CN110073064A - 用于推土铲刀组件的刀具以及用于该刀具的本体区段 - Google Patents

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Abstract

一种推土铲刀组件(16)包括：推土铲刀(18)和多件式刀具(34)，所述多件式刀具安装到推土铲刀(18)并且包括细长本体(36)，所述细长本体具有彼此镜像的第一外体件(42)和第二外体件(44)，并且所述第一外体件和所述第二外体件各自包括具有线性前缘轮廓的内侧杆(50)和具有曲线前缘轮廓的一体外侧端刀头(52)。外体件(42、44)构造成用于安装到推土铲刀(18)，使得外体件(42、44)的挖掘面(56、58)相对于水平面以比中间体件(40)的挖掘面更浅的角定向。

Description

用于推土铲刀组件的刀具以及用于该刀具的本体区段
技术领域
本公开大体上涉及用于推土铲刀组件的螺栓紧固的刀刃，并且更具体地涉及用于在刀具的挖掘面之间具有不同定向的推土铲刀组件的刀具。
背景技术
在许多不同的应用中，推土铲刀用于拖拉机实施系统。在建筑、废物处理以及各种自然资源和采矿应用中推动工地上松散材料的能力是必不可少的。配备有推土铲刀的拖拉机也用于从基底挖掘材料。在许多情况下，中小型拖拉机多用于移动松散材料，而较大且更大功率的机器可用于从基底挖掘材料，也称为“生产推土”。推土铲刀的基本结构包括框架，该框架构造成用于安装到拖拉机的实施系统中的致动器和支承件，由框架支承的犁板，其与松散材料相互作用，可通过可更换的刀刃或刀具从下面的基底切割或刮削松散材料。推土铲刀及其部件通常至少部分地基于预期应用而构造。这种用途构筑已经导致许多不同的市售推土铲刀和刀刃几何形状。
工程师不断寻求方法以扩大所有尺寸的拖拉机的能力，并且出于此目的和其它原因，大量关于推土铲刀的设计、推土铲刀和相关实施系统的控制，以及通常安装在推土铲刀的下缘上的可更换刀刃或刀具的材料和构造的研究和开发在继续。本领域的技术人员将熟悉用于推土铲刀自身的各种设计，以及实际切割、断裂和/或挖掘基底材料的安装在推土铲刀上的刀刃。Congdon等人共同拥有的美国专利号8,602,122涉及一种履带型拖拉机、推土铲刀组件和具有陡急中心节段的推土铲刀。在Congdon等人中，用于推土铲刀的刀具具有复合挖掘面，所述复合挖掘面具有陡急定向的中心节段和较浅定向的外节段，用于优化推土铲刀组件移动通过基底材料的方式。
发明内容
一方面，一种推土铲刀组件包括：推土铲刀，其具有用于将推土铲刀与拖拉机中的实施系统联接的多个后向定位的安装件，以及面向前方的犁板。犁板具有各自在水平方向上延伸的上缘和下缘、第一外侧边缘和第二外侧边缘，且犁板形成凹形竖直轮廓。推土铲刀还包括基本上平坦的安装表面，所述安装表面沿下缘延伸并且以相对于水平面一致的角定向。刀具支承在安装表面上并且包括细长本体，所述细长本体具有中间体件、分别定位在中间体件的相对外侧上的第一外体件和第二外体件。第一外体件和第二外体件是彼此的镜像，并且各自包括具有线性前缘轮廓的内侧杆和具有曲线前缘轮廓的外侧端刀头，所述曲线前缘轮廓随着对应内侧杆的线性前缘轮廓而转变。中间件包括以相对于水平面更陡的角定向的中间挖掘面，且第一外体件和第二外体件分别包括定位在对应内侧杆上且各自以相对于水平面更浅的角定向的第一外挖掘面和第二外挖掘面。
另一方面，一种用于实施系统中的推土铲刀的刀具包括具有中间体件、第一外体件和第二外体件的细长本体。中间体件包括中间挖掘面、与中间挖掘面相对的中间安装面、前缘和后缘。第一外体件和所述第二外体件分别包括第一外挖掘面和第二外挖掘面，以及与第一外挖掘面和第二外挖掘面相对的第一外安装面和第二外安装面。第一外体件和第二外体件是彼此的镜像，并且各自包括具有线性前缘轮廓的内侧杆和具有轮廓的外侧端刀头，所述曲线前缘轮廓随着对应内侧杆的线性前缘轮廓而转变。中间挖掘面以相对于中间安装面更小的角定向，且第一外挖掘面和第二外挖掘面中的每一个以相对于对应第一外安装面和对应第二外安装面更大的角定向，使得当刀具以维护构造安装在推土铲刀的基本上平坦的安装表面上时，中间挖掘面比第一外挖掘面和第二外挖掘面更陡地倾斜于水平面。
又一方面，一种用于实施系统的推土铲刀组件中的刀具的本体区段包括：细长内侧杆，其包括在前缘和后缘之间延伸的挖掘面；与挖掘面相对定位的内侧安装面；以及多个安装孔口，其在挖掘面与安装面之间延伸，以容纳用于将本体区段安装在推土铲刀的安装表面上的多个安装元件。本体区段进一步包括外侧端刀头，所述外侧端刀头包括邻接细长杆的挖掘面且在前缘与后缘之间延伸的前面，以及与前面相对定位并与内侧安装面共面的外侧安装面。细长杆还具有线性前缘轮廓，并且外侧端刀头与细长杆一体地形成并且具有随着线性前缘轮廓而转变的曲线前缘轮廓。
附图说明
图1是根据一个实施例的实施系统的侧面图解视图；
图2是根据一个实施例的部分地拆卸的图解视图，其示出了推土铲刀组件；
图3是根据一个实施例的用于推土铲刀的刀具的图解视图；
图4是根据一个实施例的用于推土铲刀组件中的刀具的本体件的图解视图；
图5是根据另一个实施例的用于推土铲刀组件中的刀具的本体件的图解视图；
图6是图4的本体件的一部分的放大视图；
图7是图4和图6的本体件的端视图；以及
图8是根据一个实施例的推土铲刀组件的部分截面的侧面图解视图。
具体实施方式
参考图1，示出了用于拖拉机(如履带型拖拉机)的实施系统10中的推土铲刀组件16。实施系统10可包括从机器框架(未示出)向前延伸的一组推臂，推臂中的一个在图1中可见并经由附图标记12示出。还示出了倾斜致动器14，其中推臂12和倾斜致动器14与推土铲刀18的多个后向定位的安装件20联接。实施系统10可操作成以在倾斜角的范围和相对于下面的基底的枢转角的范围中的任何位置处定位推土铲刀18，在图1图示中，基底是相对水平的并且提供水平延伸表面。推土铲刀18进一步包括面向前方的犁板22，其中犁板22具有上缘24和下缘26。实施系统10示为其可能看起来定位成横跨下面的基底向前移动，以推动松散材料(如土壤、沙子、建筑碎屑、岩石砾石、砍伐林木或遍布基底表面的另一松散材料)，或者备选地，从基底自身挖掘材料。构想了实施系统10有利地构造成用于各种各样的应用，包括挖掘或生产推土、现场清理，如通过推动松散材料或所谓的最后推平，其原因将从以下描述进一步显而易见。
现在还参考图2，示出了包括推土铲刀18的推土铲刀组件16，并且其中可看到犁板包括大体上在垂直方向上延伸的第一外侧边缘28和第二外侧边缘30，并且进一步上缘24和下缘26各自在大致水平的方向上延伸。犁板22形成凹形竖直轮廓。术语“水平”和术语“垂直”以及与方向参数相关的其它术语可以参考推土铲刀18的结构来理解。换句话说，关于推土铲刀18的方向参数可由推土铲刀18自身限定。如本文进一步讨论的，水平方向或水平面可基于推土铲刀18的服务定向由推土铲刀18自身限定。如果将推土铲刀组件16(下文称为“组件16”)放置在水平地面上，上缘24垂直地定位在下缘26上方，则如本文中所论述的水平面将大体上在前向方向和后向方向上延伸，如通过图1中所示的水平面100所描绘的。垂直方向或垂直平面将与水平面100正交地定向。如果将组件16从图1所描绘的定向旋转或倾斜回约90度，使得上缘24和下缘26定位在高于水平地表面的等效高度，则水平方向或水平面将大体上垂直地且正交地延伸到水平地表面。术语“外侧”和“内侧”在本文中分别理解为意指远离通过推土铲刀18的前部到后部的中心线，并且朝向第一外侧边缘28或第二外侧边缘30中的一个或另一个，以及远离第一外侧边缘28或第二外侧边缘30中的一个或另一个且朝向前部到后部的中心线。术语“向前”和“向后”可再次相对于组件16的结构分别理解为图1中的右侧和图1中的左侧。
推土铲刀18还包括基本上平坦的安装表面32，其沿着下缘26延伸并且以相对于水平面100一致的角定向。在实施方式中，安装表面32可相对于犁板22的凹形竖直轮廓略微嵌入或凹陷，以提供从支承在安装表面32和犁板22的材料成型表面上的刀具34的挖掘面的相对平滑过渡。在图2所示的实施例中，刀具34包括细长多件式本体36，其具有中间体件40、第一外体件42和第二外体件44(如下文论述的)，所述第二外体件已被移除且在图2中不可见。具有螺栓孔38性质的多个安装孔口延伸穿过细长本体36的件或区段中的每一个，以用于借助于多个螺栓或其它合适的紧固元件在安装表面32上紧固推土铲刀18。如指出的，细长本体36可包括多个单独件，然而，这里对“件”的描述不一定意味着各个本体件不相互附接。构想细长本体36中的单独本体件中的每一个是单独的部件和每个单个整体件的实施例，以及那些本体件中的一些为单独部件而其它彼此一体地形成为单件的实施例。在图2中，例如，中间体件40示为具有两个半部，然而，这两个单独件可集成到一个中心件中或者制成多于两件。中间体件40可包括前缘46和相对的后缘47。第一外体件42可以包括前缘48和后缘49。
现在还参考图3，第一外体件42和第二外体件44是彼此的镜像。本说明书中的大部分包括对第一外体件42的特征的引用和论述。然而，应当理解，鉴于镜像关系，可参考第二外体件44类似地理解与第一外体件42相关的描述。第一外体件42包括：内侧杆50，其具有线性前缘轮廓；以及外侧端刀头52，其具有曲线前缘轮廓，该轮廓随着内侧杆50的线性前缘轮廓而转变。中间体件40也可具有线性前缘轮廓，然而，从附图中可以看出，杆50的线性前缘轮廓可平行于中间体件40的线性前缘轮廓，但并不随着所示的实施例中的线性前缘轮廓而转变。
中间体件40进一步包括以相对于水平面更陡的角定向的中间挖掘面54，且第一外体件42和第二外体件44分别包括定位在对应内侧杆50上且各自以相对于水平面更浅的角定向的第一外挖掘面56和第二外挖掘面58。与挖掘面56和58相比较的挖掘面54的不同陡度使得能够平衡刀具34并因此通过材料的推土铲刀18的前向可推动性和向下穿透。如本文进一步讨论的，陡度的相对差异，刀具34的各种本体件的相对长度以及可能的其它因素的变化可使得能够针对不同的应用调谐刀具34。例如，相对较陡的中间区段和/或相对较长的中间区段可使平衡偏向向下的穿透，而相对较浅和/或相对较短的中间区段可使平衡更偏向前向可推动性。在图3中，第一外体区段42包括水平长度140，第二外体区段44包括水平长度160，并且中间体区段40包括水平长度150。长度140和长度160可彼此相等，并且可各自小于长度150。在实际的实施策略中，每个长度140和160可为刀具34总和水平长度的约25％至约33％。
现在还参考图4，示出了放大的第一外体区段42并示出了另外的细节。从图4可看出，外侧端刀头52具有长度170并且内侧杆150具有长度180。在实际的实施策略中，长度170可为第一外体件42的总水平长度的约33％到约50％。在图4所示的实施例中，内侧杆50和外侧端刀头52一体地形成为单件。还参考图6，由前缘48形成的曲线轮廓和由前缘48分别在外侧端刀头52和内侧杆50上形成的相邻线性轮廓是很明显的。在一些实施例中，第一外体件42可形成为单个铸件。
还可从图4和6看到，外侧端刀头52包括从前缘48延伸到后缘49的复合前面60。复合前面60包括下前面61和上前面62。对角定向的脊64在下前面61与上前面62之间延伸，至少部分地用于分离穿过下前面61和上前面62的材料流。在用推土铲刀组件16挖掘材料期间，在脊64的一侧上切割和滑动的材料可大体朝向刀具34和推土铲刀18的前部到后部中心线引导，而切割并流过或抵靠脊64的相对侧的材料可相对于上前面62滑动并且引导出且远离刀具34和推土铲刀18。图1中铲刀18前面的示例性流动箭头描绘了与下前面61接触的向上且向内，并且与上前面62接触的向上和向外的单独的材料流的近似和示例性方向，但本公开并未因此受到限制。
在实际的实施策略中，下前面61自身可为复合的，并且由内侧区段66和外侧区段68形成。内侧区段66和外侧区段68可构造为将前面60或至少下前面61与外挖掘面56混合。下前面61邻接前缘48，其中内侧区段66弯曲以将第一凹曲率半径70在内侧位置处赋予前缘48，而外侧区段68根据外侧位置处的较小曲率半径72弯曲。内侧位置邻近于挖掘面56，且外侧位置邻近第一外体件42的末端外侧端(未标号)。曲率半径70和曲率半径72可为在内侧向外侧方向形成的曲率半径。内侧区段66和外侧区段68还可以限定在从前缘48到后缘49的方向上分别不同于曲率半径70和72的凹曲率半径。应理解，下前面61(更具体地说，内侧区段66)通过形成根据多个不同半径的内侧区段66与挖掘面56的混合，以及外侧区段68与内侧区段66的混合可实现跨越和穿过外侧端刀头52的材料平滑流动。
参考图5，示出了根据不同的实施例的外体区段142，其中杆151与外侧端刀头152附接和/或一体地形成，并且其中代替复合前面，相对平滑且可能的平坦的非复合前面161在端刀头152上使用。前缘148部分地在内侧杆151上并部分地在外侧端刀头152上形成，并且在外侧端刀头152上具有曲线轮廓，该曲线轮廓随着如图所示的内侧杆151的线性轮廓而转变。
现在还参考图7，示出了来自第一外体件42的内侧的端视图，示出了到前部面60的附加的轮廓以及内侧杆50的横截面形状。可以看出，内侧杆50包括后安装面74，并且如图6所示，外侧端刀头52具有后安装面75。还可注意到，不仅后安装面74和75可能彼此连续或者至少共面，而且后缘49和后缘47也平行，并且与前缘46大体平行。在实际的实施策略中，后安装面74可相对于外挖掘面56以大于零的角定向。在图7中，所述角经由参考标号220表示。还参考图8，示出了推土铲刀组件16的附加几何特征，其包括平行于中间挖掘面54定向的中间体件40的后安装面76。角220可理解为与由后安装面76和中间挖掘面54形成的通常为零的较小角相比相对更大的角。水平面100也在图8中示出。中间挖掘面54可相对于水平面100以第一角210定向，该第一角可为约45度到约52度。第一外挖掘面56和第二外挖掘面58中的每一个可以相对于图8中的第一外体件42在参考标号200处所示的第二角定向，所述第二角小于第一角210且可为约35度到约45度。在外侧端刀头52(具体地说上前面62)和水平面100之间在230处示出了另一角。角230可仍小于角200，因为上前面62可以以比外挖掘面56或中间挖掘面54中的任一个相对更浅的角定向。
工业适用性
继续参考图8，并且还返回参考图1，示出了表示可能由刀具34的各种表面限定的近似平面的虚线。第一线110大体上由上前面62限定，并且以相对于水平面100最浅的角230延伸。另一线130由中间挖掘面54限定，且以相对于水平面100相对陡急的角210延伸，而另一线120由外挖掘面56限定且以中等角220延伸。在外挖掘面56与中间挖掘面54之间形成的角在参考标号190处示出，且例如可为约10度。在推土铲刀组件16的整个宽度上，部件的前缘可限定平面。
当使推土铲刀组件16移动通过材料时，刀具34的形状将产生来自移位的材料的反应力，该反应力倾向于向下推进刀具34并因此推动推土铲刀18。如上文所指出，刀具34上的不同挖掘面的相对陡度可影响移位的材料所施加的力向下指向的程度，而不是水平地与推土铲刀组件16的向前运动相反。然而，本领域的技术人员将了解，不同于决定用于推土铲刀刀具的单一定向，同一刀具内不同定向的区段可提供优异的策略。从上面的描述和附图可以进一步理解的是，刀具34能够安装在均匀平坦的安装表面上，因此将挖掘、切割和可推动性优点集成到适用于相对较小的推土铲刀的切割系统中，所述推土铲刀通常具有单个均匀平面的刀具安装表面，如通常与中小型拖拉机一起使用。
本说明书仅用于说明目的，并且不应被解释为以任何方式缩小本公开的范围。因此，本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的完整和合理范围和精神的情况下，可以对本文公开的实施例进行各种修改。通过查看附图和所附权利要求书，其他方面、特征和优点将变得显而易见。

Claims (10)

1.一种推土铲刀组件(16)，包括：
推土铲刀(18)，所述推土铲刀包括用于将所述推土铲刀(18)与拖拉机中的实施系统(10)联接的多个后向定位的安装件(20)，以及面向前方的犁板(22)，所述犁板(22)具有各自在水平方向上延伸的上缘(24)和下缘(26)、第一外侧边缘(28)和第二外侧边缘(30)，并且所述犁板(22)形成凹形竖直轮廓；
所述推土铲刀(18)还包括基本上平坦的安装表面(32)，所述安装表面沿所述下缘(26)延伸并且以相对于水平面(100)一致的角定向；
刀具(34)，所述刀具支承在所述安装表面(32)上，并且包括细长本体(36)，所述细长本体具有中间体件(40)，分别定位在所述中间体件(40)的相对外侧上的第一外体件(42、142)和第二外体件(44)；
所述第一外体件(42、142)和所述第二外体件(44)是彼此的镜像，并且各自包括具有线性前缘轮廓的内侧杆(50、151)和具有曲线前缘轮廓的外侧端刀头(52、152)，所述曲线前缘轮廓随着对应内侧杆(50、151)的线性前缘轮廓而转变；并且
所述中间体件(40)包括以相对于水平面更陡的角定向的中间挖掘面(54)，并且所述第一外体件(42、142)和所述第二外体件(44)分别包括定位在对应内侧杆(50、151)上并且各自以相对于所述水平面更浅的角定位的第一外挖掘面(56)和第二外挖掘面(58)。
2.根据权利要求1所述的推土铲刀组件(16)，其中所述第一外体件(42)和所述第二外体件(44)中的每一个中的内侧杆(50)和外侧端刀头(52)一体地形成为单件；
其中所述外侧端刀头(52)中的每一个包括从对应前缘(46、48)延伸到后缘(47、49)的复合前面(60)；并且
其中所述外侧端刀头(52)中的每一个的复合前面(60)包括下前面(61)和上前面(62)，以及在所述下前面(61)与所述上前面(62)之间延伸以跨越所述下前面(61)和所述上前面(62)分离材料流的脊(64)。
3.根据权利要求1所述的推土铲刀组件(16)，其中所述第一外体件(42、142)和所述第二外体件(44)分别包括以相对于所述第一外挖掘面(56)和所述第二外挖掘面(58)大于零的角定向的第一后安装面(75)和第二后安装面；并且
其中所述中间体件(40)包括平行于所述中间挖掘面(54)定向的后安装面(74)。
4.根据权利要求1所述的推土铲刀组件(16)，其中所述中间体件(40)具有第一水平长度，并且所述第一外体件(42、142)和所述第二外体件(44)中的每一个具有小于所述第一水平长度的第二水平长度；
其中所述中间挖掘面(54)以相对于所述水平面约45度到约52度的第一角定向，并且其中所述第一外挖掘面(56)和所述第二外挖掘面(58)中的每一个以相对于所述水平面小于所述第一角的第二角定向。
5.一种用于实施系统(10)中的推土铲刀(18)的刀具(34)，包括：
细长本体(36)，所述细长本体具有中间体件(40)、第一外体件(42、142)和第二外体件(44)；
所述中间体件(40)包括中间挖掘面(54)、与所述中间挖掘面(54)相对的中间安装面(74)、前缘(46)和后缘(47)；
所述第一外体件(42、142)和所述第二外体件(44)分别包括第一外挖掘面(56)和第二外挖掘面(58)，以及与所述第一外挖掘面(56)和所述第二外挖掘面(58)相对定位的第一外安装面(75)和第二外安装面；
所述第一外体件(42、142)和所述第二外体件(44)还是彼此的镜像，并且各自包括具有线性前缘轮廓的内侧杆(50、151)和具有曲线前缘轮廓的外侧端刀头(52、152)，所述曲线前缘轮廓随着对应内侧杆(50、151)的线性前缘轮廓而转变；并且
所述中间挖掘面(54)以相对于所述中间安装面(74)更小的角定向，并且所述第一外挖掘面(56)和所述第二外挖掘面(58)中的每一个以相对于对应第一外安装面(75)和第二外安装面更大的角定向，使得当所述刀具(34)以服务构造安装在所述推土铲刀(18)的基本上平坦的安装表面(32)上时，所述中间挖掘面(54)比所述第一外挖掘面(56)和所述第二外挖掘面(58)更陡地倾斜于水平面。
6.根据权利要求5所述的刀具(34)，其中所述中间安装面(74)定向成基本上平行于所述中间挖掘面(54)，并且其中所述第一外挖掘面(56)和所述第二外挖掘面(58)中的每一个以相对于对应第一外安装面(75)和第二外安装面成锐角定向；
其中所述第一外体件(42、142)和所述第二外体件(44)中的每一个中的内侧杆(50、151)和外侧端刀头(52、152)一体地形成为单件。
7.根据权利要求6所述的刀具(34)，其中所述外侧端刀头(52、152)中的每一个包括从对应前缘(48、148)延伸到后缘(49)的复合前面(60)；并且
其中所述外侧端刀头(52、152)中的每一个的后缘(49)定向成平行于对应内侧杆(50、151)的前缘(48、148)。
8.根据权利要求7所述的刀具(34)，其中所述复合前面(60)包括邻接所述对应前缘(48、148)的下前面(61)，以及上前面(62)；
其中所述下前面(61)包括与对应外侧挖掘面(50)混合的内侧区段(66)和与所述内侧区段(66)混合的外侧区段(68)；
其中所述外侧端刀头(52、152)中的每一个进一步包括在所述下前面(61)与所述上前面(62)之间延伸的脊(64)；并且
其中所述第一外体件(42、142)和所述第二外体件(44)中的每一个包括长度，并且所述外侧端刀头(52、152)中的每一个包括对应长度的约25％到约33％。
9.一种用于实施系统(10)的推土铲刀组件(16)中的刀具(34)的本体区段(42、44、142)，包括：
细长内侧杆(50、151)，所述细长内侧杆包括在前缘(48、148)和后缘(49)之间延伸的挖掘面(56、58、156)、与所述挖掘面相对定位的内侧安装面(74)，以及多个安装孔口(38)，所述多个安装孔口在所述挖掘面(56、58、156)与所述内侧安装面(74)之间延伸以容纳用于在推土铲刀(18)的安装表面(32)上安装所述本体区段(42、44、142)的多个安装元件；以及
外侧端刀头(52、152)，所述外侧端刀头包括邻接所述细长内侧杆(50、151)的所述挖掘面(56、58)并且在前缘(46、48、148)与后缘(47、49)之间延伸的前面(60)，以及与所述前面(60)相对定位并且与所述内侧安装面(74)共面的外侧安装面(75)；
所述细长内侧杆(50、151)具有线性前缘轮廓，并且所述外侧端刀头(52、152)与所述细长内侧杆(50、151)一体地形成并且具有随着所述线性前缘轮廓而转变的曲线前缘轮廓。
10.根据权利要求9所述的本体区段(42、44、144)，其中所述前面(60)是复合的并且由上前面(62)和下前面(61)形成，所述下前面具有凹形形状并且与所述挖掘面(56、58)混合；并且
其中所述凹形形状根据外侧位置处的较小曲率半径并且根据邻接所述挖掘面(56、58)的内侧位置处的较大曲率半径而弯曲，并且其中所述较大曲率半径随着所述较小曲率半径而转变，并且所述下前面(61)与所述挖掘面(56、58)混合。
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