效的控制。

参照图5，由于角部18’具有L形状的外形，同时“L”的底部为角部18’的一整体部分而无需焊接，焊接的膨胀以及焊接公差将不 再是个令人担心的问题了。所以，一附加的载荷传递凸缘66固定在空腔50内，且安装时与角部的底部64成紧密贴合的接触。由于在角齿20’的载荷传递部分56之下通常具有固定着的附加载荷传递表面66，所以任一以及所有导致向上的垂直力都可被更有效的进行控制而又不需增加角齿20的复杂化。

如上实施的所述可调换角齿组件10提供一角系统，它确保角齿20/20’与角部18/18’的紧密配合。它同时提供在角齿上的一载荷传递部分56，它与角部18/18’上的相应凸缘28、30成对。这样的成对配合有利于将载荷从所述导引端部分38直接传输到机具12上，而保持角齿20/20’制造简单同时生产上更经济。由于角齿20/20’和角部18/18’间保持了一种紧密的贴合，因此作用于角齿的应力更小，同时使用中角齿过早的损坏基本上可消除。

本发明其他方面、目的及优点可通过对附图公开的内容以及所附权利要求书的研究获得。

Claims (8)

1、一种适用于一机具上使用的角齿，它包括：

一与工件接触的导引端部分；

一与导引端部分相连并适用于在安装时将角齿与机具连接的尾端部分；

其特征在于。

所述尾端部分具有一底部、一与底部一侧相连并在其上具有第一和第二孔的单垂直侧面部分和与底部和单垂直侧面部分相连的以在它们之间确定一空腔的一向前部分，该空腔开口方向为离开导引端部分和单垂直侧面部分的方向，所述向前部分上确定了一载荷传递部分，单垂直侧面部分中的第一和第二孔中心线所确定的平面经过载荷传递部分。

2、如权利要求1所述的角齿，其特征在于载荷传递部分具有第一和第二载荷传递表面。

3、如权利要求2所述的角齿，其特征在于第一和第二载荷传递表面的结合处形成一锐角。

4、如权利要求3所述的角齿，其特征在于通过单垂直侧面部分上的第一和第二孔中心的平面延伸经过导引端部分。

5、如权利要求4所述的角齿，其特征在于角齿包括一角连接件和一可拆卸尖端。

6、如权利要求1所述的角齿，其特征在于它包括一附加的载荷传递表面，该表面位于空腔底部，并通过一平面相对于载荷传递部分定位，该平面与底部和附加载荷传递表面垂直。

7、如权利要求6所述的角齿，其特征在于载荷传递部分包括位于其上的第一和第二载荷传递表面。

8、如权利要求7所述的角齿，其特征在于在第一和第二载荷传递表面接合处形成一锐角。

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