CN105992849A - 用于挖掘机铲斗的能够移动的部件的侧壁 - Google Patents
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Abstract
一种挖掘机铲斗的能够移动的部件的侧壁(132)包括单件式金属板基板(140)以及连接到金属板基板(140)以形成侧壁(132)的一个或多个金属板构件(142，144)。金属板基板(140)包括用于将侧壁(132)附接到挖掘机铲斗的后壁的附接部分。进一步地，金属板基板(140)包括从附接部分(141)朝向金属板基板(140)的远端(155)延伸的曲柄部分(146)。金属板基板(140)的延伸部分(154)从曲柄部分(146)延伸到金属板基板(140)的远端(155)。
Description
技术领域
本发明大体上涉及用于机器的铲斗组件，特别涉及一种用于挖掘机铲斗的能够移动的部件的侧壁。
背景技术
液压挖掘机之类的机器可以配有铲斗组件用于在工地上进行各种操作。这种机器通常包括由液压提供动力的装置(例如，液压铲或铲斗)。通过这种机器进行的操作可以包括，例如，穿透地里或堆里的材料，铲出材料，移动材料，以及将材料堆放在想要的地方。操作期间，该铲斗组件的不同部件可能被磨损，并可能最终被损坏。这可能要求更换该铲斗组件的一个或多个部件，这可能导致不想要的停机以及相关机器的操作成本增加。
所公开的系统和方法的至少部分目的是改进现有铲斗组件。
发明内容
在一个方面，本发明涉及一种用于挖掘机铲斗的能够移动的部件的侧壁。该侧壁包括金属板基板，其包括附接部分，用于将侧壁附接到挖掘机铲斗的后壁。该金属板基板包括从附接部分延伸的曲柄部分，以及从曲柄部分延伸至金属板基板的远端的延伸部分。
在另一方面，本发明涉及一种挖掘机铲斗的能够移动的部件。该能够移动的部件包括第一侧壁和第二侧壁，以及连接到第一侧壁和第二侧壁的底部。第一侧壁和第二侧壁中的每个包括金属板基板，其包括附接部分，用于将侧壁附接到挖掘机铲斗的后壁。该金属板基板包括从附接部分延伸的曲柄部分，以及从曲柄部分延伸至金属板基板的远端的延伸部分。
在又一个方面，本发明涉及一种包括挖掘机铲斗的机器，该挖掘机铲斗包括后壁和能够移动的部件，以及被配置成使能够移动的部件相对于后壁枢转的液压致动器。该能够移动的部件包括第一侧壁和第二侧壁，以及连接到第一侧壁和第二侧壁的底部。第一侧壁和第二侧壁中的每个包括金属板基板，其包括附接部分，用于将侧壁附接到挖掘机铲斗的后壁。所述金属板基板包括从附接部分延伸的曲柄部分，以及从曲柄部分延伸至金属板基板的远端的延伸部分。
本发明的再一个方面，一种形成挖掘机铲斗的能够移动的部件的侧壁的方法包括提供扁平金属板基板。该方法进一步包括弯折扁平金属板基板，以形成用于将侧壁附接到挖掘机铲斗的后壁的附接部分，从附接部分延伸的曲柄部分，以及从曲柄部分延伸至金属板基板的远端的延伸部分。
本发明的其它特征和方面通过以下说明和附图将显而易见。
附图说明
图1示出了根据本发明机器的示例性实施例；
图2A和图2B表示根据本发明的分别处于第一位置和第二位置处的具有能够移动的部件的挖掘机铲斗的示例性实施例；
图3A和图3B分别表示根据本发明用于挖掘机铲斗的能够移动的部件的侧壁的示例性实施例的透视图和分解透视图；以及
图4A和图4B分别表示根据本发明金属板基板的示例性实施例的前视图和透视图。
具体实施方式
以下是本发明的示例性实施方式的详细描述。在此描述的示例性实施方式意在教示本发明的原理，使得本领域技术人员在不同环境、针对不同应用目的实施和使用本发明。因此，示例性实施方式不是，也不应视为是本发明保护范围的限制性描述。相反，本发明的保护范围应该由所附的权利要求限定。
本发明可以部分地基于以下发现，当挖掘机铲斗的前部包括由几个通过焊接互相连接的部件所构成的侧壁，这些部件之间的焊缝可能干扰它们之间力的分布。而且，焊接质量可能会有所不同。因此，这些焊缝区域的裂纹是导致这种挖掘机铲斗的前部损坏的最常见原因。如果这种情况发生，挖掘机必须在较长时间内暂时停止工作，昂贵的维修是不可避免的。根据本发明，挖掘机铲斗的前部的侧壁由少量部件形成，从而消除一个或多个焊缝。
而且，本发明还可以基于以下发现，使用铸铁杆将挖掘机铲斗的前部的侧壁附接到挖掘机铲斗的后壁时，铸铁杆可能由于打开铲斗时巨大的负荷而断裂.特别是，打开铲斗时，相关的液压致动器必须做功以抵抗所述部的重量，所产生的力经由铸铁杆的上部传递。由于材料磨损和铸造过程的缺陷，杆可能断裂。因此，将前部附接到挖掘机铲斗的后壁时，本发明不使用这种铸铁杆。
此外，本发明还可以基于以下发现，当前部附接到挖掘机铲斗的后壁时，前部的侧壁必须从后壁向外延伸，以减少挖掘操作期间的阻力。因此，侧壁必须包括曲柄部分，其使得侧壁从附接到挖掘机铲斗的后壁的位置向外延伸。根据本发明，这个曲柄部分通过弯折金属板基板而形成，以便形成所需的曲柄部分。
现在参照附图，图1示意性地示出了机器100的示例性实施例。机器100可以是液压挖掘机，例如，大型采矿挖掘机，或其它任何包括具有能够移动的部件的挖掘机铲斗的作业机器。机器100包括发动机102。发动机102可以向机器100及其各个部件提供动力。合适的发动机可以包括汽油发动机、柴油发动机、电动发动机或不同类型发动机的任何组合。在一个实施例中，发动机102可以是柴油发动机，其产生动力并通过动力传送机构，例如轴或变速箱(未示出)，将动力传递到机器100的其它部件。发动机102可以产生机械动力输出，其可以通过例如，一个或多个由发动机102提供动力的泵转换成液压动力。
机器100可以进一步包括操作员站或室104，其包含用于操作机器100的控制器，例如，控制面板106。室104可以是上层结构103的一部分，该上层结构103可转动地安装在机器100的底盘101上。控制面板106可以包括操纵杆、联动杆、按钮等等，并且可操作地连接到机器100的液压系统108。
在某些实施例中，室104可以进一步包括接口，例如用于向操作员传送信息的显示器，并且可以包括键盘、触摸屏或任何其它合适的用于接收操作员输入的机构，以便控制或操作机器100、液压系统108和/或其它机器部件。可选地或另外地，操作员可以位于室104外和/或远离机器100一些距离，并且可远程控制机器100、液压系统108和/或其它机器部件。
液压系统108可以包括流体部件，诸如(例如)液压致动器或气缸、罐、阀门、蓄能器、孔口和用于产生液压流体的加压流的其它合适部件。液压系统108可以进一步包括流体源，例如一个或多个罐和/或贮液器(未示出)和一个或多个液压泵，所述液压泵可以包括可变排量泵、固定排量泵、可变输送泵或其它合适的加压系统。液压泵可以驱动式地连接至发动机102或可以经由齿轮机构等间接地连接至发动机102。还预期液压系统108可以包括互连成为液压系统108提供液压流体的多个加压流体源。
液压系统108可以包括多个液压致动器，例如用于操作机器100的吊臂的一个或多个液压致动器120、用于操作机器100的操纵杆的一个或多个液压致动器122、一个或多个杆123、用于操作机器100的挖掘机铲斗126的一个或多个液压致动器124、用于操作机器100的摆动机构的一个或多个液压马达(未示出)，以及与用于在工作表面105上推进机器100的机器100的左推进驱动和右推进驱动相关联的液压马达。摆动机构可以操作地使上层结构103相对于机器100的底盘101旋转。应当明白的是，在其它实施例中，可以为不同液压回路提供不同数量的液压马达和/或液压致动器。
机器100还包括适用于控制液压系统108和机器100的其它部件的控制单元(未示出)。控制单元可以操作地连接至输入装置(未示出)并且可以适用于从操作员接收指示机器100或机器100的致动器(例如，挖掘机铲斗126)的期望移动(或期望速度)的输入，并且因此可以确定与液压系统108的每个液压致动器或马达相关联的动力需求以执行期望移动。
控制单元可以包括一个或多个控制模块(例如，ECM、ECU等)。一个或多个控制模块可以包括用于接收和传输信号的处理单元、存储器、传感器接口和/或控制接口。处理单元可以表示由根据本发明的系统使用以执行各种通信、控制和/或诊断功能的一个或多个逻辑和/或处理部件。一个或多个控制模块可以使用任何适当的通信机构(例如CAN总线)而彼此通信和与控制单元内并且结合控制单元的其它部件通信。
另外，处理单元可以适用于执行例如来自诸如存储器的存储装置的指令。一个或多个控制模块可以各自负责执行用于液压系统108和/或机器100的其它部件的软件代码。处理单元可以包括(例如)一个或多个通用处理单元和/或专用单元(例如，ASIC、FPGA等)。在某些实施例中，处理单元的功能性可以体现在包括集成CPU、存储器和一个或多个外围设备的集成微处理器或微控制器中。
现在参考图2A和图2B，将更详细地描述根据本发明的挖掘机铲斗126的示例性实施例。
如图2A和图2B中所示，挖掘机铲斗126包括后壁128和能够移动的部件130，例如能够移动的前部。后壁128能够枢转地连接至机器100的操纵杆(参见图1)，并且可以通过使液压致动器124扩张或收缩而提供。能够移动的部件130经由销138A、138B能够枢转地附接至后壁126，所述销138A、138B在图2A中由虚线示意地说明。应当明白的是，在其它实施例中，能够移动的部件130可以以不同配置附接至后壁128。
能够移动的部件130包括第一侧壁132、第二侧壁134和底部136。第一侧壁132和第二侧壁134分别经由销138A、138B能够枢转地连接至后壁138。另外，第一侧壁132和第二侧壁134可以例如通过焊接或以任何其它合适方式连接至底部136以形成挖掘机铲斗126的能够移动的部件130。
一个或多个液压致动器(未示出)可以安装在挖掘机铲斗126的后壁128上并且接合侧壁132、134的接合部分，如下文更详细地描述。当致动连接至侧壁132、134的液压致动器时，能够移动的部件130可以向上倾斜以如图2B中所示般打开挖掘机铲斗126。以此方式，挖掘机铲斗126中的材料可以例如被释放至翻斗车等的车厢中。
如图2A和图2B中所示，侧壁132、134包括曲柄部分以出于上述原因而从后壁128中向外延伸。
现在参考图3A和图3B，更详细地描述示例性侧壁132。应当明白的是，除下文描述的曲柄部分146(其将在相反方向上弯折)之外，侧壁134可以具有与侧壁132相同的配置。
如图3A中所示，侧壁132包括单件式金属板基板140和连接至金属板基板140以形成侧壁132的一个或多个金属板构件142、144。在图3A和图3B中所示的示例性实施例中，两个金属板构件142、144连接至金属板基板140。然而，将明白的是，在根据本发明的其它实施例中，两个以上金属板构件或仅单个金属板构件可以连接至金属板基板140。在某些实施例中，可以不存在附加金属板构件，且侧壁132可以仅由金属板基板140形成。
金属板基板140包括附接部分141、曲柄部分146和延伸部分154。
附接部分141可以形成为基本上扁平部分并且可以被配置成附接至挖掘机铲斗126的后壁128。在图3A和图3B中所示的示例性实施例中，附接部分141包括用于容纳销138A(参见图2A)的第一孔150和用于接合相关液压致动器的第二孔152。虽然先前已经描述相关液压致动器被安装在后壁128上，但是也预期相关液压致动器可以被安装在机器100的其它部件(例如，机器100的操纵杆)上。
曲柄部分146从附接部分141朝金属板基板140的远端155延伸，其中宽度朝远端155逐渐增加。另外，曲柄部分146弯折使得其向外延伸的距离远于附接至后壁128时的附接部分141。将容易明白的是，曲柄部分146包括相对于附接部分141的延伸方向的第一方向d1弯折的第一部分146a和弯折至相反第二方向d2中的第二部分146b(参见图4a)。
延伸部分154从曲柄部分146的第二部分146b延伸至金属板基板140的远端155，如图3B中所示。在示例性实施例中，延伸部分154延伸至侧壁132的远端，在图3A和图3B中所示的示例性实施例中，侧壁132的远端与金属板基板140的远端155相同。然而，应当明白的是，在其它实施例中，延伸部分154无法延伸越过侧壁132的全长，使得侧壁132的远端将由金属板构件142、144中的一个形成。
如图3A和图3B中所示，金属板基板140进一步包括从附接部分141延伸至金属板基板140的远端155的前缘148，其中前缘148至少部分形成挖掘机铲斗126的前缘(参见例如图2A和图2B)。
现在参考图4A和图4B，更详细地示出侧壁132的金属板基板140。
图4A示出了金属板基板140的前视图，且图4B示出了金属板基板140的透视图。图4A中清晰可见的是，曲柄部分146导致均形成为基本上扁平部分的附接部分141和延伸部分154在垂直于附接部分141和延伸部分154的延伸方向的方向上彼此偏离达曲柄部分146的宽度。应当明白的是，在其它示例性实施例中，附接部分141和延伸部分154不一定需要彼此平行。另外，在其它实施例中，附接部分141和延伸部分154不一定需要形成为扁平部分，并且可以包括一个或多个弯曲部、阶状部等。
根据本发明的示例性实施例，金属板基板140可以具有介于约1500mm与约4500mm之间的长度和介于约500mm与约2500mm之间的宽度。曲柄部分146可以形成使得其在金属板基板140的延伸方向上具有介于例如金属板基板140的长度的1/8与1/3之间，优选地1/6与1/4之间的长度。因此，曲柄部分146可以延伸覆盖从约150mm至约1500mm之间的长度。另外，曲柄部分146可以被形成为在金属板基板140的横向方向上具有从约250mm至约1500mm之间的宽度。第一部分146a与附接部分141之间的角度可以介于约20度与约45度之间，且第二部分146a与延伸部分154间的角度可以介于约20度与约45度之间。当然，曲柄部分146的配置可以针对不同挖掘机铲斗而个别地确定。
金属板基板140可以进一步由取决于挖掘机铲斗126的大小而具有介于30mm与250mm之间的厚度的扁平金属板部分形成。将明白的是，金属板基板140的表面可以被加工成产生金属板基板140(例如前缘148)的期望性质。加工步骤可以包括火焰切割、等离子体切割或激光切割、打磨以提供良好的边缘表面质量和通过打磨、碾磨或钻孔去除材料。另外，热处理和/或火焰整平可以施加于金属板基板140。
如先前描述，金属板构件142、144可以通过焊接连接至金属板基板140。然而，将容易明白的是，金属板构件142、144可以通过其它手段(例如，使用螺栓等)连接至金属板基板140。
工业实用性
根据前述讨论将容易明白本文公开的系统和方法的工业应用性。适用于本发明的一种示例性机器是挖掘机，诸如大型采矿挖掘机。类似地，所描述的系统和方法可适用于多种机器和任务。
根据某些示例性实施例，一种形成挖掘机铲斗的能够移动的部件的侧壁的方法可以包括提供扁平金属板基板和弯折扁平金属板基板以形成用于将侧壁附接至挖掘机铲斗的后壁的附接部分、从附接部分朝金属板基板的远端延伸的曲柄部分以及从曲柄部分延伸至金属板基板的远端的延伸部分。
金属板基板140可以由诸如金属、合金等的任何适当材料形成。金属板基板140的典型厚度可以在约30mm至约250mm之间的范围中。金属板基板140可以使用任何已知技术(例如，通过光焰切割、等离子体切割或激光切割，接着弯折且再接着切割)弯折为产生具有期望尺寸的曲柄部分146的形状。可能需要打磨来确保良好的边缘质量。材料在弯折之后可以通过打磨、碾磨或钻孔而去除。热处理可以在弯折之前和/或之后施加。在弯折之后可能需要火焰整平来保持尺寸和/或几何公差。
形成侧壁的示例性方法可以进一步包括将一个或多个金属板构件焊接至金属板基板140以形成侧壁132和/或侧壁134。如上文提及，替代地，一个或多个金属板构件142、144可以使用适当的紧固元件附接至金属板基板140。例如，如果使用螺栓以将金属板构件142、144附接至金属板基板140，那么金属板基板140中可以形成对应的穿孔。
另外，示例性方法可以进一步包括分别形成孔150、152用于容纳销138A和接合液压致动器用于提供能够移动的部件130。孔152和/或孔152可以包括用于分布负载的轮毂(未示出)，其可以被焊接在对应的孔中并且可以由一个或多个部分形成。另外，金属板基板140的各个边缘可以被加工成促进金属板构件142、144至金属板基板140的焊接，并且导致机器100的操作期间金属板基板140的前缘148的期望耐用性。例如，可能需要焊缝的打磨来确保平滑过渡和良好的表面质量。
应当明白的是，以上描述提供了所公开系统和技术的实例。然而，预期本发明的其它实施方案的细节可以不同于以上实例。对本发明或其实例的所有引用旨在提及此时讨论的特定实例且不旨在暗示对本发明的范围的更一般的任何限制。除非本文另有指示或者上下文明显有矛盾，否则本文所描述的所有方法可以任何合适的顺序执行。
因此，本发明包括所有由适用法律许可的所附权利要求中所列举的主题的改进和等价方式。另外，上述元件在所有可行的变型中的任何结合均包括在本发明中，在此另有说明或者由上下文明确地矛盾除外。
虽然本文已描述了本发明的优选实施例，但是在不脱离以下权利要求书的范围的情况下可以并有改进和修改。
Claims (15)
1.一种挖掘机铲斗(126)的能够移动的部件(130)的侧壁(132，134)，其包括：
金属板基板(140)，其包括附接部分(141)，用于将所述侧壁(132，134)附接至所述挖掘机铲斗(126)的后壁(128)，
其中所述金属板基板(140)包括从所述附接部分(141)延伸的曲柄部分(146)和从所述曲柄部分(146)延伸至所述金属板基板(140)的远端(155)的延伸部分(154)。
2.根据权利要求1所述的侧壁，其进一步包括连接至所述金属板基板(140)以形成所述侧壁(132，134)的一个或多个金属板构件(142，144)。
3.根据权利要求2所述的侧壁，其中所述一个或多个金属板构件(142，144)是通过焊接连接至所述金属板基板(140)。
4.根据权利要求2所述的侧壁，其中所述金属板基板(140)包括一个或多个金属板构件附接部分，且所述一个或多个金属板构件(142，144)通过附接至所述一个或多个金属板构件附接部分的一个或多个紧固元件连接至所述金属板基板(140)。
5.根据权利要求4所述的侧壁，其中所述一个或多个金属板构件(142，144)通过接纳在所述一个或多个金属板构件附接部分中的一个或多个螺钉连接至所述金属板基板(140)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的侧壁，其进一步包括从所述附接部分(141)延伸至所述金属板基板(140)的所述远端(155)的前缘(148)，其中所述前缘(148)形成所述挖掘机铲斗(126)的前缘的至少一部分。
7.根据权利要求6所述的侧壁，其中所述前缘(148)基本上形成所述挖掘机铲斗(126)的侧前缘。
8.根据前述权利要求中任一项所述的侧壁，其中所述侧壁(132，134)被配置成经由所述附接部分(141)能够枢转地附接至所述后壁(128)，且所述金属板基板(140)进一步包括致动器接合部分(152)，其被配置成与致动器接合使得所述致动器能够使所述侧壁(132，134)相对于所述后壁(128)枢转。
9.根据前述权利要求中任一项所述的侧壁，其中所述金属板基板(140)是由具有介于约30mm至约250mm，优选地介于约35mm至约200mm之间的厚度的金属板形成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的侧壁，其中所述附接部分(141)被形成为基本上扁平部分，且所述曲柄部分(146)被形成使得当所述侧壁(132，134)附接至所述后壁(128)时，所述延伸部分(154)从所述后壁(128)向外延伸。
11.一种挖掘机铲斗(126)的能够移动的部件(130)；其包括：
根据权利要求1至10中任一项所述的第一侧壁(132)；
根据权利要求1至10中任一项所述的第二侧壁(134)；以及
底部(136)，其连接至所述第一侧壁(132)和所述第二侧壁(134)。
12.一种机器(100)，其包括：
挖掘机铲斗(126)，其包括后壁(128)和根据权利要求11所述的能够移动的部件(130)；以及
液压致动器，其被配置成使所述能够移动的部件(130)相对于所述后壁(128)枢转。
13.根据权利要求12所述的机器，其中所述液压致动器被安装在所述后壁(128)上。
14.一种形成挖掘机铲斗(126)的能够移动的部件(130)的侧壁(132，134)的方法，其包括：
提供扁平金属板基板(140)；
弯折所述扁平金属板基板(140)以形成用于将所述侧壁(132，134)附接至所述挖掘机铲斗(126)的后壁(128)的附接部分(141)、从所述附接部分(141)朝向所述金属板基板(140)的远端(155)延伸的曲柄部分(146)以及从所述曲柄部分(146)延伸至所述金属板基板(132，134)的所述远端(155)的延伸部分(154)。
15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括将一个或多个金属板构件(142，144)焊接到所述金属板基板(140)以形成所述侧壁(132，134)。
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