CN112912570A - 用于切割镐组件的套筒保持件 - Google Patents

Abstract

一种切割组件被构造成联接至可绕轴线旋转的滚筒。切割组件包括具有前表面和内表面的块体。所述内表面形成沿轴向穿过所述前表面并且至少部分地穿过所述块体延伸的块体孔。所述切割组件还包括套筒，所述套筒具有带有外表面的套筒柄，凸缘，以及延伸穿过该凸缘并且至少部分地穿过所述套筒柄的套筒孔。在将套筒安装到块体上的过程中，套筒柄的外表面与块体孔的内表面之间的界面从过盈配合过渡到间隙配合。

Description

用于切割镐组件的套筒保持件

相关申请的引用

本申请要求于2018年9月12日提交的在先美国临时专利申请No.62/730,209的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

背景技术

本公开涉及用于切割岩石的钻头或镐(pick)，尤其涉及用于切割镐组件的套筒保持件。

切割头(例如，用于连续采矿和入口开拓机器的切割头)包括多个切割镐组件。在一些实施例中，每个切割镐组件包括联接至旋转滚筒的保持器块体。保持器块体包括用于容纳套筒的狭槽。套筒进而包括用于容纳镐的孔。

发明内容

在一个独立的方面，切割组件被配置为联接至可绕轴线旋转的滚筒。切割组件包括具有前表面和内表面的块体。所述内表面形成沿轴向穿过所述前表面并且至少部分地穿过所述块体延伸的块体孔。切割组件包括具有套筒柄的套筒，该套筒柄具有外表面，凸缘和套筒孔。套筒孔延伸穿过凸缘并且至少部分地穿过套筒柄。套筒柄可位于块体孔内。切割组件包括位于块体孔的内表面和套筒柄的外表面之一上的台阶。切割组件包括位于块体孔的内表面和套筒柄的外表面中的另一个上的突起。突起与台阶接合，以将套筒柄保持在块体孔内。

在另一个独立方面，切割组件被配置为联接至可绕轴线旋转的滚筒。切割组件包括具有前表面和内表面的块体。所述内表面形成沿轴向穿过所述前表面并且至少部分地穿过所述块体延伸的块体孔。该切割组件还包括套筒，该套筒具有带有外表面的套筒柄，凸缘，以及延伸穿过该凸缘并且至少部分穿过该套筒柄的套筒孔。在将套筒安装到块体上的过程中，套筒柄的外表面与块体孔的内表面之间的界面从过盈配合过渡到间隙配合。

在又一个独立方面，切割组件被配置为联接至可绕轴线旋转的滚筒。切割组件包括具有前表面和内表面的块体。所述内表面形成沿轴向穿过所述前表面并且至少部分地穿过所述块体延伸的块体孔。该切割组件还包括套筒，该套筒具有带有外表面的套筒柄，凸缘，以及延伸穿过该凸缘并且至少部分地穿过该套筒柄的套筒孔。在将套筒安装到块体期间，套筒相对于块体从第一位置移动到第二位置。当处于第一位置时，套筒柄的外表面与块体孔的内表面之间的界面在套筒柄上提供压缩力。当处于第二位置时，压缩力减小。

通过考虑详细描述和附图，其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1是岩石挖掘机的透视图。

图2是图1的岩石挖掘机的切割头的一部分的透视图。

图3是联接到图2的切割头的切割镐组件的透视图。

图4是图3的切割镐组件的套筒和保持器块体的局部截面图。

图5是沿截面5—5观看的、图4的套筒的截面图。

图6是沿截面5—5观看的、图4的套筒和保持器块体的剖视图，其中套筒处于拆卸位置。

图7是沿截面5—5观看的、图4的套筒和保持器块体的剖视图，其中套筒处于中间位置。

图8是沿截面5—5观看的、图4的套筒和保持器块体的剖视图，其中套筒处于以过盈配合的方式接合块体的一部分的另一中间位置。

图9是沿截面5—5观看的、图4的套筒和保持器块体的剖视图，其中套筒处于最后插入位置。

图10是根据另一实施例的套筒和保持器块体的截面图。

图11是根据再一实施例的套筒和保持器块体的截面图。

具体实施方式

在详细解释任何实施例之前，应当看到，本公开内容的应用不限于在以下描述中阐述或在附图中示出的构造细节和组件的布置。本公开内容能够具有其他实施例并且能够以各种方式被实践或执行。另外，应当看到，本文所使用的措词和术语是出于描述的目的，而不应被认为是限制性的。本文中“包括”，“包含”或“具有”及其变体的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。术语“安装”，“连接”和“联接”被广泛地使用，并且包括直接和间接安装，连接和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接，并且可以包括直接或间接的电或流体连接或联接。而且，可以使用包括直接连接，无线连接等在内的任何已知方式来执行电子通信和通知。本领域普通技术人员应理解程度术语，例如“基本上”，“大约”，“大致”等。术语“公差”是指给定值之外的合理范围，例如与所述实施例的制造，组装和使用相关的一般公差。

图1示出了采矿机，例如连续式采矿机10，其包括由轨道18支撑以移动的框架14。连续式采矿机10还包括动臂(boom)22和支撑在动臂22上的切割头26。在所示实施例中，框架14还包括收集头30和从框架14的第一端或前端朝向框架14的第二端或后端延伸的输送机34。动臂22包括支撑切割头26的端部，以及动臂22可以枢转(例如，通过一对致动器58)以调节切割头26的位置。

如图2所示，在所示的实施例中，切割头26形成为细长的滚筒62，其包括固定至滚筒62的外表面的切割镐组件66。在所示的实施例中，滚筒62的外表面包括多个基座68，并且每个切割镐组件66被固定到基座68之一。滚筒62限定滚筒轴70(图1)，滚筒62围绕该滚筒轴旋转。切割镐组件66可以以预定模式(pattern)定位在滚筒62的表面上，以促进有效的岩石切割。

参照图3，每个切割镐组件66包括镐或钻头74，套筒78，和保持器块体82。钻头74包括具有用于接合矿井面以去除材料的尖端88的第一部分86、第二部分或钻头柄90，以及位于尖端88和钻头柄90之间的肩部94。

如图3和图4所示，套筒78包括套筒柄106、凸缘110和延伸穿过套筒柄106和凸缘110两者的孔(bore)114(图4)。凸缘110被定位成与套筒78的前端或先导端相邻，并且包括邻接表面118和支承表面120。钻头柄90(图3)位于孔114内，并且钻头肩部94接合或邻接套筒78的邻接表面118。在一个实施例中，钻头柄90通过间隙配合被容纳在套筒孔114中，并由夹子(未示出)保持。在其他实施例中，钻头柄90可以被压配合在套筒孔114内。

如图5所示，套筒柄106包括具有套筒突起122(例如，第一部分)和凹部126(例如，第二部分)的外表面121，该套筒突起122位于邻近柄106的、与凸缘110相对的端部，并且凹部126相对于套筒孔114的轴线128，位于套筒突起122和凸缘110之间。套筒突起122绕轴线128延伸360度，并且具有第一外径OD1。第一外径OD1沿着轴线128是恒定的。在其他实施例中，套筒突起122可以沿着轴线128逐渐变细和/或套筒突起122可以围绕轴线128不连续(例如，围绕轴线128布置的多个套筒突起122)。在另外的实施例中，套筒突起122可以布置在远离柄106的端部。所示的凹部126绕轴线128延伸360度，并且具有第二外径OD2，该第二外径OD2小于套筒突起122的第一外径OD1。在其他实施例中，凹部126可沿轴线128逐渐变细和/或凹部126可围绕轴线128不连续(例如，围绕轴线128布置的多个凹部126)。

在所示的实施例中，套筒柄106还包括相对于孔轴线128位于凹部126和凸缘110之间的第三部分132，并且第三部分132具有第三外径OD3。第三外径OD3大于第一外径OD1。在其他实施例中，第三外径OD3可以基本等于第一外径OD1，或者第三外径OD3可以小于第一外径OD1。另外，套筒柄106的外表面121包括沿着轴线128在套筒突起122和凹部126之间的第一台阶133(例如，第一过渡部分)和沿着轴线128在凹部126和第三部分132之间的第二台阶135(例如，第二过渡部分)。在一些实施例中，凹部126包括第一台阶133和第二台阶135。在另外的实施例中，套筒突起122包括第一台阶133。

再次参考图3和图4，保持器块体(holder block)82包括固定至滚筒62的一个基座68(图2)的下表面142(图3)。保持器块体82包括块体孔(block bore)或狭槽150(图4)，其延伸穿过前表面134。保持器块体82还包括用于支撑流体喷嘴(未示出)的孔(aperture)136，该流体喷嘴提供包围钻头74的表面的喷雾包层160、188(图3)。在图4的实施例中，保持器块体82和狭槽150具有圆形轮廓。在一些实施例中(图3)，保持器块体82包括在保持器块体82的侧面之间延伸的侧向开口170。狭槽150在前表面134和侧向开口170之间延伸，以及后部开口(未示出)可以在块体的后表面138与侧向开口170之间延伸。

如图6中最佳地显示的，块体孔150由内表面151限定，并且包括与后表面138相邻的第一部分194和位于第一部分194与前表面134之间的块体突起198(例如，第二部分)。第一部分194具有第一内径ID1，第一内径ID1大于块体突起198的第二内径ID2。第一内径ID1和第二内径ID2沿轴线128是恒定的。而且，块体突起198绕轴线128作360°延伸。在其他实施例中，块体突起198可沿轴线128逐渐变细和/或块体突起198可以是绕轴线128不连续的(例如，绕轴线128有多个块体突起198)。

在所示的实施例中，块体孔150还包括位于块体突起198和前表面134之间的第三部分202，并且第三部分202还包括第三内径ID3。第三内径ID3大于第一内径ID1。在其他实施例中，第三内径ID3可以基本等于第一内径ID1，或者第三内径ID3可以小于第一内径ID1。另外，块体孔150的内表面151包括沿着轴线128在第一部分194和块体突起198之间的第三台阶203(例如，第三过渡部分)和沿着轴线128在块体突起198与第三部分202之间的第四台阶205(例如，第四过渡部分)。在一些实施例中，块体突起198包括第三台阶203和第四台阶205。

如图6-9中所示，示出了套筒柄106通过保持器块体82的前表面134插入在块体孔150内。具体地，图6显示安装的初始阶段，其中套筒柄106相对容易地穿过块体孔150的第三部分202。套管柄106的第三外径OD3略小于块体孔150的第三内径ID3(例如，套筒柄106与块体孔150之间的界面包括间隙配合)，因此提供了套筒柄106相对容易地滑动到块体孔150中的运动。当套筒柄106如图6所示地放置时，基本上没有力(例如，压缩力)通过块体孔150的内表面151作用在套筒柄106上。

图7示出了安装的另一阶段，其中套筒柄106的端部(例如，套筒突起122的端部)接合块体突起198的第四台阶205。套筒突起122的第一外径OD1大于块体突起198的第二内径ID2，因此比起将套筒柄106从图6所示的位置移动到图7所示的位置所需要的轴向力，需要沿轴线128的额外轴向力以将套筒78移动到图8所示的位置。继续参考图8，套筒柄106与块体孔150之间的界面(例如，套筒突起122与块体突起198之间的接合)包括过盈配合。换句话说，当套筒突起122滑过块体突起198时，在套筒柄106与块体孔150之间形成压配合部分或区域206(图8)。套筒突起122与块体突起198之间的界面提供由块体孔150的内表面151作用在套筒柄106上的压缩力F。

随着套筒柄106进一步插入到块体孔150中，套筒突起122滑过块体突起198，以容纳在块体孔150的第一部分194中(图9)。这样，套筒78完全插入到块体82中。在完全插入位置时，凸缘110的支承表面120接合保持器块体82的前表面134。当处于完全插入位置时，块体孔150的每个部分194、198、202以间隙配合的方式与套筒柄106的相关部分122、126、132接合。换句话说，套筒突起122的第一外径OD1略小于块体孔150的第一部分194的第一内径ID1，套筒柄106的凹部126的第二外径OD2略小于块体突起198的第二内径ID2，并且套筒柄106的第三部分132的第三内径ID3略小于块体孔150的第三部分202的第三内径ID3。

当处于完全插入位置时，套筒柄106与块体孔150之间的间隙配合界面减小了作用于处在压入区域206(图8)中的套筒柄106上的压缩力F。在一个实施例中，减小压缩力F以提供套筒柄106的基本无应力状态。在其他实施例中，可以减小压缩力F以提供作用在套筒柄106上的相对较小的压缩力。在另外的实施例中，套筒柄106和块体孔150之间的界面可包括在完全插入位置时具有间隙配合的一些部分和具有过盈配合的一些部分。继续参考图9，套筒突起122的第一台阶133和块体突起198的第三台阶203之间的接合防止了套筒78从保持器块体82意外移位，因为从保持器块体82移除套筒78需要套筒突起122穿过压配合区域206。

此外，当处于完全插入位置时，套筒柄106与块体孔150之间的间隙配合界面允许套筒柄106相对于保持器块体82旋转。这种套筒柄106--和最终钻头74--相对于保持器块体82的旋转有利于钻头74上的磨损在机器10运行期间均匀地分布。

当以过盈配合或压配合将套筒定位在块体孔内时(例如，套筒处于压缩状态而套筒的内表面处于张紧状态)，可以通过焊接将常规块体固定至切割滚筒。然而，由焊接过程产生的热量可能足以减轻残余应力，从而产生使套筒易于从滑块体孔中脱出的配合或接合。相反，套筒柄106只能通过穿过压配合区域206来插入或拔出，但是套筒柄106在完全安装位置中并不处于受力状态。结果，热量将不会释放应力并且不会改变套筒柄106与块体孔150的接合。在一些实施例中，在套筒柄106的套筒突起122和块体孔的块体突起198上引起的应力并不会超过套筒柄106或块体82的屈服强度，从而避免了塑性变形。

图10示出了套筒478的另一实施例。套筒478与套筒78相似，相似的特征由附图标记加上400来表示。所示的套筒478包括被形成在套筒柄506的壁中的至少一个细长的狭槽或凹口502。凹口502沿着孔轴线528延伸穿过套筒柄506的第一部分522和凹部526，并且还沿着孔轴线528部分地延伸到套筒柄506的第三部分532中。凹口502允许在插入和抽出套筒478的过程中，套筒柄506的后部的弹性变形更大，而不会超过套筒478的屈服强度。因此，套筒柄506的套筒突起522和块体突起198之间的过盈配合可能更明显。

在其他实施例中，套筒78和保持器块体82之间的接口特征可以以相反的构造定向。例如，突起122，凹部126，第三部分132，第一台阶133，第二台阶135等中的至少一个可以形成在保持器块体82和第一部分194中的至少一个上，突起198，第三部分202，第三台阶203，第四台阶205等可以形成在套筒78上。图11示出了套筒678和保持器块体682的另一实施例。套筒678类似于套筒78，并且保持器块体682类似于保持器块体82，其中相似的特征由标记数字加上600。保持器块体682包括具有台阶633、635的突起722，第一部分794，和第三部分802，其中第一部分794沿着轴线728位于突起722和第三部分802之间。套筒678包括具有台阶803，805的凹部626第一部分807和第三部分732，其中第一部分807沿轴线728位于凹槽626和第三部分732之间。在安装过程中，套筒678和固定块体682从过盈配合(例如，在套筒678的台阶803与保持器块体682的突起722之间的接合)过渡到间隙配合(例如，当保持器块体682的突起722被容纳在套筒678的凹部626内时)。

尽管以上已经关于连续采矿机10描述了切割头组件66，但是应当理解，切割头组件66可以被结合到各种类型的切割头和各种类型的采矿机上。

尽管已经参考某些实施例详细描述了各个方面，但是在所描述的一个或多个独立方面的范围和精神内可存在各种变化和修改。在所附权利要求中阐述了各种特征和优点。

Claims (24)

1.一种切割组件，所述切割组件被构造成联接至可绕轴线旋转的滚筒，其特征在于，所述切割组件包括：

块体，所述块体包括前表面和内表面，所述内表面形成块体孔，所述块体孔沿轴线穿过所述前表面延伸，并且至少部分地穿过所述块体；

套筒，所述套筒包括：具有外表面的套筒柄；凸缘；以及套筒孔；所述套筒孔延伸穿过所述凸缘并且至少部分地穿过所述套筒柄，所述套筒柄可位于所述块体孔内；

台阶，所述台阶位于所述块体孔的内表面和所述套筒柄的外表面中的一个上；和

突起，所述突起位于所述块体孔的内表面和所述套筒柄的外表面中的另一个上，所述突起与所述台阶接合，以将所述套筒柄保持在所述块体孔内。

2.根据权利要求1所述的切割组件，其特征在于，所述突起是位于所述套筒柄的外表面上的套筒突起，其中所述块体孔的内表面包括具有所述台阶的块体突起，所述块体突起具有内径以及所述套筒突起具有外径，并且所述外径大于所述内径。

3.根据权利要求2所述的切割组件，其特征在于，在将所述套筒安装到所述块体的过程中，所述套筒突起以过盈配合滑动越过所述块体突起。

4.根据权利要求3所述的切割组件，其特征在于，在所述套筒突起滑动接合所述块体突起之后，所述套筒与所述块体孔形成间隙配合。

5.根据权利要求4所述的切割组件，其特征在于，在所述套筒突起滑动地接合所述块体突起之前，所述套筒与所述块体孔形成间隙配合。

6.根据权利要求1所述的切割组件，其特征在于，所述突起是位于所述套筒柄的外表面上的套筒突起，其中所述块体孔的内表面包括具有台阶的块体突起，所述套筒柄包括沿所述轴线位于所述套筒突起和所述凸缘之间的凹部，并且其中所述凹部容纳所述块体突起。

7.根据权利要求6所述的切割组件，其特征在于，所述块体孔的内表面包括部分，其中，所述块体突起沿所述轴线位于在所述部分和所述前表面之间，并且所述部分容纳所述套筒突起。

8.根据权利要求1所述的切割组件，其特征在于，所述块体孔的内表面包括具有所述台阶的块体突起，其中所述块体突起包括沿着所述轴线的恒定内径。

9.根据权利要求8所述的切割组件，其特征在于，所述块体突起围绕所述轴线成角度地延伸360度。

10.根据权利要求1所述的切割组件，其特征在于，所述突起是位于所述套筒柄的外表面上的套筒突起，其中所述套筒突起包括沿着所述轴线的恒定外径。

11.根据权利要求10所述的切割组件，其特征在于，所述套筒突起围绕所述轴线成角度地延伸360度。

12.根据权利要求1所述的切割组件，其特征在于，所述突起是位于所述套筒柄的外表面上的套筒突起，其中所述套筒包括延伸穿过所述套筒突起的凹口，并且所述凹口使得所述套筒突起在所述套筒安装到所述块体时能够弹性运动。

13.根据权利要求1所述的切割组件，其特征在于，所述切割组件还包括：钻头，其包括尖端；钻头柄；以及在所述尖端与所述钻头柄之间的肩部位置，其中所述钻头柄位于所述套筒孔内，并且所述肩部邻接所述套筒的凸缘。

14.一种切割组件，其特征在于，所述切割组件被配置为联接至可绕轴线旋转的滚筒，所述切割组件包括：

块体，所述块体包括前表面和内表面，所述内表面形成块体孔，所述块体孔沿着轴线穿过所述前表面并且至少部分地穿过所述块体延伸；和

套筒，所述套筒包括：具有外表面的套筒柄；凸缘；以及套筒孔，所述套筒孔延伸穿过所述凸缘并且至少部分穿过所述套筒柄，

在所述将套筒安装到所述块体的过程中，所述套筒柄的外表面和所述块体孔的内表面之间的界面从过盈配合过渡到间隙配合。

15.根据权利要求14所述的切割组件，其特征在于，所述间隙配合允许所述套筒相对于所述块体绕所述轴线旋转运动。

16.根据权利要求14所述的切割组件，其特征在于，所述块体孔的内表面包括块体突起，所述套筒柄的外表面包括套筒突起，并且所述过盈配合包括所述块体突起和所述套筒突起之间的接合。

17.根据权利要求16所述的切割组件，其特征在于，所述套筒柄的外表面包括沿着所述轴线位于所述套筒突起和所述凸缘之间的凹部，并且所述间隙配合包括容纳在所述凹部内的所述块体突起。

18.根据权利要求17所述的切割组件，其特征在于，所述块体孔的内表面包括部分，所述块体突起沿着所述轴线位于所述部分和所述前表面之间，并且所述间隙配合包括容纳在所述块体孔的所述部分内的所述套筒突起。

19.根据权利要求14所述的切割组件，其特征在于，所述切割组件还包括钻头，所述钻头包括尖端；钻头柄；以及在所述尖端与所述钻头柄之间的肩部位置，其中所述钻头柄位于所述套筒孔内，并且所述肩部邻接所述套筒的凸缘。

20.一种切割组件，其特征在于，所述切割组件被构造成联接至可绕轴线旋转的滚筒，所述切割组件包括：

块体，所述块体包括前表面和内表面，所述内表面形成块体孔，所述块体孔沿着轴线穿过所述前表面并且至少部分穿过所述块体延伸；以及

套筒，所述包套筒包括：具有外表面的套筒柄；凸缘；以及套筒孔，所述套筒孔延伸穿过所述凸缘并且至少部分穿过所述套筒柄，

其中，在将所述套筒安装到所述块体的过程中，所述套筒从第一位置相对于所述块体移动到第二位置，当所述套筒在所述第一位置时，所述套筒柄的外表面与所述块体孔的内表面之间的界面在所述套筒柄上提供压缩力，并且当所述套筒在所述第二位置时，所述压缩力被减小。

21.根据权利要求20所述的切割组件，其特征在于，所述块体孔的内表面包括块体突起，所述套筒柄的外表面包括套筒突起，并且所述压缩力是通过所述块体突起和所述套筒突起之间的接合而提供的。

22.根据权利要求21所述的切割组件，其特征在于，所述套筒柄的外表面包括沿着所述轴线位于所述套筒突起和所述凸缘之间的凹部，并且当所述块体突起被容纳在所述凹部内时，所述压缩力减小。

23.根据权利要求22所述的切割组件，其特征在于，所述块体孔的内表面包括部分，其中，所述块体突起沿着所述轴线位于所述部分和所述前表面之间，并且当所述套筒突起被容纳在块体孔的所述部分内时，所述压缩力减小。

24.根据权利要求20所述的切割组件，其特征在于，所述第二位置是所述套筒柄处在完全插入所述块体孔内的位置。

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