CN1100925C - 用于挖土机和类似机器的齿的连接件 - Google Patents

Abstract

借助从连接部件的中部到其自由端的三个相继区域的组合来实现齿与齿架之间的连接，该三个区域包括在连接件的横向外表面上的有台阶的直引导部的第一区域，随后是一借助彼此相对的回转表面而形成的引导区域，最后是一棱柱形杆形式的的第三区域，该杆的轴线与部件的轴线一致。

Description

用于挖土机和类似机器的齿的连接件

本发明涉及一种用于挖土机和类似机器中的挖土机齿的连接装置，也就是说，这种机器是用于在公共和土木工程中挖去土块和石块的。

为了在各种类型的土木工程中挖土块和石块，传统上使用种种不同类型的挖土机，这些挖土机包括设置有刃部的挖斗，这些刃部可铲入土块和石块中，以将它们挖走。为此，出现了工作刃部很快磨损的问题，这样就必须设置很硬的可拆离的具有高机械强度的所谓“齿”的部件。所述齿由高硬度和高机械强度的材料制造而成，以获得较长的使用寿命，并且要易于更换，由于它们的用途主要是承受工作区域的磨损，所以它们的更换必须非常容易和快速。

挖土机和类似机器的齿必须满足一系列条件，这些条件在某些情况下是互相矛盾的。一方面，要求挖土机的齿给定的应用和给定更换挖土机齿的频繁程度的情况下，能够尽量降低制造成本，另一方面，要求它能具有高的强度和尽可能长的使用寿命。

在挖土机的连接装置中要协调这些要求是不容易的，因为首先，由于它们必须是低成本批量生产的制品，就不可能依靠对部件的机械化加工使它们的尺寸具有较小的公差，如果要用经济的生产方法来获得牢固的部件，就必须使用诸如铸造和锻造的方法。但是使用铸造或锻造方法对挖土机齿的尺寸公差就无法提出高的要求，结果是齿与所谓的齿架之间就不能具有良好的连接构件，这种连接件是与挖土机挖斗的刃缘相连接的构件。不满意的连接件的一个后果是由于齿在齿架中的不正确的配合而出现不同的操作问题，这表现在因局部接触压力较大而引起磨损，增加了齿与齿架之间的连接游隙，反过来又加速了磨损，导致连接件的使用寿命的降低。

对于上述的技术上的理由，在制造挖土机齿的中的始终存在的问题之一在于获得这样的结构，即可以改进齿与齿架之间的连接，而不增加制造的难度，也就是说不增加所述部件的成本。为此，公开了许多将齿连接到齿架的系统，所有这些都声称改进了部件结构并因此改进了部件的连接。

美国专利4.404.760公开了具有一适配器和一点构件(point element)的连接件，在该连接件中，适配器有一具有若干耳形部和一鼻部的的凹部，从一圆锥形发展成一矩形的自由端部。

本发明具有若干耳形部，这些耳形部具有支持功能，因为它们能够吸收从点的端部传递到适配器的作用力。

本发明的连接件是本发明人努力工作的结果，这种努力导致获得了针对挖土机的齿中出现的技术问题的一个比较平衡的解决方法。本发明人研究和工作的结果是获得一种连接挖土机齿的装置，该装置以一种满意的方法解决了问题，即制造相当容易而部件又具有所必须的机械强度，从而延长了连接件的使用寿命。

根据本发明，其满意的结果是通过可以将齿引导和连接在齿架中的若干构件的特定组合而获得的，这种组合包括：通过插入设置有一双台阶内引导部的齿的特定的凸起进行连接，加上齿架的互补的附加的凹部；在对称于连接件的旋转区域的相互连接；以及在一终端的棱柱形区域中的阳/阴连接。这三种主要连接的组合是通过这样的办法而获得的：产生一在齿与齿架之间的包括若干支座的第一连接区域，这些支座张开在齿架的边缘，里面具有一双直引导部，引导部的轮廓形式是其横剖面具有一双直台阶区域，延伸通过平行于部件轴线的齿架的两侧。齿具有与具有一双台阶引导结构的所述部件互补的凸起区域，使得在它们引入之后，前述的凸起区域啮合在双引导凹部中，以90°的横向排列提供多个在齿与齿架之间的连接区域，这样，用在两个部件之间的许多接触区域提供一很有效的连接。齿与齿架之间的紧邻的连接区域具有彼此相对的对称的旋转表面，呈现圆筒或截头圆锥形表面的形式，设置在与齿架的互补的开口一致的齿连杆的开始处，最好设置成旋转表面中的一个设置在部件的上部，与第一个对称地相对的另一个设置在部件的下部。与上述组合在一起的齿与齿架之间的第三连接区域构成一齿连接凸起的终端轴颈，它呈现一具有圆的边缘的棱柱结构，其轴线与部件的轴线一致。齿具有一连接开口，其结构与齿架的结构互补，借助上面提到过的三个独立连接区域的组合在齿与齿架之间获得了有效的连接，这种有效连接在没有改变铸造或锻造的有利特征的情况下，能够对两部件进行有效的相对引导，其结果是，齿与齿架之间的接触面积增加得很多，这样导致各磨损的下降，因此而延长了连接件的使用寿命。

同样，这些改进还包括在齿架的未被齿覆盖的本体或一部分中的螺栓或开尾销的支座的安排，从而可增加齿架的强度，这样又可从内部减少所述齿架的体积，由此减轻组件的重量。用于固定销或螺栓的支座的上下端可以用能够尽可能保护开尾销的支座的覆盖件所封闭，这样有利于其随后在适当的时候拆开。固定螺栓或销的结构是这样的，它包括一带有中心延伸部的基体，中心延伸部通过硫化连接于基体。为了检查开尾销是否正确引入以及在拔出时所必需的某些操作，齿在其横向组装凸耳的一个中有一个与螺栓的位置一致的孔。

齿和齿架组件的构造可相对阳和阴横向引导件对称或非对称。

为了更好地理解本发明，作为解释而不是限制性的例子，增加了本发明一较佳实施例的若干说明性的附图。

图1和2分别示出了本发明挖土机齿的一连接件的侧视图和主视图。

图3至6是通过对应于双台阶引导区域的齿连接件的剖面图。

图7至10示出了设置有旋转表面的连接区域的剖面图。

图11是通过连接件的棱柱形端部轴颈的剖面图。

图12示出了本发明的齿和齿架组件的平面图，图13和14示出了图12中所示剖面的纵向剖面。

图15示出了齿和齿架组件的侧视图。

图16示出了图15中所标示剖面的剖面视图。

图17从对应于开尾销的右侧示出了连接装置的立体图。

图18从开尾销的相对侧示出了类似于图17的立体图。

图19示出了本发明齿和齿架组件的立体图。

图20示出了齿的立体图，该齿采用了本发明的连接装置。

图21示出了在图1和以下的各图中所示的齿架的一种有所变化的齿架的的侧视图。

图22至27是图21中所示的剖面的剖面视图。

图28和29分别示出了在图21中的另一变形形式(以下简称另一形式)中的齿和齿架组件的纵向剖面。

图30和31是根据本发明的改进的齿的后面和前面的立体图。

图32和33示出了根据本发明的改进的用于固定齿的螺栓的剖面视图。

图34示出了图21中所示的另一种形式的侧视图，它具有不对称的横向引导部。

图35至40示出了在图34中所示的剖面的剖面视图。

图41是一用根据图34中的另一种形式的齿架和齿所形成的组件的立体图。

图42示出了根据图41中的剖面的纵向剖面视图。

图43示出了通过图44中所示的剖面、垂直于图42中所示的剖面的第二纵向剖视图。

图44示出了根据本发明的改进的齿架和齿组件的平面图。

图45详细示出了本发明齿和齿架组件的剖面视图，其中示出了齿和齿架一致的边缘的另一形式。

图46示出了剖面细节，该剖面示出了产生在图45中的连接件中的应力。

请参阅附图，连接装置首先包括总的用1表示的载齿构件，它带有由一与齿相连的区域2和与挖土机挖斗的有效边缘相连的区域3构成的阳连接件。区域3有一具有壁4和5的基本是叉形的结构，它有一通过焊接或其它手段把它连接到挖斗有效边缘的直的缺口6。伸出部分3具有这些连接装置所惯用的、从凸起2的起始表面7到终端的直的端部的横截面逐渐缩小的结构。根据本发明，连接件1的每一侧各有在表面7开始的延伸到与挖斗的边缘相连的端部3的开口9和10，所述开口的特点是，它们有利用横向直的台阶的、以一双内引导件为基础的结构，如图3至6所示，从图中可以看到，开口9和10具有平行于部件轴线的直的母面，其横截面具有构成一具有中间台阶的双直引导部的形状，例如对于引导开口9，具有第一直引导部的直的平行壁11和12以及凹口9底部的直引导部的用13和14表示的壁。每一侧的直引导件，例如12和13以及11和14被各自的直台阶15和16所分离。凹口10的结构与凹口9相同，所以在此不再详细描述。提供双台阶引导件就可通过增加两个部件之间在最初组件中的有效接触面积来改进齿与齿架之间的连接。如图15和16所示，齿17具有形状与双台阶引导件的开口9和10互补的凸起侧翼18和19，如图15和16，19和20所示。

连接凸起2从部件1的表面7开始之后，有一借助旋转表面形成的连接区域，这些回转表面(revolution surface)由两表面20和21所形成，如图7至10所示，可由设置成彼此相对的并相对部件轴线对称的截头圆锥或圆筒形表面构成，部件轴线与所示的对称部分的轴线一致。横向槽22和23沿所述连接区域延伸，在图10中所示的最远的部分结束，其中两用20’和21’表示的彼此相对的两回转表面是由它们的尾端相连的。第三个主要的引导区域由在连接区域2的自由端的杆24所形成，它呈现一具有圆边缘的直棱柱形结构，如图11所示。

借助一横向开尾销25来完成连接，该开尾销25可保持齿17，并容纳在靠近表面7处的、在部件1中开口的横向孔26中。

在图21中的总的用27表示的另一形式中，可以看到一个在后延伸部28和29略有改变的结构，它们中的第一个具有基本是钝角的结构，它与延伸部29一起形成一相对水平线成一定角度的凹口，用于使齿架与挖土机的挖斗或铲子的边缘配合。在此另一形式中，用于螺栓或开尾销的支座30，如图1中的形式一样，设置在齿架的本体部，而不是在称为“鼻部”31的部分，它的两端上也有宽的槽口32和33，与一长度较短的螺栓组合，如图28、32和33所示，从而可在上下部分别容纳覆盖件34和35，覆盖件最好是部分容纳在孔的两端以接纳螺栓36。这样，在螺栓的端部形成附加的凸起，从而使螺栓免遭石头、金属物和其它物体的冲击的性能有所提高，尤其是在捣碎性工作中，这种冲击会将螺栓逐出，另外，也极大地改进了更换时的拆开工作。可以从图32的较详细的剖面中可以看到，螺栓具有复杂的结构，该螺栓的本体36设置有一宽的孔，在该孔中容纳一定中心插入件37，中心插入件设置在其外边缘的中心部，并具有一小的定中心凸起38，中心插入件通过硫化橡胶39或其它弹性材料的区域连接于本体36。

螺栓36的直线构造，如图32所示，可改变成略微呈弧形的结构，如图33所示，该图中示出一具有纵向曲率的螺栓40，该螺栓设置有一类似的具有中心凸起42的定中心插入件41，有一点不同的是，它与一类似的弹性区域43相连。

螺栓的支座在齿架本体中而不是在齿架的“鼻部”中，这样的齿架的实施例为螺栓提供了较高的机械强度，使齿架的内部可以是空心的，这可在图22至26中看到，图中示出了空心部分44，在图42和43中也同样可以看到，这个空心部分的空心位于延伸部28与29之间的铲子或挖斗边缘上的连接区域。该实施例可使齿架组件的重量变得较轻。

从图22至26可以看到，图21所示的齿架的另一种形式具有对称的侧向定心槽45和46，与图1和其后的附图中的相应部分相类似，图中还示出了具有双固定螺栓的形式，在图23中可看到固定螺栓的支座47和48。

在图28和29中，可看到图21中的另一种形式的在齿架中的齿49的连接件。

从图30和31中可看出，在齿49上，所设置的凸耳50和51具有上下引导部，诸如在凸耳50中用52和53表示的那些。借助一替代图1的另一中形式，例如图20中的整个内肋55的内凸块54来简单地实现凸耳51的引导。同时，凸耳51具有一在螺栓高度的小孔56，通过该孔可以观察螺栓是否正确连接，如果需要的话，在拔出螺栓出现问题时，可从所述孔的内部进行一些处理。

在图35至37的剖面中，设置了非对称的引导槽，诸如在一侧的单燕尾槽57和在相对侧的双台阶槽58，这构成了另一种形式，它可被用在某些情况中，用以替代齿架两侧的对称槽。在图36所示的情况中，设置了一与双台阶槽58相关联的单开尾销(cotter pin)59。

本发明同样还设置了另一种边缘构造，其中，齿架和齿是一致的，这可在附图中都可以看到。尤其在图21和图45以及图46中可以清楚看出。根据本发明，齿架的边缘60不垂直于齿的中间平面P，而是如图45所示的那样与垂直面p一定角度α，齿61的互补边缘具有一对应的形状，使得它能抵靠所述边缘60，根据所示的角，代表工作时施加在齿上的力F的应力反作用的矢量F₁被分解成分量F_1Z和F_1Y，其中F_1Y是横向于齿中间平面的应力，因此，该力对连接在齿架中的齿起维持连接的协同作用，这可抵消会使齿被逐出的分量F_1Z的作用，从而大大降低了通过齿的嘴而断裂的危险性。

上述构造显示了作为本发明主题的挖土机齿的连接件具有较大的效率，因为它通过确保在不同的平面中的多个接触区域，将应力分布在较大的表面上，牢靠地将齿连接在齿架中，从而可以减少连接磨损和提高使用寿命。

Claims (24)

1.一种连接于挖土机的齿架(1)，具有一位于齿(17，49，61)的凹穴中的凸起部分(2，31)和位于凸起部分每一侧的开口(9，10)，以容纳从凹穴每一侧上的齿朝后伸出的翼(18，19，50，51)，其中所述凸起部分具有至少部分朝其自由端(8)缩小的横截面，其特征在于

齿架具有一沿所述齿和齿架的连接方向、在所述开口(9，10)中的至少一个延伸的横向直的引导部分(22，23，45，46，58)，以容纳所述翼的一止动件(54，55)，止动件从翼朝内伸出，齿架包括至少一个用于固定销(25，36，40，59)的孔(26，30，47，48)，所述孔从齿架的外表面开始延伸并与所述引导部分相交，使得在嵌入位置的所述销能够锁定所述止动件，以将齿固定在齿架上的所需位置。

2.如权利要求1所述的齿架，其特征在于，

所述横向引导部分(22，23，45，46，58)开始在所述凸起部分(2，31)的横向表面，终止在固定销的所述孔(26，30，47，48)的后面。

3.如权利要求1或2述的齿架，其特征在于，所述引导部分和所述开口具有台阶特征(9，10，11，12，13，14，15，16，22，23，45，46，57，58)。

4.如权利要求1所述的齿架，其特征在于，

固定销的孔(26，30，47，48)位于齿架本体(3)的从凸起部分(2，31)朝后一距离的位置。

5.如权利要求1所述的齿架，其特征在于，

固定销的孔(26，30，47，48)大致平行于所述开口(9，10)的横向内表面(15，16)延伸。

6.如权利要求1所述的齿架，其特征在于，

固定销的孔(26，30，47，48)沿大致垂直的方向延伸。

7.如权利要求1所述的齿架，其特征在于，

限定各开口(9，10)的壁的至少一部分在开口的外侧伸出，形成齿的相应翼的导向部分。

8.如权利要求1所述的齿架，其特征在于，凸起部分(2，31)具有一区域，该区域具有至少一个弯曲表面(20，21；20’，21’)。

9.如权利要求8所述的齿架，其特征在于，

一第一弯曲表面(20，20’)面朝上，一第二弯曲表面(21，21’)面朝下。

10.如权利要求9所述的齿架，其特征在于，

所述弯曲表面(20，21；20’，21’)形成一圆锥体的外表面。

11.如权利要求10所述的齿架，其特征在于，

两相对的圆锥形表面(20，21；20’，21’)的对称轴线在同一垂直平面中并彼此分开一垂直距离延伸。

12.如权利要求1所述的齿架，其特征在于，

凸起部分(2，31)具有一在其自由端(8)的区域(24)，该区域大致在两个彼此沿凸起部分的纵向相隔一距离的两个垂直平面中具有形状和尺寸相同的横截面。

13.如权利要求12所述的齿架，其特征在于，

所述在凸起部分(2，31)自由端(8)的区域(24)具有棱柱形横截面。

14.如权利要求12所述的齿架，其特征在于，

所述在凸起部分(2，31)自由端(8)的区域(24)具有六边形横截面。

15.如权利要求1所述的齿架，其特征在于，

凸起部分(2，31)通过一表面(60)连接于齿架本体(3)，该表面可接触齿(61)并至少部分地相对一垂直于齿和齿架的连接方向的平面朝前倾斜。

16.如权利要求15所述的齿架，其特征在于，

所述连接表面(60)为弯曲形状。

17.一种连接于挖土机的齿架(1)的齿(17，49，61)，齿具有一容纳齿架的凸起部分(2，31)的至少一部分的凹穴，和从凹穴的每一侧上的齿朝后伸出的翼(18，19，50，51)，以位于齿架的横向开口(9，10)中，其中所述凹穴具有至少部分从其嘴部朝其内端缩小的横截面，其特征在于，

所述翼(18，19，50，51)的至少一个设置有一止动件(54，55)，止动件从翼朝内伸出，以位于所述一个开口(9，10)中的横向直的引导部分(22，23，45，46，58)，止动件可通过插入一穿过齿架的孔中的固定销(25，36，40，59)而锁定在所述直的引导部分，以将齿固定在齿架上的所需位置。

18.如权利要求17所述的齿，其特征在于，

所述止动件在翼(51)的自由端形成一凸块(54)，并设置成被在其前表面上的所述销(36，40，59)所锁定。

19.如权利要求17所述的齿，其特征在于，

所述止动件形成一沿齿和齿架的连接方向延伸的肋(55)，所述肋被所述销的一孔所阻断。

20.如权利要求17所述的齿，其特征在于，

每一翼(18，19，50，51)在其上区域和下区域中的至少一个区域设置有台阶导向部分(52，53)。

21.如权利要求17所述的齿，其特征在于，

设置有止动件(54)的翼(50，51)在销的位置还设置有贯穿翼的小孔。

22.如权利要求17所述的齿，其特征在于，

凹穴的内部形状对应于齿架的凸起部分(2，31)的外形。

23.如权利要求17至22中的任何一项所述的齿，其特征在于，

位于所述翼之间的齿(61)的后表面中的至少一个可接触齿架并至少部分地相对于一垂直于齿和齿架的连接方向的平面朝前倾斜。

24.如权利要求23所述的齿，其特征在于，

所述连接表面具有弯曲形状。

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