CN110770078B - 重量优化 - Google Patents
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Abstract
一种用于耐磨拖运卡车车体内衬的内衬元件(2)，包括加强板(4)，该加强板至少部分地嵌入弹性材料(20)内。该加强板(4)包括：多个安装孔(6)，其被布置成用于将内衬元件(2)安装到拖运卡车车体(100)，且这些安装孔不被弹性材料(20)覆盖；以及一个或多个减重切割开口(8)，其比安装孔(6)大，并且被弹性材料(20)所覆盖。
Description
技术领域
本发明涉及一种拖运卡车车体内衬元件、一种设有耐磨内衬的拖运卡车车体、以及一种制造内衬元件的方法。
背景技术
拖运卡车(haul truck，托运卡车)是被设计为用在高产量采矿和重型施工环境中的非公路自卸卡车。拖运卡车配设有能够容纳大量例如岩石、碎矿石之类的材料的拖运卡车车体。拖运卡车的容量从40短吨(36吨)到496短吨不等。这种拖运卡车车体的底部面积通常为30至70平方米。
拖运这类大量且常常较尖锐而沉重的负载物使得拖运卡车车体会由于撞击和磨耗而遭受严重磨损。
为了保护拖运卡车车体的表面，通常是在拖运卡车车体的内部配设一内衬。然而，拖运卡车车体通常由钢制成，而内衬材料常常由另一种材料制成。一种常用类型的内衬是包括例如橡胶材料或聚氨酯的弹性内衬。弹性内衬材料的优点在于，当从相当高的高度将材料从例如挖掘机拖运到拖运卡车车体上时，弹性内衬材料的材料特性将减轻材料在拖运卡车车体上的沉重撞击作用。
弹性内衬材料有效地吸收来自撞击的能量，并且将所述能量散布在较大的区域上。而且，还降低了噪音并改善了操作者的舒适度。
拖运卡车的内衬通常由多个内衬元件制成，这些内衬元件在拖运卡车车体的表面上延伸而形成内衬。通过限制其尺寸和重量，这些单独的内衬元件简化了制造。而且，由于单个损坏或磨耗的内衬元件可以在其位置直接更换而不必移除大部分的周围内衬，因此有利于拖运卡车车体的维护。内衬元件可包括常由钢制成的加强板以及橡胶覆层。
始终存在着改善这种拖运卡车的有效负载容量的需求。
发明内容
为此目的，提供一种用于耐磨拖运卡车车体内衬的内衬元件，所述内衬元件包括至少部分地嵌入弹性材料内的一加强板，其中所述加强板包括：多个安装孔，其被布置为用以将所述内衬元件安装到拖运卡车车体，并且这些安装孔未被所述弹性材料覆盖；以及一个或多个减重切割开口，所述减重切割开口比所述安装孔大并且被所述弹性材料覆盖。另外，所述加强板包括一个或多个弯折边缘。
虽然这些安装孔并未被所述弹性材料所覆盖，但是它们可以例如被橡胶塞覆盖。这些安装孔被布置为用来将内衬元件安装到拖运卡车车体，它们将与所述拖运卡车车体上的安装结构匹配，这些安装结构例如可以包括相应的孔或固定螺栓。通过相应地安置这些安装孔，可由此使一板适用于多个特定的安装结构。
术语“切割开口”应该被理解为不限于通过切割形成的开口，而是包括普遍意义上的通过任何过程而形成的开口，其包括例如通过模制工艺而形成的开口。
将切割开口布置在加强板中能减轻所述内衬元件的重量，且同时保持内衬元件的足够刚度，以保持其期望的形状，例如平坦形状(planar，平面状)。被减轻的重量允许拖运卡车能够载送更多有用的有效负载。所述加强板的弯折边缘将有助于将所述内衬元件保持为一优选形状，例如平坦形状。所述弯折边缘勾入(grip into，抓入)所述弹性材料，将其保持就位。在制造过程之后橡胶趋于收缩，否则将致使板弯折变形。此外，它们为板提供额外的强度和刚度。
所述加强板还可以具有沿着所述内衬元件的外周边缘延伸的外框架，其中所述切割开口被布置在所述外框架内。这样就为所述板以及由此为所述内衬元件提供了进一步的刚度，从而允许将这些切割开口做得较大，并因此进一步减轻所述内衬元件的重量。至少一些所述安装孔可以被布置在所述加强板的这一外框架中。
在框架内可以布置有两个或更多个切割开口。由于板的大的区域(area，面积)可以包括切割开口，而又仍然保留在板的中央部分内自由地安置安装孔的选择，这就允许内衬元件的几何形状具有灵活性。例如，加强板还可以包括在所述外框架的侧部之间延伸的一个或多个条形部分，以便限定所述两个或更多个切割开口，而且至少一些安装孔可以被布置在所述条形部分中。这样允许刚性的板仍能提供大幅度的重量减轻。
内衬元件的外周边缘可以限定加强板的轮廓区域(outline area，轮廓面积)，且所述一个或多个切割开口可以共同限定加强板的轮廓区域的共计为至少20％、优选为至少30％的总切割区域(cut-out area，切割面积)。优选地，总切割区域可以不大于加强板的轮廓区域的60％，优选地不大于40％。与没有切割开口的板相比，这个比率通常转化成大致相似(比率)的重量减轻。
所述内衬元件可以为平坦状，这使其易于制造和安装。
所述加强板可以包括一个或多个弯折边缘，用以保持内衬元件平坦。这些弯折边缘勾入所述弹性材料而将其保持就位。在制造过程之后橡胶趋于收缩，否则将致使板弯折。而且，它们为板提供附加的强度和刚度。这些弯折边缘可以被部分地布置在所述加强板的外周。这些边缘可以被弯折90度或更大。优选地，这些边缘被弯折大于90度。优选地，这些边缘被弯折小于180度。为此，优选地，这些边缘被弯折大于90度并小于180度。备选地，这些边缘被弯折180度或90度。这些边缘被弯折大于90度的优点在于，在拖运卡车的装载期间，弹性材料不太可能被边缘所切割。这些边缘被弯折小于180度的优点在于能更好地抓握弹性材料。
所述加强板可以被制成为一体件(单件)，并且可以由金属制成，优选地由钢制成。所述弹性材料可包括橡胶。
所述内衬元件还可以包括多个孔，这些孔被布置在所述弹性材料中并且与所述加强板的安装孔对准。这样就允许在安装所述内衬元件时能够到达这些安装孔。
所述切割开口可以被成形为垂直线式多边形(rectilinear polygon，直线多边形)，诸如矩形，这使其易于制造。
选择性地除了所述加强板的所述安装孔处的区域之外，所述加强板可以完全地嵌入弹性材料内。
此外，提供一种拖运卡车车体，其设置有由多个如上文所述的内衬元件形成的内部耐磨内衬。所述拖运卡车车体可以具有与所述多个内衬元件的安装孔对齐的多个安装结构，而所述内衬元件的切割开口位于所述内衬元件的与所述拖运卡车车体的不具有安装结构的区域相对应的区域中。还提供有一种制造内衬元件的方法，该方法包括：将加强板布置在模具中，其中所述加强板具有多个安装孔以及一个或多个减重切割开口，这些减重切割开口比安装孔大，且其中所述加强板还包括一个或多个弯折边缘；以及将弹性材料提供到所述模具，使得所述加强板至少部分地被所述弹性材料覆盖，并且使得所述减重切割开口被所述弹性材料覆盖。该方法还可以包括：在将所述加强板布置在所述模具中之前将所述加强元件的一个或多个边缘进行弯折，其中提供弹性材料包括利用所述弹性材料覆盖所述加强板的所述一个或多个弯折边缘。
在(若非如此)加强板会完全地被弹性材料覆盖时，该方法还可进一步选择性地排除在安装孔处被所述弹性材料覆盖的区域。
该方法还可以包括：在将所述加强板布置在模具中之前，为所述加强板设置所述多个安装孔，其中所述多个安装孔与拖运卡车车体的多个安装结构对齐；以及，同样在所述加强板被布置在模具中之前，为所述加强板设置所述一个或多个减重开口，其中所述一个或多个减重开口位于所述加强板的与所述拖运卡车车体的不具有安装结构的区域相对应的区域中。
最后，本方法可以包括将所述内衬元件安装到所述拖运卡车车体上。
最后，提供有一种用于耐磨拖运卡车车体内衬的内衬元件，其中所述内衬元件包括加强板，该加强板至少部分地嵌入弹性材料内。
所述加强板可以包括多个安装孔，这些安装孔被布置为用以将内衬元件安装到拖运卡车车体。当这些安装孔可以不被弹性材料覆盖时，它们可以例如由橡胶塞覆盖。
所述加强板可以包括一个或多个弯折边缘，用以保持所述内衬元件平坦。优选地，这些边缘被以小于180度的角度弯折。备选地，这些边缘被弯折180度。
附图说明
通过以下参照附图对本发明优选实施例的说明性和非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的上述及另外的目的、特征和优点，其中相似的元件将使用相同的附图标记，在图中：
图1是根据第一实施例的包括橡胶覆层和加强板的拖运卡车(托运卡车)内衬元件的立体截切图，
图2是根据第二实施例的拖运卡车内衬元件的加强板的立体图，
图2A是形成拖运卡车内衬元件的图2的加强板及橡胶覆层的剖视图，
图2B是根据一替代性实施例的加强板和橡胶覆层的剖视图，
图3是根据第三实施例的拖运卡车内衬元件的加强板的立体图，
图4是根据第四实施例的拖运卡车内衬元件的加强板的立体图，
图5a、图5b、图5c和图5d是根据不同实施例的加强板的弯折边缘的剖视图，以及
图6是一装载区域被内衬元件覆盖的的拖运卡车的立体图。
具体实施方式
图1、图2/图2A、图3和图4分别示出了根据第一、第二、第三和第四实施例的用于耐磨拖运卡车车体内衬的内衬元件2。图2B示出了图2和图2A的第二实施例的一替代性实施例。内衬元件2被用以安装在拖运卡车车体100上(参见图6)。这些内衬元件2是大体扁平的，并且每个内衬元件包括大体扁平的加强板4和橡胶覆层20，该橡胶覆层构成覆盖加强板的弹性材料20。在图1中，仅为了说明目的而将弹性材料20的一部分切除。
加强板4为内衬元件2提供刚性和强度，并有助于将弹性材料20保持就位。在这些实施例中，弹性材料20完全地覆盖加强板4。在另外的实施例中，弹性材料20可以仅部分地覆盖加强板4。如此，加强板4至少部分地嵌入弹性材料20。加强板4大体是扁平的且具有矩形轮廓(外周边缘)14。它们优选地制成为一体件，如图所示，并且优选地由诸如钢之类的金属制成。
加强板4包括多个安装孔6，用以将内衬元件2(加强板4形成该内衬元件的一部分)安装到拖运卡车车体100上(参见图6)。安装孔6对应于并且适合于匹配该拖运卡车车体100上的安装结构(未示出)。因此，内衬元件2(加强板4形成为其一部分)将适于被安装在拖运卡车车体100上的特定位置(未示出)(参见图6)。拖运卡车车体100上的安装结构例如可包括被设计为装配到加强板4的安装孔6中的焊接螺栓，或者包括分别对应于安装孔6的另外多个孔。
在弹性材料20中具有多个孔7，以使其不会覆盖加强板4的安装孔6。可选择地，在安装之后或者作为安装的一部分，安装孔6可被橡胶塞22覆盖(图1中示出，但是适用于所有实施例)，用以进行保护。
加强板还包括减重切割开口8。此减重切割开口8可被成形为直线多边形10。这些切割开口8大于安装孔6，并且被布置在那些无需安装孔6来匹配拖运卡车车体100的安装结构的位置处。减重切割开口8可以通过例如切割或机加工而生成，但也可以通过例如模制而与加强板4一起生成。
借助减重切割开口8，各加强板4具有沿着并临近于其外周边缘14延伸的外框架18的形状，以便为板4提供刚度，并且还可能提供在框架18的侧面之间延伸的条形部分24。至少一些安装孔6被布置在外框架18中。如此，该框架18和条形部分24如果存在，则其可以被视为限定减重切割开口8。减重切割开口8的尺寸可以根据需要来选择。
加强板4的限定轮廓/外周边缘14的外边缘12被弯折，以改善板4的刚度。
从板的上表面延伸的柱状升降结构16用于在制造、组装和/或安装期间使板升降。升降结构16从该板延伸的距离小于橡胶的厚度。类似于安装孔6的情况，弹性材料中的孔26允许及达这些升降结构。同样地，这些孔26可以被橡胶塞28覆盖。
所有实施例的共同特征已经描述如上，现在将描述各实施例的详情。
在第一实施例中，如在图1中所示，条形部分24由三个正交的线性条形区段组成。两个升降结构16位于条形部分24上。如此，这种布置允许升降结构16和/或安装孔6位于相对中央的位置。
图2示出了根据第二实施例的加强板4，该加强板为内衬元件2的一部分。在此，线性的条形部分24在框架18的两个短侧边之间延伸，从而形成两个(细)长矩形的减重切割开口8。
图2A示出了与图2中相同的加强板4以及橡胶覆层20沿着图2中所示的横截面A–A的剖视图。加强板4的弯折边缘12勾入橡胶中，将橡胶保持就位。
图2B示出了图2和图2A的第二实施例的一替代实施例的剖视图。除了加强板4的边缘12弯折90度(也可参见图5d)之外，此实施例与第二实施例相同。
图3示出了根据第三实施例的具有加强板4的内衬元件2。其具有安装孔6和弯折外边缘12，与图2中所示的第二实施例相同。但与该实施例不同的是，板仅具有一个减重切割开口8，其形成为一正交的六边形，这允许升降结构16安置在相对中心的位置。
图4示出了根据第四实施例的加强板4。其具有如前所述的安装孔6和弯折外边缘12。在此，单个减重切割开口8具有正交八边形形状，以允许两个升降元件16安置在相对中央的位置。
图5a和图5b示出了加强板4的边缘12如何弯折的细节剖视图。此弯折优选大于90度，且小于180度，由此呈现如在图5b中所示的V形或者如在图5a中所示的近似U形，以适当地抓握橡胶覆层。这种向内弯折防止橡胶在装载撞击时被该边缘所切割。
此弯折也可以是如在图5c中所示的180度。这样其就可以具有与加强板的未弯折部分重叠的部分30。
或者，如在图5d中所示，该边缘可以被弯折90度。
图5a–图5d的任何边缘构形均可应用到上文详述的第一、第二、第三或第四实施例。
图6示出了拖运卡车车体100，内衬元件2已被安装于其上，以便提供耐磨内衬102。
内衬元件2通常具有300mm-2000mm的长度，以及200mm-1500mm的宽度。弹性材料20(例如橡胶)通常具有30mm-150mm的总厚度。
或者，被包括在内衬元件2内的加强板4可被视为由多个加强条组成，每个所述加强条均被连接到至少一个另外的加强条，以形成加强板4。这些加强条可具有安装孔6，用以安装到拖运卡车车体100上，并且可以成形为垂直线式多边形(rectilinear polygon)。加强板4可被制成为具有多个减重切割开口8的一体件。加强条可以形成加强板4的外框架18。外框架18可以包括多个正交的区段。外框架18的外边缘12可以是矩形的。外框架18的外边缘12可被弯折。
以上已参考一些实施例主要描述了本发明的构思。但是，正如本领域技术人员所容易领会的，在所附的专利的权利要求书所限定的发明构思的范围内，除了以上公开的实施例之外的其它实施例同样也是可行的。
Claims (31)
1.一种用于耐磨拖运卡车车体内衬的内衬元件(2)，所述内衬元件(2)包括至少部分地嵌入弹性材料(20)内的加强板(4)，其中所述加强板(4)包括：多个安装孔(6)，其布置为用以将所述内衬元件安装到拖运卡车车体(100)，并且所述安装孔未被所述弹性材料(20)覆盖；以及一个或多个减重切割开口(8)，所述减重切割开口比所述安装孔(6)大，并且所述减重切割开口被所述弹性材料(20)覆盖，其中所述加强板(4)包括一个或多个弯折边缘(12)。
2.根据权利要求1所述的内衬元件(2)，其中所述弯折边缘中的至少一个被弯折到90度与180度之间的角度。
3.根据权利要求1所述的内衬元件(2)，其中所述弯折边缘中的至少一个被折叠成邻接所述内衬元件的主表面。
4.根据权利要求1或2所述的内衬元件(2)，其中所述弯折边缘中的至少一个以一半径被弯折。
5.根据权利要求1所述的内衬元件(2)，其中所述内衬元件(2)包括外周边缘(14)，且所述加强板(4)具有沿着所述内衬元件(2)的所述外周边缘(14)延伸的外框架(18)；并且其中所述一个或多个减重切割开口(8)被布置在所述外框架(18)内。
6.根据权利要求5所述的内衬元件(2)，其中至少一些安装孔(6)被布置在所述加强板(4)的所述外框架(18)中。
7.根据权利要求5所述的内衬元件(2)，其中所述一个或多个减重切割开口(8)包括布置在所述外框架(18)内的两个或更多个减重切割开口(8)。
8.根据权利要求7所述的内衬元件，其中所述加强板(4)还包括在所述外框架(18)的侧部之间延伸的一个或多个条形部分(24)，用以限定两个或更多个所述减重切割开口(8)。
9.根据权利要求8所述的内衬元件(2)，其中至少一些所述安装孔(6)被布置在所述一个或多个条形部分(24)中。
10.根据权利要求1所述的内衬元件(2)，其中所述内衬元件的外周边缘(14)限定该加强板的轮廓区域，并且其中所述一个或多个减重切割开口(8)共同限定了总计为所述加强板(4)的轮廓区域的至少20％的总切割区域。
11.根据权利要求10所述的内衬元件(2)，其中所述一个或多个减重切割开口(8)共同限定了总计为所述加强板(4)的轮廓区域的至少30％的总切割区域。
12.根据权利要求10或11所述的内衬元件(2)，其中所述总切割区域总计为不大于所述加强板(4)的轮廓区域的60％。
13.根据权利要求12所述的内衬元件(2)，其中所述总切割区域总计为不大于所述加强板(4)的轮廓区域的40％。
14.根据权利要求1所述的内衬元件(2)，其中所述内衬元件(2)为平坦状。
15.根据权利要求1所述的内衬元件(2)，其中所述弯折边缘(12)被部分地布置在所述加强板的外周边缘(14)处。
16.根据权利要求1所述的内衬元件(2)，其中所述加强板(4)被制成为一体件。
17.根据权利要求1所述的内衬元件(2)，其中所述加强板(4)由钢制成。
18.根据权利要求1所述的内衬元件(2)，其中所述内衬元件(2)还包括多个孔(7)，所述多个孔被布置在所述弹性材料(20)中并且与所述加强板(4)的所述安装孔(6)对齐。
19.根据权利要求1所述的内衬元件(2)，其中所述一个或多个减重切割开口(8)被成形为直线多边形(10)。
20.根据权利要求19所述的内衬元件(2)，其中所述直线多边形(10)为矩形。
21.根据权利要求1所述的内衬元件(2)，其中所述加强板(4)完全地嵌入所述弹性材料(20)内。
22.根据权利要求1所述的内衬元件(2)，其中除了所述加强板(4)的所述安装孔(6)处的区域之外，所述加强板(4)完全地嵌入所述弹性材料(20)内。
23.根据权利要求1所述的内衬元件(2)，其中所述弹性材料(20)包括橡胶。
24.一种设有内部耐磨内衬(102)的拖运卡车车体(100)，所述内部耐磨内衬是由多个根据权利要求1所述的内衬元件(2)形成。
25.根据权利要求24所述的拖运卡车车体(100)，其中所述拖运卡车车体(100)具有与多个所述内衬元件(2)的安装孔(6)对齐的多个安装结构，其中所述多个内衬元件(2)的所述减重切割开口(8)位于所述多个内衬元件(2)的与所述拖运卡车车体(100)的不具有所述安装结构的区域相对应的区域中。
26.一种制造内衬元件(2)的方法，包括：
将加强板(4)布置在模具中，所述加强板(4)具有：多个安装孔(6)、比所述安装孔(6)大的一个或多个减重切割开口(8)、以及一个或多个弯折边缘(12)；以及
将弹性材料(20)供给到所述模具，使得所述加强板(4)至少部分地被所述弹性材料(20)覆盖，并且使得所述减重切割开口(8)被所述弹性材料(20)覆盖。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所供给的弹性材料包括由所述弹性材料覆盖所述加强板的所述一个或多个弯折边缘。
28.根据权利要求26所述的方法，其中，所述加强板(4)被所述弹性材料(20)完全地覆盖。
29.根据权利要求26所述的方法，其中，除了所述安装孔(6)处的区域之外，所述加强板(4)被所述弹性材料(20)完全地覆盖。
30.根据权利要求26-29中的任一项所述的方法，其中所述方法还包括：
在将所述加强板(4)布置在所述模具中之前，为所述加强板(4)设置所述多个安装孔(6)，其中所述多个安装孔(6)与拖运卡车车体(100)的多个安装结构对齐；以及
在将所述加强板(4)布置在所述模具中之前，为所述加强板(4)设置所述一个或多个减重切割开口(8)，其中所述一个或多个减重切割开口(8)被定位在所述加强板(4)的与所述拖运卡车车体(100)的不具有所述安装结构的区域相对应的区域中。
31.根据权利要求30所述的方法，还包括将所述内衬元件(2)安装到所述拖运卡车车体(100)上。
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