CN106687647B - 高性能机具磨耗构件 - Google Patents

Abstract

一种用于土工作业机具的磨耗构件(100)包括具有前部(102)、后部(104)、顶部(106)、底部(108)、内侧(110)和外侧(112)的主体(101)。切削刃(140)沿着底部界面(120)的至少一部分限定。磨耗构件(100)包括：波形上前表面(114)，该波形上前表面在沿着所述前部(102)和所述顶部(106)之间的顶界面(118)的顶边缘(138)之间延伸；沿着所述前部(102)和所述外侧部(112)之间的外侧界面(122)的外侧边缘(144)；在前部(102)上的脊部(164)，以及沿着底部界面(120)的矛头边缘(142)。磨耗构件(100)包括形成在主体(101)的前部(102)上邻近波形上前表面(114)的波形下前表面(116)，该波形下前表面位于沿着所述前部(102)和所述内侧部(110)之间的内侧界面(124)设置的内侧边缘(146)、切削刃(140)和脊部(164)之间。

Description

高性能机具磨耗构件

技术领域

本发明大体涉及地面接合工具，更具体地，涉及用于采矿和建筑机械的铲斗、铲刀和其他作业工具上的地面接合工具。

背景技术

不同类型的采矿和建筑机械，例如牵引机、推土机、反铲挖土机、挖掘机、自动平地机和矿用卡车，通常使用土工作业铲刀来移动和放平被挖掘或装载的土地或材料。土工作业铲刀由于与在操作期间与高度磨蚀性材料的重复接触而频繁地经历极度磨损。在采矿和建筑机械中使用的土工作业铲刀和其他机具的替换可能是昂贵的和劳动密集的。

土工作业铲刀可以配备地面接合工具(GET)，例如切削头或一组切削刃，以帮助保护铲刀和其他土工作业铲刀免受磨损。通常，切削头可以是齿、边缘保护器、尖端或其他可移除部件的形式，其可以附接到铲刀或其他工具的，发生最大损坏和重复的擦伤和冲击的区域。例如，以边缘保护器形式的地面作业工具可以包裹在机具的切削刃周围，以帮助防止其过度磨损。

在这种实施例中，可移除切割头可能受到摩擦和重复冲击的磨损，同时有助于保护铲刀或其可安装的其他机具。当切削头因使用而磨损时，可以以合理的成本将其移除并用新的切削头或其他地面作业机具替换，以允许继续使用机具。通过用地面作业机具来保护机具，并在适当的时间间隔更换磨损的地面作业机具，可以显著地节省成本和时间。

通过增加切削头切割作业材料的能力，可以进一步增强使用切削头来保护大型机器机具而获得的成本和时间的节省。在许多实施例中，机器必须使用第一机具，例如松土机或其他切削工具，进行第一道次，以在用第二机具，例如铲刀进行另一道次以移除材料之前，切割土地或其他作业材料。因此，能够使用较少的道次，用铲刀切割作业材料并用铲刀移动材料的机具系统可以提高作业效率。本领域中持续需要一种改进的切削头系统，以增加土工作业机械的效率并提高生产率。

应当理解的是，本发明人创建了该背景描述来帮助读者，并且不应将其视为任何所指出的问题本身在本领域中是被认可的。虽然所描述的原理在一些方面和实施例中可以减轻其他系统中固有的问题，但是应当理解，本发明的保护范围由所附权利要求限定，而不是由任何公开的特征解决本文所述的任何具体问题的能力。

发明内容

在一个实施例中，本发明描述了一种用于土工作业机具的磨耗构件。该磨耗构件包括具有前部、后部、顶部、底部、内侧部和外侧部的主体。切削刃沿着前部和底部之间的底界面的至少一部分限定。磨耗构件包括限定在前部上的波形上前表面。波形上前表面在沿着所述前部和所述顶部之间的顶界面设置的顶边缘、沿着所述前部和所述外侧部之间的外侧界面设置的外侧边缘、设置在所述前部上的脊部和沿着所述外侧部分和所述切削刃之间的底界面设置的矛头边缘之间延伸。磨耗构件还包括在与波形上前表面相邻的主体的前部上形成的波形下前表面。波形下表面限定在沿着前部和内侧部之间的内侧界面设置的内侧边缘、切削刃和脊部之间。

在另一个实施例中，本发明描述了一种用于土工作业机具的磨耗构件。该磨耗构件包括具有前部、后部、顶部、底部、内侧部和外侧部的主体。切削刃沿着前部和底部之间的底界面的至少一部分限定。磨耗构件包括限定在前部上的波形上前表面。波形上前表面在沿着所述前部和所述顶部之间的顶界面设置的顶边缘、沿着所述前部和所述外侧部之间的外侧界面设置的外侧边缘、设置在所述前部上的脊部和沿着所述外侧部分和所述切削刃之间的底界面设置的矛头边缘之间延伸。磨耗构件包括限定在主体的底部上的底表面。底表面在矛头边缘、切削刃、沿着所述底部和所述外侧之间的外底界面设置的外底边缘、沿着所述后部和所述底部之间的后底界面设置的后底边缘和沿着所述底部和所述内侧部之间的内底界面设置的内底边缘之间延伸。波形上前表面具有大致凹形的形状。另外，在波形上前表面和底表面之间相对于矛头边缘测量的矛头边缘角度小于约90度。

在另一个实施例中，本发明描述了一种用于土工作业机具的磨耗构件系统。磨耗构件系统包括适于安装到土工作业铲刀的安装边缘的至少一个端部切削头。安装边缘限定在第一铲刀端部和第二铲刀端部之间。该至少一个端部切削头包括具有前部、后部、顶部、底部、内侧部和外侧部的主体。其中，切削刃沿着前部和底部之间的底界面的至少一部分限定。端部切削头还包括限定在前部上的波形上前表面。波形上前表面在沿着所述前部和所述顶部之间的顶界面设置的顶边缘、沿着所述前部和所述外侧部之间的外侧界面设置的外侧边缘、设置在所述前部上的脊部和沿着所述外侧部分和所述切削刃之间的底界面设置的矛头边缘之间延伸。端部切削头还包括在与波形上前表面相邻的主体的前部上形成的波形下前表面。波形下表面限定在，沿着前部和内侧部之间的内侧界面设置的内侧边缘、切削刃和脊部之间。磨耗构件系统还包括适于沿着土工作业铲刀的安装边缘安装的至少一个中间切削刃。安装边缘位于第一铲刀端部和第二铲刀端部之间。

从下面的详细说明以及附图中能够意识到本发明的更多和替代的方面及特征。可以理解的是，本发明公开的端部切削头相关的原理能够在其他和不同的实施例中实施，并且能够在多个方面进行修改。因此，应当理解，上面的概述和下面的详细说明都仅是示例性和说明性的，不应看作对所附权利要求范围的限制。

附图说明

图1是包括根据本发明的原理构造的具有机具端部切削头的机具的实施例的机器的实施例的示意性侧视图。

图2是图1机具的透视图。

图3是根据本发明的原理构造的机具端部切削头的左前透视图。

图4是图3的机具端部切削头的右前透视图。

图5是图3的机具端部切削头的右后透视图。

图6是图3的机具端部切削头的前视图。

图7是图3的机具端部切削头的右侧正视图。

图8是图3的机具端部切削头的仰视图。

图9是图3的机具端部切削头的俯视图。

图10是图3的机具端部切削头的左侧正视图。

图11是图3的机具端部切削头的后视图。

图12是图3的机具端部切削头的后侧透视图。

图13是图12的放大详图，如圆XIII所示。

图14是根据本发明的原理构造的机具端部切削头的另一个实施例的右前透视图。

图15是图14的机具端部切削头的左后透视图。

图16是安装到图2的机具上的图3的机具端部切削头的局部前视图。

图17是安装到图2的机具上的图3的机具端部切削头的局部俯视图。

图18是安装到图2的机具上的图3的机具端部切削头的局部右侧正视图。

图19是安装到图2的机具上的图14的机具端部切割头的局部左侧视图。

图20是根据本发明的原理构造的机具端部切削头的另一个实施例的右前透视图。

图21是图20的机具端部切削头的右后透视图。

图22是图20的机具端部切削头的右侧正视图。

图23是图20的机具端部切削头的仰视图。

具体实施方式

本发明涉及地面接合工具的组件及系统，特别是实现在各种类型的采矿、土工作业和建筑机械中使用的诸如切削头的磨耗构件。图1示出了履带式牵引机形式的机器50的实施例，其可以包括根据本发明的原理构造的磨损构件，特别是机具端部切削头的实施例。在其他用途中，履带式牵引机可用于在各种露天采矿或其他建筑应用中，移动和剥离作业材料。

如图1所示，机器50可以包括具有驾驶室54的主体52，以容纳机器操作者。机器50还可以包括臂系统56，臂系统56在一端枢转地连接到主体52或底架并且在相对的远端处支撑机具组件60。在实施例中，机具组件60可以包括任何合适的机具，例如土工作业铲刀，或者可与端部切削头100一起使用的任何其他类型的合适的装置。所示机器50还包括具有与机具组件60相对的松土机64的松土机组件62。松土机64可用于切割和粉碎作业材料以便移除。控制系统可以容纳在驾驶室54中，该控制系统可以适于允许机器操作者操纵和联动机具组件60和/或松土机组件62，用于挖掘、开凿或任何其他合适的应用。

图2示出了机具组件60的实施例。如图2所示，机具组件60可以包括土工作业机具，例如铲刀66，其可以具有，适于接合地面或其他挖掘面的安装边缘68。安装边缘68可适于接收多个磨耗构件，包括中间切削刃70和端部切削头100、200。端部切削头100、200可以分别在第一铲刀端部72和第二铲刀端部74处设置在安装边缘68上。在一些实施例中，安装到安装边缘68的第一铲刀端部72的端部切削头100，可以与安装到安装边缘68的第二铲刀端部74的端部切削钻头200对称。在所示实施例中，中间切削刃70可以沿着安装边缘68，安装在端部切削头100、200之间。每个中间切削刃70可具有，在机器操作期间可接触作业材料的切削刃76。尽管，图2示出了两个中间切削刃70，但是可以设想，可以使用具有不同形状和尺寸的任何数量的中间切削刃。在一些实施例中，可以设想，不使用中间切削刃。通过重复使用，端部切削头100，200和中间切削刃70经受磨损，并且最终可以更换，以允许机具组件60的进一步使用。另外，尽管，图2示出了安装到平坦铲刀的磨耗构件，本文中还预期涉及U形铲刀或具有其他形状的机具的应用。

尽管图1和图2示出了根据本发明的原理构造的端部切削头在履带式牵引机的铲刀上的应用，许多其他类型的机具和采矿和施工机械可以从使用本文所述的磨耗构件受益。应当理解，在其他实施例中，根据本发明的原理构造的磨耗构件，可以用在各种其他机具和/或机器中。

图3-5示出了用于土工作业机具的透视图，特别是端部切削头100的磨耗构件的实施例的透视图。端部切削头100可以由主体101形成，主体101可以具有大致梯形形状，并在一个拐角上具有矛头突起103。本文所公开的具有矛头突起103的端部切削头100的形状，提供了提高机器挖掘或清理作业材料的速度和效率的各种益处。具体地，端部切削头100的所公开的形状可切穿作业材料的表面，使得配备有具有所公开的端部切削头100的铲刀66的机器50可以在单道次中切穿和清理作业材料。这种能力是对现有地面作业机具组件的改进，这需要机器使用松土机或其他地面切割机具进行第一道次，以粉碎作业材料的表面，然后用铲刀或其他机具进行第二道次，以清理作业材料。因此，所公开的端部切削头100可以显着减少土工作业机具清理区域所需的道次数量，在一些应用中将道次数减少高达一半。

主体101可以具有前部102、后部104、顶部106、底部108、内侧部110和外侧部112。界面可以存在于每个相邻部分之间。具体地，顶界面118可以存在于顶部106和前部102之间，并且底界面120可以存在于前部和底部108之间。外侧界面122可以存在于前部102和外侧部112之间，并且内侧界面124可以存在于前部和内侧部110之间。外底界面126可以存在于底部108和外侧部112之间，并且内底界面128可以存在于内侧部110和底部之间。此外，外后部界面130可以存在于外侧部112和后部104之间，并且内后部界面132可以存在于内侧部110和后部之间。后底界面134可以存在于后部104和底部108之间，并且后顶界面136可以存在于顶部106和后部之间。最后，在一些实施例中，外顶界面135可以存在于外侧部112和顶部106之间，并且内顶界面137可以存在于内侧部110和顶部之间。

在一些实施例中，多个安装孔109可以形成在主体101中，以在主体的前部102和后部104之间形成通道。安装孔109可适于接收安装硬件，例如螺栓、螺钉、铆钉或适于将端部切削头100固定到机具的其他安装工具。在一些实施例中，安装孔109可以是埋头式的，以在前部102上提供光滑、齐平的表面。尽管一些所示实施例中的示出了适于容纳七组安装硬件的七个安装孔109，但是可以设想，在其他实施例中可以使用任何数量的安装孔。还可以想到，可以使用替代的安装方法来将端部切削头100安装到土工作业铲刀或其他机具上。

主体101上的每个界面可以限定能限定主体上的表面的一个或多个边缘。具体地，顶边缘138可以沿着顶界面118设置，并且切削刃140可以沿着底界面120的至少一部分设置并且在内侧部110和矛头突起103之间延伸。在一些实施例中，切削刃140可以远离前部102凹陷地弯曲，并限定远离矛头突起103弯曲的边缘。矛头边缘142也可以沿着底界面120设置，并且在外侧部112和切削刃140之间延伸，这可以形成矛头突起103的前边缘。外侧边缘144可以沿着外边界面122设置在顶边缘138和矛头边缘142之间，并且，内侧边缘146可以沿着在顶边缘138和切削刃140之间延伸的内侧界面124设置。在某些实施例中，外侧边缘144可以具有凹曲率。另外，主体101可以包括沿着外底界面126设置并且在矛头边缘142和后部104之间延伸的外底边缘148，以及沿着内底界面128设置，并且在切削刃140和后部之间延伸的内底边缘150。外后边缘152可沿外后界面130设置，并在顶部106和外底边缘148之间延伸，并且内后边缘154可沿内后界面132设置，并在顶部和内底边缘150之间延伸。后顶边缘156可以沿着后顶界面136设置，并且在外后边缘152和内后边缘154之间延伸，并且后底边缘158可以沿着后底界面134，设置并且在外后边缘和内后边缘之间延伸。此外，在一些实施例中，外顶边缘160可以沿外顶界面135限定，并且在顶边缘138和后顶边缘156之间延伸，并且内顶边缘162可以沿内部顶界面137限定，并且在顶边缘和后顶边缘之间延伸。在所示实施例中，各个边缘可以被倒角以形成主体101的圆形边缘和拐角。可以预期，然而，主体101的边缘可以具有尖角、倾斜的斜面或任何其他合适的形状。

出于说明的目的，附图示出了法向轴线80、横向轴线90和纵向轴线85，这些线被定义为彼此垂直。参考图3-5，出于说明的目的，端部切削头100的主体101被对准，使得外顶边缘160和内顶边缘162可以基本上沿着纵向轴线85延伸，并且顶边缘138可以基本上沿着横向轴线90延伸。在一些实施例中，内后边缘154可基本上沿法向轴线80延伸。

正如图3-4所示，主体101的前部102可限定波形上前表面114和波形下前表面116。脊部164还可以设置在前部102上，以将波形上前表面114与波形下前表面116分开。在一些实施例中，诸如图6中所示的实施例，脊部164可以在内部顶边缘162和矛头边缘142之间沿着前部102延伸。波形上前表面114可以在主体101的前部102上形成大致梯形的凹陷，该凹陷在顶边缘138、外侧边缘144、脊部164和矛头边缘142之间延伸。在一些实施例中，波形上前表面114可以具有跨波形上前表面一致的曲率。在其他实施例中，波形上前表面的曲率可以沿着表面在不同点处变化。在一些实施例中波形上前表面114的曲率跨表面变化，并且可以由脊部164、外侧边缘144、顶边缘138和矛头边缘142的几何形状决定。还可以预期，在一些实施例中，矛头边缘142可以简单地是点，并且在这种实施例中，波形上前表面114可以具有大致三角形的形状。

波形下前表面116可以在主体101的前部102上邻近波形上前表面114处形成大致三角形的凹陷。波形上前表面114和波形下前表面116的大致凹形形状有助于在端部切削头100穿过作业材料时引导作业材料碎屑远离矛头突起103。这可以减少在端部切削头100接合作业材料的点处的加工材料堆积，以提高切削和清理效率。然而，可以预期，在其他实施例中，波形下前表面116可具有其他形状。波形下前表面116可在脊部164、内侧边缘146和切削刃140之间延伸。在一些实施例中端部切削头100可以沿着主体101的内侧部110，安装到邻近中间切削刃70的土工作业机具上。波形下前表面116和切削刃140的形状和曲率可以在端部切削头100的不同实施例中变化，这取决于用于确保安装在土工作业机具上的相邻磨耗构件之间的平滑过渡的特定中间切削刃的尺寸。尽管所示的实施例没有示出端部切削头100和200与中间切削刃70之间的平滑过渡，但可以设想，这种平滑过渡可以通过改变端部切削头或切削刃的尺寸而发生。

主体101还可以包括外矛头角部143和内矛头角部145。外矛头角部143可以设置在外侧边缘144和矛头边缘142之间的接合处，并且内矛头角部145可以设置在脊部164、矛头边缘142和切削刃140之间的接合处。另外，主体101可包括，设置在切削刃140、内侧边缘146和内底边缘150之间的接合处的内侧角部147。

图4-5示出了可限定在主体101的外侧部112上的外侧面166。外侧面166可以设置在主体101上邻近波形上前表面114并且在外侧边缘144、外后边缘152和外底边缘148之间延伸。在一些实施例中，外侧面166可以是平的；然而，可以设想，在一些实施例中，外侧面可以是非平的，诸如具有凹形或凸形。

参照图5和图11，底表面168可以限定在主体101的底部108上，并且后表面170可以限定在主体的后部104上。底表面168可沿着外底边缘148，邻近外侧面166而设置在主体101上。此外，底表面168在切割边缘140、矛头边缘142、内底边缘150和后底边缘158之间延伸。在一些实施例中，底表面168是平面的，而在其他实施例中，底表面可以是波形的或由多个平面表面构成。后表面170可沿着后底边缘158，邻近底表面168，设置在主体101的后部104上。尽管在所示实施例中，后底边缘158被示出为基本上是线性的，但是可以设想，在一些实施例中，后底边缘可以是非线性的。后表面170可在后底边缘158、外后边缘152、内后边缘154和后顶边缘156之间延伸，在一些实施例中形成基本上梯形的表面。

底表面168可以在矛头边缘142处沿着底界面120与波形上前表面114相交。图12示出了波形上前表面114和底表面168在矛头边缘142处的相交。底表面168的至少一部分可以限定底表面平面169，如图13所示。波形上前表面和底表面平面169的相交可以限定围绕矛头边缘142测量的矛头边缘角B。矛头边缘角B可以表示，相对于沿着矛头边缘142的任何点，在波形上前表面114和底表面168之间形成的角度。尽管，图13示出了由于波形上前表面114的凹度而在外矛角部143处测量的矛头边缘角B，但是矛头边缘角度B可以沿着矛头边缘142变化。在一些实施例中，矛头边缘角度B可以小于约90度。在其他实施例中，矛头边缘角度B可以小于约60度。在其他实施例中，矛头边缘角度B可以在约10度和约55度之间的范围内。在其他实施例中，矛头边缘角度B可以在约30度和约50度之间的范围内。当机器50在作业区域中通过时，矛头边缘角度B的性质可允许端部切削头100更有效和高效地切割作业材料。在矛头边缘角度B小于90度的实施例中，当端部切削头100穿过作业材料时，可以在波形上前表面114的与底表面168相邻的部分的后面，形成缓冲区。然后可以允许从作业材料的表面切割的碎屑在矛头边缘142下面，或围绕邻近主体101的波形上前表面114的外侧面166通过，并且进入缓冲区，从而提高切削效率。端部切削头100的切削效率还可以受到在波形上前表面114和作业表面之间形成的角度的影响。

现在参考图7，端部切削头100的主体101可以被对准，使得外顶边缘160基本上沿着纵向轴线85延伸，并且顶边缘138沿着横向轴线90延伸。在这种对准中，波形上前表面角度C，可以在波形上前表面114和正侧面82之间形成，正侧面82是由法向轴线80和横向轴线90限定的平面。在图7所示的实施例中，后表面170可以限定平行于正侧面82的后表面平面171。尽管图7示出了由于波形上前表面114的凹度，而在外顶边缘160处测量的波形上前表面角度C，但是，波形上前表面角度C可以沿着顶边缘138变化。在一些实施例中，波形上前表面角度C可以小于约30度。在其他实施例中，波形上前表面角度C可以小于约20度。在一些实施例中，波形上前表面角度C可以在约5度和约30度之间的范围内。在其他实施例中，轮廓的上前表面角度C可以在约10度至约20度之间的范围内。在一些实施例中，波形上前表面角度C可以在约0度和约25度之间的范围内。在轮廓上表面角度C基本为0度的实施例中，波形上前表面114的至少部分可以基本上平行于后表面170，特别是邻近外侧边缘144。

也如图7所示，在正侧面82和与矛头端缘142相邻的波形上前表面114的表面之间可以形成矛头垂直角A。如图7所示，正侧面82沿着法向轴线80对准。在一些实施例中，矛头垂直角A可以在约0度和约30度之间的范围内，而在其他实施例中，在约10度和约25度之间的范围内。在一些实施例中，矛头垂直角A可以在约12度和约20度之间的范围内，而在其他实施例中，在约20度和约25度之间。在一些实施例中，矛头垂直角A可以一般地根据主体深度GG确定，下面将更详细地讨论。

现在参考图8，示出了端部切削头100的主体101的实施例，其中后底边缘158基本上沿着横向轴线90延伸，内顶边缘162基本上沿着纵向轴线85延伸，并且内后边缘154基本上沿着法向轴线80延伸。在这种对准中，在由纵向轴线85和横向轴线90限定的平面中，在后表面平面171和外底边缘148之间形成外底边角D。外底边角D也在图2中示出。在一些实施例中，外底边角D可以小于约90度，并且在其他实施例中小于约70度。在一些实施例中，外底边角D可以在约35度和约75度之间的范围内，并且在其他实施例中在约50度和约75度之间。在其他实施例中，外底边角D可以在约60度和约70度之间的范围内。外底边角D的性质可允许，在机器50在作业区域中通过时，端部切削头100可以更有效且高效地切割作业材料。在外底边角D小于90度的实施例中，当端部切削头100穿过作业材料时，可以在波形上前表面114的与底表面168相邻的部分的后面，形成缓冲区。然后可以允许从作业材料的表面切割的碎屑在矛头边缘142下面，或围绕邻近主体101的波形上前表面114的外侧面166通过，并且进入缓冲区，从而提高切削效率。

图9还示出了顶表面172，该顶表面172可以沿着顶边缘138邻近波形上前表面114，并且沿着后顶边缘156邻近后表面170。顶表面172也可以在顶边缘138、后顶边缘156、外顶边缘160和内顶边缘162之间延伸。在一些实施例中，顶表面172可以是在正侧面87中在主体101上形成的平面，正侧面87是由横向轴线90和纵向轴线85限定的平面。然而，可以设想，在其他实施例中，顶表面172可具有非平坦形状。

现在参考图10，内侧表面174可以在主体101的内侧部110上形成。内侧表面174可以沿着内侧边缘146，邻近波形下前表面116设置。内侧表面174可在内侧边缘146、内顶边缘162、内后边缘154和内底边缘150之间延伸。在所示的实施例中，内侧表面174可以是基本上平坦的，并具有基本上梯形的形状；然而，可以设想，在其他实施例中，内侧表面可以是非平坦的和非梯形的。如图2所示，在一些实施例中，当端部切削头100安装到铲刀或其他机具上时，内侧表面174可邻接或近似邻接相邻的中间切削刃70或其他磨耗构件。

本文公开的附图和视图示出了具有相对长度和角度测量值的端部切削头100的实施例的各种特征。然而，应当理解，所公开的尺寸不是穷举的，并且可以设想其他合适的尺寸。

图6示出，端部切削头100的主体101被对准，使得顶边缘138基本上沿着横向轴线90延伸，并且内顶边缘162基本上沿着纵向轴线85延伸。在这种对准中，外侧角E可以在正侧面中，在外侧边缘144和顶边缘138之间形成，该正侧面是由法向轴线80和横向轴线90限定的平面。在一些实施例中，外侧角E可以为至少90度。在其他实施例中，外侧角E可以为至少100度。在一些实施例中，外侧角E可以在约90度和约120度之间的范围内。在其他实施例中，外侧角E可以在约90度和约100度之间的范围内。或者，外侧角E可以低至约45度。

图6也示出，在正侧面中在外侧边缘144和脊部164之间形成的矛头表面角度F。在一些实施例中，矛头表面角度F可以为至多为55度，并且在其他实施例中可以为至多为45度。在其他实施例中，矛头表面角度F可以在约20度和约50度之间的范围内。在其他实施例中，矛头表面角度F可以在约30度和约40度之间的范围内。

当主体101被对准，使得顶边缘138基本上沿着横向轴线延伸，并且内顶边缘162基本上沿着纵向轴线85延伸时，脊部角G可以在脊部164和横向轴线90之间的正侧面中形成。在一些实施例中，脊部角G可以小于约50度，并且在其他实施例中可以小于约45度。在一些实施例中，脊部角G可以在约20度和约45度之间的范围内。在其他实施例中，脊部角G可以在约30度和约40度之间的范围内。

如图6所示，顶边缘138可以基本上沿着横向轴线90延伸，顶边缘长度AA被限定为外顶边缘160和内顶边缘162之间的沿着横向轴线的距离。矛头边缘142可具有矛头边缘长度BB，矛头边缘长度BB被限定为内矛头角部145和外矛头角部143之间的沿着横向轴线90的距离。在一些实施例中，矛头边缘长度BB和顶边缘长度AA之间的比率可以小于约1:5。在其他实施例中，矛头边缘长度BB和顶边缘长度AA之间的比率可以小于约1:10。在一些实施例中，矛头边缘长度BB与顶边缘长度AA的比率可以在约1:10到约1:20之间的范围内。在其他实施例中，矛头边缘长度BB与顶边缘长度AA的比率可以在约1:10到约1:15之间的范围内。在其他实施例中，矛头边缘长度BB与顶边缘长度AA的比率可以在约1:11到约1:13之间的范围内。

主体101可以具有内侧高度CC，该内侧高度CC被测量为内顶边缘162和内侧角部147之间的沿着法向轴线80的距离。主体101还可以具有外侧高度DD，该外侧高度DD被测量为外顶边缘160和外矛头角部143之间的沿着法向轴线80的距离。在一些实施例中，内侧高度CC与外侧高度DD的比率可以小于约1:1。在一些实施例中，内侧高度CC与外侧高度DD的比率可以在约3:4到约1:1之间的范围内。在其他实施例中内侧高度CC与外侧高度DD的比率可以在约9:10到约1:1之间的范围内。在一些实施例中内侧高度CC与外侧高度DD的比率可以为约5:6。在一些实施例中外侧高度DD与顶边缘长度AA的比率可以小于约3:2。在其他实施例中，外侧高度DD与顶边缘长度AA的比率可以小于约1:1。在其他实施例中，外侧高度DD与顶边缘长度AA的比率可以小于约9:10。在一些实施例中，外侧高度DD与顶边缘长度AA的比率可以在约1:2和约3:2之间的范围内。在其他实施例中，外侧高度DD与顶边缘长度AA的比率可以在约3:4和约1:1之间的范围内。在其他实施例中，外侧高度DD与顶边缘长度AA的比率可以在约17:20和约19:20之间的范围内。

主体可以具有，作为外矛状头角部143和内侧角部147之间的沿着横向轴线90的距离测量的底部长度EE。在一些实施例中，顶边缘长度AA与底边缘长度EE的比率可以小于约3:2。在其他实施例中，顶边缘长度AA与底边缘长度EE的比率可以小于约1:1。在其他实施例中，顶边缘长度AA与底边缘长度EE的比率可以小于约9:10。在一些实施例中，顶边缘长度AA与底边缘长度EE的比率可以在约1:2和约3:2之间的范围内。在其他实施例中，顶边缘长度AA与底边缘长度EE的比率可以在约3:4和约1:1之间的范围内。在其他实施例中，顶边缘长度AA与底边缘长度EE的比率可以在约4:5和约9:10之间的范围内。在一些实施例中，矛头边缘长度BB和底边缘长度EE之间的比率可以在约0:20和约1:20之间的范围内，并且在其他实施例中在约0:4和约1:4之间的范围内。在一些实施例中，矛头边缘长度BB和底边缘长度EE之间的比率可以在约1:20和约1:4之间的范围内，并且在其他实施例中在约1:10和约1:4之间的范围内。在一些实施例中，矛头边缘长度BB和底边缘长度EE之间的比率可以是约1:20，并且在其他实施例中可以为约1:5。还可以预期，在一些实施例中，矛头边缘长度BB可以基本上为零。在这样的实施例中，脊部164和外侧边缘144可以相交以在外矛头角部143处形成点。

主体101还可以具有矛头偏移长度FF，该矛头偏移长度被测量为外顶边缘160和外矛头角部143之间的沿着横向轴线90的距离。在一些实施例中，矛头偏移长度FF与顶边缘长度AA的比率可以小于约1:2，并且在其他实施例中可以为约0:2。在其他实施例中，矛头偏移长度FF与顶边缘长度AA的比率可以小于约1:3。在一些实施例中，矛头偏移长度FF与顶边缘长度AA的比率可以在约1:10和约1:2之间的范围内。在其他实施例中，矛头偏移长度FF与顶边缘长度AA的比率可以在约1:8和约3:8之间的范围内。在又一个实施例中，矛头偏移长度FF与顶边缘长度AA的比率可以在约1:5和约1:3之间的范围内。在一些实施例中，矛头偏移长度FF和底部长度EE之间的比率可以在约0:4和约1:4之间的范围内。在一些实施例中，底部长度EE可以基本上等于矛头偏移长度FF和顶边缘长度AA的和。还可以设想，在一些实施例中，顶边缘长度AA可以基本上等于底部长度EE，并且矛头偏移长度FF可以基本上为零。

现在参照图7，主体101可以具有作为在矛头边缘142和后表面170之间沿着纵向轴线85的距离测量的主体深度GG。在一些实施例中，主体深度GG与外侧高度DD的比率可以小于约1:1。在其他实施例中，主体深度GG与外侧高度DD的比率可以小于约1:2。在其他实施例中，主体深度GG和外侧高度DD之间的比率可以小于约1:3。在一些实施例中，主体深度GG与外侧高度DD的比率可以在约1:10和约1:1之间的范围内。在其他实施例中，主体深度GG和外侧高度DD之间的比率可以在约1:4和约1:2之间的范围内。在其他实施例中，主体深度GG与外侧高度DD的比率可以在约2:5和约1:2之间的范围内。在其他实施例中，主体深度GG与外侧高度DD的比率可以是约2:5。

这里所述的端部切削头100的特定主体深度GG及其与其他所列出的几何尺寸的关系，可提供改进的端部切削头性能。例如，当安装到土工作业机具时，所述主体深度GG可以提供矛头边缘142向前突出，以便允许改进的攻角进入作业表面。当端部切削头100安装到具有基本平坦的表面的土工作业机具时，这种改进的性能尤其明显，因为主体深度GG和端部切削头的其他所述几何特征可以使得平坦机具具有更像U形机具的作用。从本文所述的主体深度GG遵循的几何尺寸和比率，特别有利于在沿着作业表面的平面施加的切割力和沿着垂直于作业表面的平面施加挖掘力之间取得良好的平衡。

图14和15示出了，该端部切削头200可适于安装在，在安装边缘68的第二铲刀端74处的土工作业铲刀66上。在一些实施例中，端部切削头200可以与端部切削头100基本对称。端部切削头200可以具有主体201，主体201具有形成在主体上的前部202和后部204。主体201还可以具有基本上类似于端部切削头100的相应部分的顶部206、底部208、外侧部212和内侧部210。附图中所示的端部切削钻头200的其他类似编号的特征，可以具有与端部切削头100类似的特征。

参见图16和17，示出端部切削头100，其安装到邻近中间切削刃70的机具铲刀66的安装边缘68。图16示出了基本上平行于作业表面300观察的端部切削头100的前面的透视图。从这个角度来看，示出，虽然切削刃140具有基本上弯曲的形状，但是当安装到铲刀66上时，切削刃可以相对于作业表面300平行且齐平地施加。这种安装构造可以帮助最大化本文所述的端部切削头几何形状的效果。图17示出了，图16中所示的安装到机具铲刀66的端部切削头100的俯视图。图18示出了，类似于图16和17的安装构型的，安装到机具铲刀66的一端的安装边缘68上的端部切削头100的侧视图。图19示出，如图14和15中一样，安装到机具铲刀66的安装边缘68上的端部切削头200。

图20-23示出了端部切削头400的另一实施例，其可适于安装到在安装边缘68(图2)的第一铲刀端部72处的土工作业铲刀66。应当理解，端部切削头400可以构造为通过将其形成为镜像而安装在第二铲刀端部74处。

在一些实施例中，端部切削头400在形式上可以与端部切削头100基本相似。例如，端部切削头400可以具有主体401，主体401具有形成在主体上的前部402和后部404。主体401还可以具有基本上类似于端部切削头100的相应部分的顶部406、底部408、外侧部412和内侧部410。附图中所示的端部切削头400的其他类似编号的特征可以具有与端部切削头100类似的特征。

界面可以存在于每个相邻部分之间。具体地，顶界面418可以存在于顶部406和前部402之间，并且底界面420可以存在于前部402和底部408之间。外侧界面422可以存在于前部402和外侧部412。内侧界面424可以存在于前部402和内侧部410之间。另外，外后部界面430可以存在于外侧部412和后部404之间，并且内后部界面432可以存在于内侧部410和后部404之间。后底界面434可以存在于后部404和底部408，并且后顶界面436可以存在于顶部406和后部之间。最后，在一些实施例中，外顶界面435可以存在于外侧部412和顶部406之间，并且内顶界面437可以存在于内侧部410和顶部之间。

在一些实施例中，多个安装孔409可以形成在主体401中，以在主体的前部402和后部404之间形成通道。安装孔409可适于接收安装硬件，例如螺栓、螺钉、铆钉或适于将端部切削头400固定到机具的其他安装工具。在一些实施例中，安装孔409可以是埋头的，以在前部402上提供光滑、齐平的表面。尽管一些所示实施例中的示出了适于容纳七组安装硬件的七个安装孔409，但是可以设想，在其他实施例中可以使用任何数量的安装孔，例如四个安装孔。

主体401上的每个界面可以限定能限定主体上的表面的一个或多个边缘。具体地，顶边缘438可以沿着顶界面418设置，并且切削刃440可以沿着底界面420的至少一部分设置并且在内侧部410和矛头突起403之间延伸。在一些实施例中，切削刃440可以远离前部402凹陷地弯曲，限定远离矛头突起403弯曲的边缘。矛头边缘442也可以沿着底界面420设置并且在外侧部412和切削刃440之间延伸，其可以形成矛头突起403的前边缘。外侧边缘444可以沿着外侧界面422在顶边缘438和矛头边缘442之间设置。在某些实施例中，外侧边缘444可以具有凹曲率。另外，主体401可以包括沿着外底界面426设置并且在矛头边缘442和后部404之间延伸的外底边缘448。外后边缘452可以沿着外后界面430设置并且在顶部406和外底边缘448之间延伸，并且内后边缘454可以沿着内后界面432设置。后底边缘458可以沿着后底界面434设置，并且在外后边缘和内后边缘之间延伸。此外，在一些实施例中，外顶边缘460可以沿着外顶界面435限定，并且内顶边缘462可以沿着内顶界面437限定，并且在顶边缘和后部顶边缘之间延伸。在所示的实施例中，各个边缘可以是圆形的或倒角的，以形成具有圆形边缘和拐角的主体401。然而，可以设想，主体401的边缘可以具有尖角、倾斜的斜面或任何其他合适的形状。

主体401的前部402可以限定波形上前表面414和波形下前表面416。脊部464也可以设置在前部402上，将波形上前表面414和波形下前表面416分开。在一些实施例中，脊部464可以在内顶边缘462和矛头边缘442之间沿着前部402延伸。波形上前表面414可以在主体401的前部402上形成大致梯形的凹陷，其在顶边缘438、外侧边缘444、脊部464和矛头边缘442之间延伸。在一些实施例中，波形上前表面414可以具有跨波形上前表面一致的曲率。在其他实施例中，波形上前表面的曲率可以沿着表面在不同点处变化。在一些实施例中，波形上前表面414的曲率在表面上变化，并且可以由脊部464、外侧边缘444、顶边缘438和矛头边缘442的几何形状决定。也应当预见到，在一些实施例中，矛头边缘442可以简单地是点，并且在这种实施例中，波形上前表面414可以具有大致三角形的形状。

波形下前表面416可以在主体401的前部402上邻近波形上前表面414处形成大致三角形的凹陷。波形上前表面414和波形下前表面416的大致凹形形状有助于在端部切削头400穿过作业材料时引导作业材料碎屑远离矛头突起403。这可以减少在端部切削头400接合作业材料的点处的加工材料堆积，以提高切削和清理效率。然而，可以预期，在其他实施例中，波形下前表面416可具有其他形状。波形下前表面416可在脊部464、内侧边缘446和切削刃440之间延伸。波形下前表面416和切削刃440的形状和曲率可以在端部切削头400的不同实施例中变化，这取决于用于确保安装在土工作业机具上的相邻磨耗构件之间的平滑过渡的特定中间切削刃的尺寸。

外侧面466可限定在主体401的外侧部412上。外侧面466可以设置在主体401上邻近波形上前表面414并且在外侧边缘444和外底边缘448之间延伸。在一些实施例中，外侧面466可以是平的；然而，可以设想，在一些实施例中，外侧面可以是非平的，诸如具有凹形或凸形。

底表面468可以限定在主体401的底部408上，并且后表面486可以限定在主体的后部404上。底表面468可以设置在主体401上在切削刃440、矛头边缘442，凹形后底界面484和内后界面432之间。在一些实施例中，底表面468是平面的。后表面486可以设置在主体401的后部404上。后底边缘458可以是基本上线性的，然而可以设想，在一些实施例中，后底边缘可以是非线性的。

转到图21，端部切削头400的后部404包括后表面486，后表面486成形为提供从缓冲部分487突出的后安装表面490，而不是如图5的实施例中所示的完全或基本平坦。后安装表面490是后表面486的一部分，当端部切削头400紧固到铲刀时，后表面486可以邻接地接触机具铲刀66(图2)的安装边缘68。缓冲部分487提供后表面486的与安装边缘68处于间隔开的构造的一部分。

特别地，后安装表面490可以被配置为，提供邻近或靠近顶边缘438设置的上后安装表面492，和邻近或靠近后底界面434设置的下后安装表面496。上后安装表面492可以通过上后缓冲部分494与下后安装表面496完全或部分分离。下后安装表面496可以通过一个或多个下后缓冲部分488，减小接触区域。

后安装表面490还可以具有外后安装表面498，该外后安装表面498大致设置在前部402的在矛头突起403上方的一部分之后。外后安装表面498可以具有第一接触区域。后安装表面490还可以具有大致设置在前部402的与外后安装表面498相对的部分的后面的内后安装表面470。内后安装表面470可以具有第二接触区域。第二接触区域的尺寸设定为小于第一接触区域，使得端部切削头400可以在其被预期在使用期间经受更高应力的区域中，在矛头突起403和外侧部412之后更大程度地被支撑。为了本发明的目的，虚拟线499可以指示内后安装表面470和外后安装表面498之间的边界。

后部404包括在其中形成的凹形后底表面480。凹形后底表面480通常在凹形后底界面484和后底界面434之间以及从内后界面432和外后界面430的周围形成。凹形后底表面480形成在底部408中，以使端部切削头400的重量最小化，并且实际上提供具有更恒定厚度的端部切削头，而不损害部件的有效性。因此，凹形后底表面480可以大体上遵循端部切削头400的相邻前部的形状和轮廓，即，波形下前表面416。实际上，一般来说，凹形后底表面480和凹形后底界面484，特别地与波形下前表面416和切削刃440一起限定底表面468的形状。通常，底表面468从前到后沿其边到边长度方向上具有基本上恒定的厚度。然而，底表面468可以从前到后在沿其边到边长度方向的大部分上具有基本上恒定的厚度，并且，该底表面可以随着其接近矛头突起442而变宽。在该实施例中，底表面468从前到后沿着其长度的约85％具有基本恒定的厚度。凹形后底表面480在凹形后底界面484处，形成外后角形边缘482。

上凹部497可以在后部404中，波形上前表面414后形成，同样以减少制造端部切削头400的材料量为目的。在形状上，上凹部497可以跟随波形上前表面414的轮廓，以在上凹部的区域中提供基本均匀的材料厚度。

图22是端部切削头400的右视图，示出了限定在脊部464和外侧界面422之间的波形上前表面414。示出了凹形后底表面480和矛头突起403以及外侧部412。端部切削头400包括形成在顶边缘438和后顶边缘456之间的后顶斜面495。后顶斜面495提供间隙，以将端部切削头安装到铲刀66上。

图23是端部切削头400的仰视图，示出了前部402和矛头突起403。凹形后底表面480相对于内侧部410在靠近外底边缘处更深。底表面468部分地由凹形后底表面480和位于波形下前表面416的下部处的切削刃440的形状限定。可以清楚地看到，通常，底表面468沿其边到边长度的方向从前到后具有基本恒定的厚度。然而，底表面468可以在沿其长度的大部分上具有基本上恒定的厚度，并且此外，该底表面可以随着其接近矛头突起403而变宽。在该实施例中，底表面468从前到后沿着其长度的约85％具有基本恒定的厚度。

工业实用性

从上述描述中将容易理解这里描述的磨耗构件，例如端部切削头的工业应用。本发明可以适用于利用土工作业机具用于挖掘、刮、平，开凿或任何其他涉及接合地面或其他作业材料的合适应用的任何机器。在用于这种应用的机器中，端部切割钻头和其他类型的地面接合工具可能快速磨损并需要更换。

因此，本发明可以应用于许多不同的机器和环境。本发明的端部切削头的一个示例性使用，可以是土方移动应用，其中机器机具通常可以用于切割、刮、挖掘或清除各种作业材料，包括岩石、砂砾、沙子、泥土等，持续时间长，停机时间短。在这种应用中，减少清理特定区域所需的机器道次可以提高作业效率，并加快清理区域的过程。如上所述，本文所述的端部切削头可以提供，在沿着作业表面的平面施加切削力，和沿着垂直于作业表面的平面施加挖掘力之间，取得有利平衡的几何特征。这种平衡可以帮助提高机器燃料效率，以及减少作业时间。因此，如上所述，本发明具通过在一些应用中将机器行程减少高达一半，以减少清理特定作业区域所需时间的特征。

应认识到，以上说明提供了所述系统和技术的实施例。但是已预料到，本发明的其他实施在细节上可能会不同于前述示例。对于本发明或其实例的所有参考被定为参考在这个意义上所描述的特定实例，而不打算对于本发明的总体范围造成任何限制。关于某些特征的差别和贬低的所有语言旨在指示缺乏对这些特征的偏好，但不是将这些完全排除在本发明的范围之外，除非另有指示。

除非在此另外指出，否则在此对数值范围的叙述仅仅用作一种速记方法，分别涉及落入范围内的各单独数值，并且各单独数值包含在说明书内，如同在此个别列举一样。本文所述的所有方法可以任何合适的顺序进行，除非本文另有说明或者上下文清楚地相反指示。

因此，至少可适用的法律允许，本发明包括附加的权利要求书中所述的主体内容的所有修饰和等价物。此外，上述要素所有可能变化的任意结合包括在发明中,除非本文另有说明或与内容明显矛盾。

Claims (13)

1.一种用于土工作业机具的磨耗构件(100)，所述磨耗构件包括：

-主体(101)，该主体具有前部(102)、后部(104)、顶部(106)、底部(108)、内侧部(110)和外侧部(112)，其中切削刃(140)沿着所述前部和所述底部之间的底界面(120)的至少一部分限定；

-波形上前表面(114)，所述波形上前表面(114)被限定在所述前部上，并且在以下部分之间延伸：

--顶边缘(138)，该顶边缘沿着所述前部和所述顶部之间的顶界面(118)设置，

--外侧边缘(144)，该外侧边缘沿着所述前部和所述外侧部之间的外侧界面(122)设置，

--脊部(164)，该脊部设置在所述前部上，和

--矛头边缘(142)，该矛头边缘沿所述外侧部和所述切削刃之间的底界面设置；

-形成在所述主体(101)的前部上并邻近所述波形上前表面(114)的波形下前表面(116)，所述波形下前表面被限定在内侧边缘(146)、切削刃和脊部(164)之间，该内侧边缘沿着所述前部和所述内侧部之间的内侧界面(124)设置，以及

-后表面，该后表面被限定在所述后部上并限定后表面平面(171)，所述后表面平面基本上平行于正侧面(82)，其中，在所述正侧面和与所述矛头边缘(142)相邻的波形上前表面(114)之间测量的矛头垂直角(A)在约10度和约25度之间的范围内。

2.根据权利要求1所述的磨耗构件，其中，沿着所述外侧边缘和所述切削刃之间的横向轴线(90)测量的矛头边缘长度(BB)与沿着在所述外侧边缘和所述内侧边缘之间的横向轴线测量的顶边缘长度(AA)之比小于约1:10。

3.根据权利要求1所述的磨耗构件，还包括：

限定在所述主体(101)的底部上的底表面(168)，所述底表面在以下部分之间延伸：

所述切削刃(140)，

所述矛头边缘(142)，

沿着所述底部和所述外侧部之间的外底界面(126)设置的外底边缘(148)，

沿着在后部和底部之间的后底界面(134)设置的后底边缘(158)，以及

沿着所述底部和所述内侧部之间的内底界面(128)设置的内底边缘(150)；

其中，在所述波形上前表面(114)和所述底表面之间相对于所述矛头边缘(142)测量的矛头边缘角度(B)小于约90度。

4.根据权利要求1所述的磨耗构件，其中，所述后表面(170)与垂直于纵向轴线(85)的法向轴线(80)对准，其中沿着所述后表面和所述矛头边缘(142)之间的纵向轴线测量的主体深度(GG)与沿着所述矛头边缘和所述顶边缘之间的法向轴线测量的外侧高度(DD)的比值范围为约1:4到约1:2之间。

5.根据权利要求1或3所述的磨耗构件，其中，所述波形上前表面(114)设置成相对于所述正侧面成约5度到约30度之间的角度范围。

6.根据权利要求3所述的磨耗构件，其中，所述后表面(170)与垂直于纵向轴线(85)的法向轴线(80)对准，其中沿着所述后表面和所述矛头边缘(142)之间的纵向轴线测量的主体深度(GG)与沿着所述矛头边缘和所述顶边缘之间的法向轴线测量的外侧高度(DD)的比值范围为约1:4到约1:2之间。

7.根据权利要求3所述的磨耗构件，其中，所述后表面(170)与垂直于纵向轴线(85)的法向轴线(80)对准，其中沿着所述后表面和所述矛头边缘(142)之间的纵向轴线测量的主体深度(GG)与沿着所述矛头边缘和所述顶边缘之间的法向轴线测量的外侧高度(DD)的比值范围为约2:5到约1:2之间。

8.根据权利要求3所述的磨耗构件，还包括具有大致凹形形状的波形下前表面(116)，所述波形下前表面形成在所述主体(101)的前部上邻近所述波形上前表面(114)，并且限定在沿着所述前部和所述内侧部之间的内侧界面(124)设置的内侧边缘(146)、所述切削刃和所述脊部(164)之间。

9.根据权利要求1所述的磨耗构件，其中，所述后表面(170)与垂直于纵向轴线(85)的法向轴线(80)对齐，所述后表面包括构造成邻接地安装到所述土工作业机具的平面后安装面(490)，以及构造成当所述磨耗构件安装到所述土工作业机具时与所述土工作业机具间隔开的缓冲部分(487)。

10.根据权利要求1所述的磨耗构件，其中，所述后表面(486)与垂直于纵向轴线(85)的法向轴线(80)对齐，所述后表面包括构造成邻接地安装到所述土工作业机具上的平面后安装面(490)，以及构造成当所述磨耗构件安装到所述土工作业机具时与所述土工作业机具间隔开的缓冲部分(487)。

11.根据权利要求10所述的磨耗构件，还包括设置在所述平面后安装面(490)下方的所述后部(404)上的凹形后底表面(480)。

12.根据权利要求11所述的磨耗构件，其中，底表面(468)设置在所述切削刃(440)之间并且至少部分地由所述凹形后底表面的形状限定，并且，其中所述底表面从前到后具有基本上恒定的厚度。

13.根据权利要求1所述的磨耗构件，还包括设置在所述顶边缘(438)和后顶边缘(456)之间的后顶斜面(495)。

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