CN108138473B - 蜗形齿 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，一种用于刀头的齿(10)包括：齿体部分(12)，其用于连接到适配器(30)；以及采挖点部分(14)，其包括带有基本上平面的表面的端部(20)、在向外的方向上从端部(20)延伸到齿体部分(12)的侧面(19)；以及带有在厚度上从端部(20)向齿体部分(12)变大的弯曲部的前部(16)和/或后部(18)。齿体部分(12)和采挖点部分(14)具有倒圆的横截面，其包括中央梁(22)，该中央梁带有在中央梁(22)的下端处从中央梁(22)垂直地延伸的底座(24)和中央梁(22)的上端上的顶肩(26)。

Description

蜗形齿
技术领域
本申请涉及一种用于刀头的齿，及齿系统，刀头，和一种将齿连接到适配器的方法。
背景技术
在疏浚操作过程中，使齿系统和齿经受较大的切割力(例如，当撞击一块硬石时)，这导致较大的材料应力，并最终导致齿磨损和/或破裂。另外，齿上的采挖点会在切割过程中失去其尖锐度，并且一段时间之后磨损区域变成这样的大小，使得疏浚操作过程中穿透泥土或者岩石更困难，或者有时甚至不可能。
一种过去已经用来增加齿寿命(尽管存在此磨损和撕裂)的方法是，延长齿的磨损长度。然而，这导致增加的弯矩，从而导致齿的强度减小。
发明内容
根据本发明的第一方面，用于刀头的齿包括：齿体部分，其用于连接到适配器；以及采挖点部分，其包括带有基本上平面的表面的端部、在向外方向上从端部延伸到齿体的侧面；以及带有在厚度上从端部向齿体部分变大的弯曲部的前部和/或后部。齿体部分和采挖点部分具有倒圆横截面，其包括中央的梁，该梁带有在梁的下端从梁垂直地延伸的底座，和梁的上端上的顶肩。
这种齿可提供坚固的用于切割操作的切割面。齿体中的弯曲部可帮助将切割力平稳地传递到齿的安装部分，横截面形状可确保坚固的有效切割边缘，甚至当齿通过使用而经历磨损时。这会导致齿具有更长有效寿命。
根据一个实施例，底座比顶肩宽。
根据一个实施例，横截面的面积从采挖点端部向齿体部分增加。这可确保适当强度的齿，并确保抵御可能以其他方式使齿过早破裂的力。
根据一个实施例，顶肩是圆形的。
根据一个实施例，齿体部分和采挖点部分具有镜像的侧面。此镜像扩张可帮助吸收并传递力，以及保持相对恒定的磨损面积以进行有效切割。
根据一个实施例，齿体部分通过滑入适配器而连接到适配器。这可通过滑动而纵向地进入适配器。
根据一个实施例，侧面从采挖点端部延伸到齿体部分，以使齿的宽度增加大约250％。
根据一个实施例，前部在第一方向上包括第一曲部，并在第二方向上包括第二曲部。可选地，第一曲部的曲率半径与第二曲部的曲率半径大约相同。这些曲部可帮助将力平稳地从采挖点传递到齿的安装部分，帮助避免齿的过早破裂。
根据一个实施例，后部在第一方向上包括第一曲部，并在第二方向上包括第二曲部。可选地，第二曲部的曲率半径大约是第一曲部的曲率半径的0.2倍。后部上的这种曲部可帮助将力平稳地从采挖点传递到齿的安装部分，帮助避免齿的过早破裂。
根据一个实施例，前部和/或后部包括S弯曲部。
根据一个实施例，后部是前刀面。
根据一个实施例，齿体部分保持恒定的横截面。这种恒定的横截面可用作坚固的且稳定的底座，使齿连接到适配器以传递并吸收力。
根据一个实施例，前部和/或后部上的曲率形成从采挖点端部到齿体部分的平顺过渡。该平顺过渡帮助从切割边缘或者磨损点传递力。
根据一个实施例，采挖点部分具有大约50mm至200mm的磨损长度。
根据一个实施例，齿是一体式部件。
根据一个实施例，前部和后部具有在厚度上从端部向齿体部分变大的弯曲部。前部和后部上的弯曲部都可帮助将每侧上的力轻松地从采挖点传递到齿体部分。
根据一个实施例，一种用于刀头的齿系统包括：适配器，其带有接收部分；以及根据任何前述各项任一项所述的齿，其中，接收部分与齿体部分互补，使得当齿体部分插入接收部分时适配器接合齿体部分。这种带有适配器的齿能够平稳地将力从齿传递到适配器，制造更有效的、寿命更长的齿系统。
根据一个实施例，刀头包括这种齿系统。
根据本发明的另一方面，一种使齿连接到适配器的方法包括，通过使齿体部分滑入互补形状的适配器接收器空间而使齿与适配器接合，其中，齿体部分包括横截面，横截面包括中央的梁，该梁带有在梁的下端从梁垂直地延伸的底座，和梁的上端上的顶肩，并且齿进一步包括：带有横截面形状的采挖点部分，横截面形状包括中央的梁，该梁带有底座和顶肩；带有基本上平面的表面的端部；在向外方向上从端部延伸到齿体的侧面；以及带有在厚度上从端部向齿体部分变大的弯曲部的前部和/或后部。这种方法会产生带有适配器的齿，尽管存在磨损适配器也能够表现良好，阻止过早破裂并具有较长的有效工作寿命。
附图说明
图1A是齿的侧视图。
图1B是图1A的齿的顶视图。
图1C示出了通过线IC-IC的图1A的齿的剖视图。
图2A是适配器中的齿的透视图。
图2B是图2A的齿和适配器的侧视图。
图2C是图2A的齿和适配器的顶视图。
图3A至图3D示出了图2B的齿在不同磨损阶段的采挖点端部。
具体实施方式
图1A是齿10的侧视图，图1B是齿10的顶视图。齿10包括齿体部分12、采挖点部分14、前部16、后部18、侧面19和端部20。如可在图1C所示的端部20和横截面中看到的，横截面包括中央的梁22，其带有底座24和圆形顶肩26。后部18可以是齿10的前刀面。
齿10包括蜗状形状，其带有从采挖点端部20向齿体部分12增加的横截面区域。横截面在齿体部分12中保持基本上恒定。侧面19是镜像的，并且向外延伸以使齿在厚度上从前部16向后部18变大，并在在侧面19之间的宽度从端部20向齿体部分12变大。齿10在前部16和后部18中包括从端部20到齿体部分12的双弯曲部。此弯曲部可以是s形弯曲部或者另一类型的弯曲部。前部16和后部18上的曲率半径可以变化，例如可具有以下比例：C2＝0.2×C1；C3＝0.5×C1；C4＝0.5×C1。
底座24在中央梁22的一端基本上垂直地延伸，中央梁22处于底座24的中央。顶肩26在中央梁22的另一端延伸。底座24和顶肩26通常是圆形的，甚至顶肩26的顶侧也是圆形的。底座24通常比顶肩22宽。
齿10的大小(和尺寸)通常将由将使用齿10的刀头(或者疏浚头)的大小决定，刀头(或者疏浚头)的大小将由使用刀头(或者疏浚头)的绞吸挖泥船(或者挖泥船)的大小和功率决定。如果需要更多功率，使用更大的切割系统和更大的齿10。
承认取决于这些要求的变型，齿的实例尺寸可包括大约10mm至40mm的齿底座24处的采挖点端部的宽度WBB和大约50mm至200mm的采挖点磨损长度WL。顶肩26的宽度WTS与底座24的宽度WBB的比例可以是大约3.5。齿在宽度上从采挖点端部20向齿体部分12可增加大约250％。虽然给出这些比例和测量结果，但是变化是可能的，例如30％或者更大，并且可根据齿/刀头的要求、齿的磨损情况等而变化。
齿可形成为一体式部件，并且可由多种材料形成，取决于待切割的材料。将齿10的形状和形式构造为有效地起作用，不管尖锐度、存放时间和强度如何。多个弯曲部，特别是前部16和后部18上的弯曲部，以及从采挖点14到齿体部分12的平滑形状的过渡，帮助防止材料应力并从齿向下引导内部应力，使得其更坚固。该弯曲部还使齿10具有理想的附接形状，用于在切割操作中使泥土或者岩石破碎。
增加顶肩26和底座24以增加前部16和后部18上的厚度可帮助增强齿并增加强度。从端部20到齿体12的整个横截面中的侧面19之间的厚度的增加也帮助增强齿10。
图2A是适配器30中的齿10的透视图，图2B是适配器30中的齿10的侧视图，线示出了磨损边缘，图2C是适配器30中的齿10的顶视图，图3A至图3D示出了沿着图2B中指示的线的各种磨损边缘处的采挖点端部20。适配器30包括接收部分32。
齿10滑入适配器30的接收部分32，其形状与齿体部分12互补，使得当将齿10插入适配器30时适配器30接合齿体部分12。齿体部分12当接合时基本上位于适配器30内，采挖点部分14从适配器30伸出以进行切割。
当执行切割操作时，齿10固定到适配器30中。然后使齿10移动，例如，作为刀头(未示出)的一部分旋转以切割材料。齿10将受到由于切割操作而引起的磨损，并且示出了磨损阶段IIIA-IIID的各种采挖点端部20。如可看到的，当采挖点端部20的磨损边缘从初始的齿10磨损到图3D所示的磨损边缘时，采挖点端部20的磨损边缘保持基本上恒定的形状，带有基本上恒定的尺寸比例。
齿10的形状和互补的适配器接收空间的形状32帮助将齿10固定到适配器30，提供稳定且牢固的底座以进行切割操作。带有顶肩26和底座24的中央梁22帮助将齿10固定到适配器30，并且在切割操作过程中提供强度并吸收置于齿10上的力。
通过使齿10形成为具有在厚度和宽度上从采挖点端部20向齿体12增加并包括增加强度且阻止磨损和破裂的设计元件的形状，齿能够具有较长的使用寿命，在切割操作过程中阻止磨损并吸收力。齿10的弯曲部和横截面形状帮助将力从齿10平稳地向下传递到齿体部分12，然后传递到适配器30。该基本上恒定的轮廓和较小的磨损面积也促使形成通常恒定的磨损面积，导致甚至在磨损之后仍有效切割和穿透的齿。这导致有效的、稳定的齿10，其可具有较长的工作寿命，更有效的切割区域，且更阻止过早破裂。
虽然齿10和适配器30示出为具有特定的形状、大小和尺寸，但是例如目的仅可根据系统和切割要求而变化。此变化可以是30％或者甚至更大。
虽然已经参考代表性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可进行各种变化，并可用等价物代替其元件。另外，在不脱离其本质范围的情况下，可进行许多修改以使特殊的情况或者材料适应于本发明的教导。因此，目的是本发明不限于所公开的特殊实施例，而是本发明将包括所有落在所附权利要求的范围内的实施例。

Claims (21)

1.一种用于刀头的齿，所述齿包括：
-齿体部分，用于连接到适配器；以及
-采挖点部分，包括：带有基本上平面的表面的端部、在向外方向上从所述端部延伸到所述齿体部分的侧面；以及带有在厚度上从所述端部向所述齿体部分变大的弯曲部的前部和后部；
-其中，所述齿体部分和所述采挖点部分具有倒圆的横截面，该横截面包括中央的梁，所述梁带有在所述梁的下端从所述梁垂直地延伸的底座，和所述梁的上端上的顶肩。
2.根据权利要求1所述的齿，其中，所述底座比所述顶肩宽。
3.根据权利要求1或2所述的齿，其中，所述横截面的面积从所述采挖点端部向所述齿体部分增加。
4.根据权利要求1所述的齿，其中，所述顶肩是圆形的。
5.根据权利要求1所述的齿，其中，所述齿体部分和所述采挖点部分具有镜像的侧面。
6.根据权利要求1所述的齿，其中，所述齿体部分通过滑入适配器而连接到所述适配器。
7.根据权利要求1所述的齿，其中，所述侧面从所述采挖点端部延伸到所述齿体部分，以使所述齿的宽度增加250％。
8.根据权利要求1所述的齿，其中，所述前部包括在第一方向上的第一曲部，以及在第二方向上的第二曲部。
9.根据权利要求8所述的齿，其中，所述第一曲部的曲率半径与所述第二曲部的曲率半径相同。
10.根据权利要求1所述的齿，其中，所述后部包括在第一方向上的第一曲部，以及在第二方向上的第二曲部。
11.根据权利要求10所述的齿，其中，所述第二曲部的曲率半径是所述第一曲部的曲率半径的0.2倍。
12.根据权利要求1所述的齿，其中，所述前部和/或所述后部包括S弯曲部。
13.根据权利要求1所述的齿，其中，所述后部是前刀面。
14.根据权利要求1所述的齿，其中，所述齿体部分保持恒定的横截面。
15.根据权利要求1所述的齿，其中，所述前部和/或后部上的弯曲部形成从所述采挖点端部到所述齿体部分的平顺过渡。
16.根据权利要求1所述的齿，其中，所述采挖点部分具有50mm至200mm的磨损长度。
17.根据权利要求1所述的齿，其中，所述齿是一体式部件。
18.根据权利要求1所述的齿，其中，所述前部和所述后部具有在厚度上从所述端部向所述齿体部分变大的弯曲部。
19.一种用于刀头的齿系统，包括：
-适配器，带有接收部分；以及
-根据前述权利要求中任一项所述的齿，其中，所述接收部分与所述齿体部分互补，使得当所述齿体部分插入所述接收部分时所述适配器接合所述齿体部分。
20.一种刀头，包括根据权利要求19所述的齿系统。
21.一种将齿连接到适配器的方法，所述方法包括：
-通过使齿体部分滑入互补形
状的适配器的接收空间而使齿与适配器接合，
-其中，所述齿体部分包括一横截面，该横截面包括中央的梁，所述梁带有在所述梁的下端从所述梁垂直地延伸的底座，和所述梁的上端上的顶肩，并且所述齿进一步包括：带有一横截面形状的采挖点部分，该横截面形状包括中央的梁，所述梁带有底座和顶肩；带有基本上平面的表面的端部；在向外方向上从所述端部延伸到所述齿体部分的侧面；以及带有在厚度上从所述端部向所述齿体部分变大的弯曲部的前部和后部。
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