CN103774704A

CN103774704A - 管道支撑系统

Info

Publication number: CN103774704A
Application number: CN201310753485.7A
Authority: CN
Inventors: 罗伯特·多勒; 克里斯多佛·S·琼斯; 杰西·克诺布莱; 马修·勒夫; 道格拉斯·马基; 伯纳德·普谢克
Original assignee: Harnischfeger Technologies Inc
Current assignee: Joy Global Surface Mining Inc
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2033-10-21
Also published as: US9334622B2; US20160244938A1; AU2013245549A1; US10156054B2; CN203583537U; AU2013245549B2; US20140112749A1; CN103774704B

Abstract

本发明涉及一种工业机械和一种用于工业机械的管道支撑系统，所述工业机械包括：框架，该框架支撑吊杆，该吊杆具有第一端和与第一端相反的第二端；臂部，该臂部以可移动的方式联接到吊杆并包括第一端和第二端；附接件，该附接件联接到臂部的第一端；管道，该管道从框架延伸到邻近附接件的位置；第一构件，该第一构件联接到吊杆；以及第二构件，该第二构件与第一构件间隔开。当臂部相对于吊杆移动时，第一构件支撑管道的一部分。当臂部相对于吊杆移动时，第二构件支撑管道的一部分。第二构件能够相对于第一构件移动。

Description

管道支撑系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年10月19日提交的美国临时专利申请No.61／716090以及于2013年3月13日提交的美国临时专利申请No.61／778832的优先权和权益，上述两者的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及工业机械。具体地，本发明涉及一种用于推土机附接件的流体输送系统。

背景技术

常规的绳铲车包括支撑吊杆的框架和联接到吊杆用于旋转和平移移动的柄部。铲斗附接到柄部，并由通过吊杆端部上的线缆或绳索支撑。绳索固定到提拉件，提拉件以可枢转的方式联接到铲斗。在提升阶段期间，绳索由提升筒卷入，从而从物料堆中向上提起铲斗并释放一部分物料。通常，铲斗相对于柄部的取向是固定的，并且不能独立于柄部和提升绳被控制。

发明内容

一方面，本发明提供了一种工业机械，包括：框架，该框架支撑吊杆，吊杆具有第一端和与第一端相反的第二端；臂部，该臂部以可移动的方式联接到吊杆，并具有第一端和第二端；附接件，该附接件联接到臂部的第一端；管道，该管道从框架延伸到邻近附接件的位置；第一构件，该第一构件联接到吊杆；以及第二构件，该第二构件与第一构件间隔开。随着臂部相对于吊杆移动，第一构件支撑管道的一部分。随着臂部相对于吊杆移动，第二构件支撑管道的一部分。第二构件能够相对于第一构件移动。

本发明的另一方面提供了一种用于工业机械的管道支撑系统。工业机械具有：框架，该框架支撑吊杆，吊杆包括鞍块；臂部，该臂部具有第一端和第二端，并由鞍块支撑用于相对吊杆移动；以及附接件，该附接件联接到臂部的第二端。管道支撑系统包括：管道，该管道用于提供在框架和臂部的第二端之间的连通；第一构件，该第一构件支撑管道的第一部分；以及第二构件，该第二构件与第一构件间隔开。由于臂部相对于吊杆的移动，第二构件能够相对于第一构件移动。第二构件支撑管道的第二部分。

通过对详细描述和附图的理解，本发明的其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的采掘机的透视图。

图2是柄部、鞍块、推压大轴和铲斗的透视图。

图3是图1的采掘机的侧视图。

图4是其中柄部处于延伸状态的管道支撑系统的透视图。

图5是其中柄部处于缩回状态的图4的管道支撑系统的透视图。

图6是第二槽轮和轨道的透视图。

图7是根据本发明另一个实施例的采掘机的透视图。

图8是用于图7的其中柄部处于延伸状态的采掘机的管道支撑系统的放大透视图；

图9是图7的采掘机其中柄部处于缩回状态的透视图。

图10是图9的管道支撑系统的透视图。

图11是夹紧构件和管道的一部分的透视图。

具体实施方式

在对本发明的任何实施例进行详细阐述之前，应当理解的是，本发明的实施方式不限于接下来的描述所述或附图所示的构造细节和部件布置。本发明能够是别的实施方式并且以各种方式被实践或执行。此外，应当理解的是，此处使用的措辞和术语只用作描述的目的而不应被认为是限制性的。

图1示出一种工业机械，例如采掘铲车10，由履带14支撑在支撑表面或地面(未示出)上。铲车10包括支撑吊杆26和流体源28(例如，流体泵或罐)的框架22、细长部件或柄部30、包括枢转致动器36(图2)的附接件或铲斗34以及管道支撑系统38。框架22包括旋转结构用于绕旋转轴线(未示出)旋转，旋转轴线大体垂直于与支撑表面的等级对应的平面。框架22还包括用于卷入和放出线缆或绳索42的提升筒40。尽管管道支撑系统38相对于采掘铲车10被描述，但是支撑系统38可被用在包括其他采掘机的其他机械上。

吊杆26包括联接到框架22的第一端46、与第一端46相反的第二端50、吊杆槽轮54、鞍块58以及推压大轴62。吊杆槽轮54联接到吊杆26的第二端50，并且在第二端50上引导绳索42。绳索42通过提拉件70联接到铲斗34，并且铲斗34随着绳索42通过提升筒40卷入或放出而分别被提升或降低。推压大轴62延伸穿过吊杆26并且被设置在吊杆26的第一端46和第二端50之间。在示出的实施例中，推压大轴62能够绕由推压大轴62限定的轴线旋转，并横向于吊杆26的纵向轴线地取向。推压大轴62包括一个或多个小齿轮66(图2)。鞍块58通过推压大轴62被以可旋转的方式联接到吊杆26。在一实施例中，每个鞍块58均是具有两个平行的侧部和在侧部之间延伸的顶部的三件式鞍块。

如图2所示，柄部30包括一对平行的臂部78，并限定第一端82和第二端86。第一端82以可枢转的方式联接到铲斗34。第二端86被以可移动的方式接收到鞍块58中，鞍块58能够相对于吊杆26(图1)绕推压大轴62旋转。在示出的实施例中，臂部78设置在吊杆26的任一侧上，并且以可移动的方式通过每个鞍块58从而使得柄部30能够相对于吊杆26旋转地和平行地移动。鞍块58能够绕推压大轴62旋转从而使得柄部30相对于吊杆26旋转。柄部30还能够相对于鞍块58线性地延展。每个臂部78均包括用于与推压大轴62的小齿轮66相结合的齿条96，从而在柄部30和吊杆26之间形成齿条齿轮连接(图1)。推压大轴62绕其轴线的旋转使齿条96沿着推压大轴62移动，从而使柄部30相对于吊杆26的平移移动。

在示出的实施例中，铲斗34是具有后壁98和主体102的翻盖式铲斗34，该主体102能够从后壁98分离以倒空铲斗34的内容物。主体102可由一个或多个铲斗油缸(未示出)致动。在其他实施例中，铲车10可包括其他类型的附接件、铲斗或挖斗。每个枢转致动器36均联接在铲斗34和柄部30之间。枢转致动器36通过使铲斗34绕柄部第一端82旋转从而主动地控制铲斗34的俯仰(即，铲斗34相对于柄部30的角度)。在示出的实施例中，枢转致动器36是液压缸。铲斗34还包括用于接合物料堆的齿106。铲斗34被用于对所需的工作区域进行挖掘，收集物料并将收集到的物料传输到所需位置(例如，物料处理车辆)。

参考图3-5，管道支撑系统38包括第一构件或槽轮110、第二构件或槽轮114、轨道118和管道122。在示出的实施例中，第一槽轮110以可旋转的方式安装在联接到鞍块58的悬臂轴(未示出)上。在其他实施例中，第一槽轮110联接到吊杆26。第二槽轮114被支撑在轨道118上。管道122至少部分地缠绕第二槽轮114，并且然后在相反的方向上至少部分地缠绕第一槽轮110。管道122延伸到柄部30的第二端86，并且联接到沿着柄部30的长度延伸的线路124，从而与铲斗34连通。在一个实施例中，线路124沿着柄部30的内表面设置。在其他实施例中，管道122可以不同的方式缠绕在槽轮110、114上，或者管道122可直接朝向柄部30的第一端82上的附接件34延伸。

在示出的实施例中，管道122包括与流体源28流体连通的柔性流体软管带。管道122将加压流体从流体源28供应到枢转致动器36和／或铲斗缸体用于致动铲斗34。管道122可包括多个软管来将流体输送到多个致动器。在一些实施例中，管道122将润滑流体提供到铲斗34和柄部30上的多个机械连接。润滑流体可以是液体、固体和／或半固体(例如，脂)。替代地，管道102可包括分离的平行线路来输送不同类型的流体。在另外其他实施例中，管道122可包括电线或线缆从而提供在框架22和附接件34之间的电功率和／或通信。

如图6所示，轨道118包括一对导轨126，并且导轨126中的至少一个包括齿轮面或齿条128。第二槽轮114设置在导轨126之间，并且通过支架组件130(例如，通过延伸穿过第二槽轮114的中央的轴)以可旋转的方式连接到每个导轨126。支架组件130相对于导轨126支撑第二槽轮114。在示出的实施例中，支架组件130包括辊138，该辊138沿着每根导轨126移动以使第二槽轮114相对于导轨126移动。在示出的实施例中，每个支架组件130包括与导轨126的第一或上边缘接合的两个上辊138a和与导轨126的第二或下边缘接合的两个下辊138b。此外，一个支架组件130包括用于与齿条128接合的小齿轮138c。在示出的实施例中，齿条128设置在导轨126的上边缘和下边缘之间并且相对于第二槽轮114向外面对。在其他实施例中，两个支架组件130均包括小齿轮138c。

在示出的实施例中，轨道118在与支撑有框架22的表面的平面平行的方向上取向(即，轨道118是水平的)。在其他实施例中，轨道118可以在其他方向上取向，例如，在相对于于框架22垂直或相对于框架22倾斜或成角度的方向上取向。

在示出的实施例中，第二槽轮114由小齿轮138c沿着导轨126驱动。尤其是，马达或动力源(未示出)使小齿轮138c旋转，从而使小齿轮138c和第二槽轮114沿着导轨126移动。在一个实施例中，马达的致动和第二槽轮114的位置由包括用于感测管道122中的拉力的测力传感器的反馈回路控制。第二槽轮114的位置能够被调节从而将管道122中的拉力维持在预定的范围内。例如，在一个实施例中，第二槽轮114被调节从而使管道122中的拉伸应力不超过布置在管道122上的多个联接的最大允许应力。

在另一个实施例中，第二槽轮114的位置可通过多种方式控制。例如，第二槽轮114可包括编码器以测量第二槽轮114的转数，从而能够计算出管道122的通过第二槽轮114放出的量。在另一个实施例中，液压缸联接在第二槽轮114和铲车框架22之间，并且缸体的致动使槽轮114沿着轨道118移动。在又一个实施例中，第二槽轮114可通过链条驱动系统被移动，该链条驱动系统包括联接到第二槽轮114的槽轮链轮、安装在导轨126的端部上的一对链轮和缠绕全部三个链轮的链条。随着所述一对链轮旋转，槽轮链轮相对于导轨126移动。

当使用者希望将铲斗34定位以接合物料堆时，柄部30延伸或推挤使得柄部30的第一端82大体上远离框架22移动(图4)。柄部30的延伸使柄部30的第二端86和第一槽轮110之间的距离缩短，从而造成管道122的松弛。作为响应，第二槽轮114沿着轨道118移动从而使第一槽轮110和第二槽轮114之间的距离增加(即，在图3中第二槽轮114向右移动)。第二槽轮114的移动消除了管道122的松弛，从而维持了管道122中的一致的拉力。

相似的，随着柄部30被缩回，使得第一端82朝向框架22移动(图5)，第二端86和第一槽轮110之间的距离增加。第二槽轮114沿着导轨118移动以增加第一槽轮110与第二槽轮114之间的距离(即，在图3中第二槽轮114向左移动)。因此，第二槽轮114响应于柄部30的移动而移动从而维持了软管150中的拉力的一致状态。

管道支撑系统38控制管道120的运动，从而防止管道122与物料堆或牵引车辆产生干扰，并调节管道122内的弯曲和拉伸载荷。在没有第一槽轮110与第二槽轮114的情况下，管道122的乘力索驰度将使管道122在露天采掘环境遇到障碍，并将管道122及其连接暴露于不一致且未知的载荷。这样的载荷事件减少管道的寿命，从而限制了从管道122输送流体或电功率的部件的可靠性并需要较频繁的维护。因此，管道支撑系统38体改善了管道122的工作寿命。在示出的实施例中，管道支撑系统38设置在吊杆26的一侧上；在其他实施例中，第二管道支撑系统38可设置在吊杆26的另一侧上。

图7-10示出了根据另一构造的管道支撑系统238。如图7所示，支撑系统238包括第一构件或托架310、第二构件或托架314、延伸跨过第一和第二托架310、314的管道322(例如，液压管道带、油脂管道带、电气管道带等)和联接到管道322的夹紧件350。

如图8所示，在示出的实施例中，第一和第二托架310、314中的每一个均包括一对间隔开的凸缘294和限定在凸缘294之间的支撑表面或凹槽304。管道322被支撑在凹槽304中。第一托架310具有大体倒U形轮廓，并且第二托架314具有大体U形轮廓。托架310的倒U形轮廓和托架的314U形轮廓防止管道322卷曲或弯曲。特别地，第一和第二托架310、314维持了管道322的最小弯曲半径，从而管道322不被卷曲或弯曲损坏。最小弯曲半径取决于管道322的尺寸和制造商。在另一个实施例中，托架310、314具有与U形轮廓或倒U形轮廓不同的轮廓(例如，方形、椭圆形等)。在示出的结构中，第一托架310联接(例如，焊接)到鞍块58，并且第二托架314联接(例如，焊接)到柄部30。在其他结构中，托架310、314位于采掘铲车10的其他部件上。

如图8和9所示，管道322从框架22朝向柄部30的第一端82和／或邻近或位于附接件34上的各种部件(例如，挖斗门栓、提拉销等)延伸。如上所述，管道322可将流体诸如液压流体或润滑剂从框架22上的流体源28供应到邻近或位于附接件34上的各种部件，或者管道322可提供在框架22和附接件34之间的电气通信。管道322从框架22延伸，在第一方向上缠绕在第一支撑托架310的一部分上，在相反方向上缠绕在第二支撑托架314的一部分上并且延伸到与铲斗34上的致动器连通的线路324。如图8和9所示，管道322的各部分始终保持不与第一托架310和第二托架314接触。

参考图8和9，随着柄部30相对于鞍块58和吊杆26移动，第一托架310能够相对于第二托架314移动。随着第一托架310相对于第二托架314移动，管道322能够从第一松弛状态(图9和10)移动到第二张紧状态(图8)。取决于管道322处于松弛状态或张紧状态，管道322与第一和第二托架310、314的不同部分接触。在松弛状态下，例如，管道322的大部分悬挂在第二托架314的下方。当柄部30相对于吊杆26延伸时，管道322从松弛状态移动到张紧状态，并且当柄部30相对于吊杆26缩回时，管道322从张紧状态移动到松弛状态。

在图8中最佳示出，在示出的结构中，夹紧件350沿着管道322的靠近或与托架310、314接触的区域以及在自由悬挂部分上布置。两个夹紧件350a沿着自由悬挂部分示出。两个夹紧件350b沿着接近第一托架310的管道322示出，并且一个夹紧件350b沿着接近第二托架314的管道322示出。在另一个结构中，使用不同数目、位置和配置的夹紧件350。

此外，并且如图10示出，位于靠近或与托架310、314接触的夹紧件350b中的每一个设置在第一或第二托架310、314中的狭槽370内。这些夹紧件350b固定地限制在狭槽370中并且是不动的。这些夹紧件350b作为管道322的固定点。在第一托架310上，夹紧件350b将管道322大体划分为与柄部30的第一端82(图9)靠近的前管道部分374和与框架22靠近的后管道部分378。类似地，在第二托架314上，夹紧件350b在联接到线路324的部分和前管道部分374之间划分管道322。靠近或与托架310、314接触托架310、314的夹紧件350限制管道322的多个部分的移动。

参见图11，每个夹紧件350均包括开口354，并且管道322延伸通过开口354。一些夹紧件350a(图8)沿着管道322的自由悬挂部分(即，不邻近托架310、314的部分)设置，并且包括直径大于管道322的线路直径的开口354，从而允许管道带322的线路由于在这些区域中在管道322中的流体压力而自然扩展和收缩。夹紧件350中的每一个包括第一部分358和通过紧固件366以可释放的方式联接到第一部分358的第二部分362，该紧固件366穿过第一和第二部分358，362延伸。夹紧力防止管道322通过开口354滑动。

参考图8和11，管道322的自由悬挂部分上的夹紧件350a防止管道带322的线路彼此接触和摩擦，特别是在管道322从松弛状态到张紧状态的移动期间，并且反之亦然。如图11所示，夹紧件350a包括附加的开口382，该开口382在支撑管道322旁边的一根或多根线缆386。开口382具有足够小的直径，从而当第一和第二部分358、362联接在一起时，部分358、362均压靠线缆386。线缆386由具有高抗拉强度的材料(例如，钢)制成，并且吸收在管道322的自由悬挂部分的移动期间产生的大致全部和任何拉力。在一个实施例中，管道被控制使得拉伸应力不超过线缆386的屈服应力的50％。

尽管参照图7-11的实施例示出，线缆386也可合并在图1-6的实施例中。在一个实施例中，槽轮114的位置可被控制以将管道112的拉伸应力维持在线缆386的屈服应力的约50％以下。

因此，除其他事项外，本发明提供了一种用于工业机械的管道支撑系统。尽管已经参照某些优选实施例详细描述了本发明，但是本发明的如上所述的一个或多个独立方面的范围和精神内存在变体和变型。本发明的各个特征和优点在所附权利要求中得以阐述。

Claims

1.一种工业机械，包括：

框架，所述框架支撑吊杆，所述吊杆具有第一端和与所述第一端相反的第二端；

臂部，所述臂部以可移动的方式联接到所述吊杆，并且包括第一端和第二端；

附接件，所述附接件联接到所述臂部的第一端；

管道，所述管道从所述框架延伸到邻近所述附接件的位置；

第一构件，所述第一构件联接到所述吊杆，当所述臂部相对于所述吊杆移动时，所述第一构件支撑所述管道的第一部分；以及

第二构件，所述第二构件与所述第一构件间隔开，并且当所述臂部相对于所述吊杆移动时所述第二构件支撑所述管道的第二部分，所述第二构件能够相对于所述第一构件移动。

2.如权利要求1所述的工业机械，其中，所述框架包括鞍块，所述鞍块以可枢转的方式联接到所述吊杆并支撑所述臂部用于相对于所述吊杆移动，其中，所述第一构件联接到所述鞍块。

3.如权利要求1所述的工业机械，其中，所述臂部相对于所述吊杆的平移移动使所述第二构件相对于所述第一构件移动。

4.如权利要求3所述的工业机械，其中，所述第二构件联接到所述臂部。

5.如权利要求3所述的工业机械，其中，所述第二构件以可移动的方式联接到所述框架。

6.如权利要求3所述的工业机械，其中，所述第二构件是以可移动的方式支撑在轨道上的槽轮，当所述臂部相对于所述吊杆移动时所述槽轮能够沿着所述轨道移动。

7.如权利要求6所述的工业机械，其中，所述槽轮由接合所述轨道的支架支撑，所述支架包括至少一个用于滚动地接合所述轨道的辊。

8.如权利要求6所述的工业机械，其中，所述槽轮由接合所述轨道的支架支撑，所述轨道包括齿条并且所述支架包括与所述齿条接合的小齿轮，其中，所述小齿轮的旋转使所述槽轮沿着所述轨道移动。

9.如权利要求6所述的工业机械，其中，所述臂部相对于所述吊杆的移动改变在所述管道上施加的拉力，并且其中，所述槽轮的位置被控制以将所述管道上的所述拉力维持在预定的范围内。

10.如权利要求1所述的工业机械，其中，所述第一构件是具有大体U形轮廓的第一托架，并且所述第二构件是具有大体U形轮廓的第二托架。

11.如权利要求10所述的工业机械，其中，所述第一托架和所述第二托架中的一个托架相对于所述第一托架与所述第二托架中的另一个托架倒置。

12.如权利要求10所述的工业机械，其中，所述第一托架的曲率对应于所述管道的第一最小弯曲半径，并且所述第二托架的曲率对应于所述管道的第二最小弯曲半径。

13.如权利要求1所述的工业机械，其中，所述框架包括流体源，其中，所述附接件包括联接到所述臂部的第一端的铲斗和用于致动所述铲斗的致动器，其中，所述管道提供所述流体源和所述致动器之间的流体连通。

14.如权利要求1所述的工业机械，其中，所述管道在第一方向上缠绕在所述第一构件上并且在与所述第一方向相反的第二方向上缠绕在所述第二构件上。

15.如权利要求1所述的工业机械，其中，所述附接件是由提升线缆支撑的铲斗，所述提升线缆在所述吊杆的端部上方延伸。

16.如权利要求1所述的工业机械，其中，所述管道包括具有多条线路的带，并且进一步包括夹紧元件，所述夹紧元件包括所述线路穿过的开口，所述夹紧元件维持所述线路之间的最小间距。

17.如权利要求1所述的工业机械，进一步包括与所述管道平行延伸的线缆，所述线缆抵抗在所述管道上施加的拉力。

18.如权利要求1所述的工业机械，其中，所述管道的一部分总是保持不与所述第一构件和所述第二构件接触。

19.如权利要求1所述的工业机械，其中，在所述臂部相对于所述吊杆移动时，所述管道与所述第二构件之间的接触改变。

20.一种用于工业机械的管道支撑系统，所述工业机械具有：框架，所述框架支撑吊杆，所述吊杆包括鞍块；臂部，所述臂部具有第一端和第二端，并由所述鞍块支撑用于相对于所述吊杆移动；以及附接件，所述附接件联接到所述臂部的第二端，

所述管道支撑系统包括：

管道，所述管道用于提供在所述框架和所述臂部的第二端之间的连通；

第一构件，所述第一构件支撑所述管道的第一部分，以及

第二构件，所述第二构件与所述第一构件间隔开，由于所述臂部相对于所述吊杆的移动，所述第二构件能够相对于所述第一构件移动，所述第二构件支撑所述管道的第二部分。

21.如权利要求20所述的管道支撑系统，其中，所述第二构件是以可移动的方式支撑在轨道上的槽轮，当所述臂部相对于所述吊杆移动时，所述槽轮沿着所述轨道移动。

22.如权利要求21所述的管道支撑系统，其中，所述槽轮由接合所述轨道的支架支撑，所述支架包括至少一个用于滚动地接合所述轨道的辊。

23.如权利要求21所述的管道支撑系统，其中，所述槽轮由接合所述轨道的支架支撑，所述轨道包括齿条并且所述支架包括与所述齿条接合的小齿轮，其中，所述小齿轮的旋转使所述槽轮沿着所述轨道移动。

24.如权利要求21所述的管道支撑系统，其中，所述槽轮的位置被控制以防止所述线缆中的拉应力超过预定水平。

25.如权利要求20所述的管道支撑系统，其中，所述第一构件是具有大体U形轮廓的第一托架并且所述第二构件是具有大体U形轮廓的第二托架，其中，所述第一托架和所述第二托架中的一个托架是倒置的。

26.如权利要求25所述的管道支撑系统，其中，所述第一托架的曲率对应于所述管道的第一最小弯曲半径，并且所述第二托架的曲率对应于所述管道的第二最小弯曲半径。

27.如权利要求20所述的管道支撑系统，其中，所述管道提供在流体源和用于所述附接件的致动器之间的流体连通。

28.如权利要求20所述的管道支撑系统，其中，所述管道在第一方向上缠绕在所述第一构件上，并且在与所述第一方向相反的第二方向上缠绕在所述第二构件上。

29.如权利要求20所述的管道支撑系统，其中，所述管道包括具有多条线路的带，并且进一步包括夹紧构件，所述夹紧构件包括所述线路穿过的开口，所述夹紧构件维持所述线路之间的最小间距。

30.如权利要求20所述的管道支撑系统，进一步包括与所述管道平行延伸的线缆，所述线缆抵抗在所述管道上施加的拉力。