CN1800522A - 耐磨组件及耐磨构件 - Google Patents

Abstract

一种耐磨组件，包括：一具有突出部(18)的接头(14)；一耐磨构件(12)，具有一用于容纳突出部(18)的插口(53)；以及将耐磨构件(12)固定至接头(14)的一锁定件(16)。突出部(18)与插口(53)具有互相吻合的凸轨(35)和凹槽(65)，当它们由突出部(18)的前面伸出时即竖直地脱离。锁定件(16)可具有一锥形结构。

Description

耐磨组件及耐磨构件

本申请是2002年7月3日提出的发明名称为“耐磨组件”的第02813657.8号申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种耐磨组件，尤其涉及一种用于采矿、挖掘和运土设备的耐磨组件。本发明设计不仅尤其适用于挖掘铲齿，而且也可用于支承其他耐磨构件。

背景技术

在采矿业和建筑业中，通常在设备的挖掘边缘设置耐磨构件以保护铲斗等，及/或与待收集的地面相接合并将其打碎。因此，耐磨部件需工作于磨损情况严重的场合，并且受到相当大的磨损。因而，耐磨部件必须定期更换。

为将旧部件的更换所产生的材料损失降至最低限度，通常将耐磨组件制成包括一接头和一耐磨构件的两个或多个可脱离部件。所述接头通过焊接、机械连接件或沿挖掘装置边缘浇铸而与挖掘机边缘相连，以提供一用于支承耐磨构件的向前延伸的突出部。耐磨构件具有一插口，位于突出部上方，可容纳磨损构件，以及一面向前方的工作端。在尖头处，所述工作端通常为一窄形挖掘边。耐磨构件将接头突出部完全包住，从而有助于保护突出部不受损。例如，取决于多种因素，在接头损坏并需要加以更换之前，通常可在单个接头上接连安装大致5～20个尖头。为了便于在现场更换耐磨构件，耐磨构件通常由可拆锁定件(例如锁销)固定于接头的突出部上。

采矿、挖掘和施工所用的耐磨组件，尤其是挖掘铲齿装置，要承受各个方向上所施加的巨大且多变的力。因此，尖头和其他耐磨构件必须牢固地固定于接头上，以承受轴向、竖向、反向和侧向荷载以及冲击力、振动力和其他种类的力。竖向荷载已尤为令人棘手，因为其所产生的巨大力矩使得耐磨构件朝接头上“旋转”，有时会导致耐磨构件脱出。接头突出部为耐磨构件提供支承，锁定件在大多数情况下则在夹持住尖头和抵抗荷载，尤其是力矩和反向力方面发挥着极大的作用。

在常规的铲齿装置1中(图22)，接头突出部2和尖头4内与其吻合的插口3为楔形，并包括会聚顶表面和底表面2a、2b、3a、3b。方向朝下的中心荷载P施加于尖头4的自由端4a处，将产生一力矩使得尖头4试图在突出部2上旋转。所述荷载P通常被传递至与插口3的前端3a相接触的突出部顶2c的上侧面(反作用力A)，以及与尖头4的底端或后端4d相接触的突出部的底部2d的下侧面(反作用力B)上，并被这两个侧面抵挡住。这些反作用力产生反作用力矩来抵抗力P所形成的力矩。可以理解，大的竖向力可产生非常大的脱出力矩。另外，冲击、振动、磨损以及粉尘等因素的存在增加了抵抗巨大脱出力的难度。

在向下中心荷载P的实施例中，反作用力A的竖向分力通常等于向下荷载P加上反作用力B的竖向分力。但是，由于突出部会聚壁的存在，各反作用力A和B的水平分力方向朝前，这将推动尖头脱离突出部。从这个意义而言，这些力并不是直接由突出部和插口的几何形状和摩擦力所抵抗，而是作为剪力荷载由锁销抵抗。高剪力荷载的重复作用可将难以承受的高应力施加于锁销上，并使其断裂。

另外，在这种常规铲齿中，锁销通常被锤击到位，并通过摩擦力使其被牢固地夹持住，该摩擦力主要由布置于尖头内的开孔及接头突出部内的开孔产生。但是，尖头和接头的磨损将使得连接松弛，并且使得锁销丢失的危险性增加。因此，锁销最初经常被非常牢固地放置在限定的开孔内，以推迟过分松弛情形出现的时间。这样就必须用大锤反复锤击锁销才能将其敲进或敲出开孔。这可能是一个棘手而费时的工作，尤其对于尺寸较大的铲齿而言。

目前，经常将收紧弹性体置于锁销前面，以便当磨损开始出现时，在尖头和接头之间维持紧密配合。虽然弹性体起着将尖头拉至接头上的作用，但同时也降低了锁定件对施加力矩和反向力的抵抗能力。这些荷载使得弹性体上施加了超出其所能承受的应力。因此，在使用期间，弹性体工作过度会使其过早失效并使锁销丢失，继而导致尖头丢失。

尖头因锁销失效、松弛或弹性体问题而丢失，不但导致尖头过早丢失以及接头突出部磨损，而且还可能导致对可能正在处理挖掘材料，尤其是采矿作业中的机器造成伤害。另外，由于接头经常采取焊接固定，所以更换接头通常导致挖掘设备的停机时间相当长。

各种不同尖头和突出部的设计已经得到改进，以增加尖头-接头接合的稳定性，降低尖头的脱出力，以及减少锁定件上的荷载。

在铲齿1′的方案中(图23)，突出部2′的前端和插口3′各设置一具有上部和下部稳定平面5′、6′的方形结构。由于稳定平面5′的设置，尖头4′的自由端4c′上的向下中心荷载P′将传递至突出部顶端2a′上，从而产生一竖向的反作用力A′，该反作用力通常不会产生使尖头由突出部脱出的较大的水平分力。尽管如此，反作用力B′仍会在尖头的后部产生一向前的较大水平分力，该分力使尖头从突出部推出。该设计方案可对尖头的稳定性进行改善并使其超出常规铲齿装置的效果，它仍施加一较大的脱出力并可在锁定件上施加较大的剪力。

在例如Jonse等人的美国专利No.5,709,043所公开的另一方案中，突出部和插口各设有一正方形前端部以及与铲齿纵轴基本平行的后部支承面。在此结构中，前部稳定平面和平行支承面的组合作用使得在突出部的端部和底部产生通常仅为竖向的反作用力。这些竖向反作用力一般不会产生较大的水平分力。因此，该结构大大减少了将尖头推出接头的力。尖头的这种稳定状态也减少了尖头在接头上的移动和运动，以减少磨损。但是，多种其他因素(如冲击等)以及反向力还是会对锁定件形成较大的剪力。

在其他的方案，例如Hahn的美国专利No.4,353,532中，尖头和接头各设有一螺旋圈或螺旋形螺纹，从而当尖头安装于接头突出部上时会绕其纵轴旋转。由于螺纹的设置，脱出力一旦产生，尖头便绕铲齿的纵轴进行旋转，并且通常将锁定件压靠于接头突出部上。这些压力不同于施加于常规铲齿上的较高剪力，可是锁定件损坏的可能性较小。虽然这种结构具有较高强度和保持力优点，但是突出部和插口的结构复杂，并且制作成本较高。

发明内容

本发明涉及一种耐磨组件，该装置可提供稳定的接合，能够抵抗重荷载并且不会在锁定件上施加不适当的应力。

在本发明的一个实施方式中，耐磨组件具有支承面，其构造形式使得耐磨构件紧固于接头上，并将一定的荷载施加于耐磨构件上。在一优选结构中，支承面的方位使得所产生的抵抗例如所受中心竖向荷载的作用力的水平分力方向朝后，以更为牢固地将耐磨构件推至接头突出部。

在本发明的另一实施方式中，耐磨构件不时地使接头绕其纵轴旋转以更好地抵抗脱出力。在一优选实施方式中，该旋转运动通常由制作简单、成本低廉的线性凸轨和凹槽来实现。这种互相吻合凸轨和凹槽使得耐磨组件的形状较其他可能具有螺旋状螺纹的实施方式更为细长，以便在挖掘使用时穿透性更好并且金属用料更少。这种凹槽和凸轨同时还避免了为形成螺旋状螺纹而采用的较尖凹槽所导致的高应力。

在本发明的另一实施方式中，耐磨构件的接头突出部或插口由凸轨形成，该凸轨在向后延伸时彼此脱离。因此，互相吻合的突出部或插口则具有相匹配容纳凸轨的凹槽。在一优选实施方式中，凸轨的竖向发散阻止了耐磨构件的轴向固定，并使耐磨构件随着向接头突出部移动或从其上脱离而扭动。

在本发明的另一实施方式中，接头具有两个支承面，它们位于纵轴的相对两侧并且朝向相反。在一优选实施方式中，这些支承面减少了突出部顶部和底部上末端纤维的磨损。另外，支承面优选地构成接头上凸轨的一部分，以形成通常为Z形的截面。

在本发明的另一实施方式中，耐磨构件的接头突出部或插口随着其向前延伸而加宽。在一优选实施方式中，接头和插口包括相互吻合的凸轨和凹槽，二者间的发散使耐磨构件在安装过程中发生扭转。该结构具有足够的间隙将前端加宽的突出部容纳于插口内，以便更好地阻止耐磨构件脱出。

在本发明的另一实施方式中，锁定件逐渐变尖以装入一互相吻合的通道中，目的在于减少摩擦力以及易于将锁定件插入或取出。在该结构中，锁定件全长并非摩擦着沿对准的开孔滑动，而是与凹槽的侧面在接合位置处或其附近相接合。从而无需在插入或取出锁定件时对其进行锤击。在一优选实施方式中，锁定件具有一将锁定件紧固于通道内的锁定元件，以防止不必要的遗失或松脱。

有关本发明的上述以及其他发明目的、技术特征和优点将结合附图，通过本发明的具体实施方式作进一步描述。

附图简要说明

图1为本发明中的一挖掘铲齿装置的透视图；

图2为铲齿装置的分解透视图；

图3为一铲齿装置接头的正视图；

图4为仅具有平行于视图平面的前支承面的接头突出部的正视图；

图5为一铲齿装置尖头的后方透视图；

图6为所述尖头的后视图；

图7为铲齿装置的局部俯视图；

图8为沿图7中8-8线的铲齿装置的横断面图；

图9为待装入接头突出部状态下的尖头的侧视图；

图10为已装入接头的尖头的局部横断面图；

图11为根据图1和2的铲齿装置的受力向量图；

图12为本发明铲齿装置的一备择实施方式的透视图；

图13为根据图12的铲齿装置的受力向量图；

图14为本发明铲齿装置的另一备择实施方式的接头的侧视图；

图15为本发明具有一备择锁定件的一第二铲齿装置的分解透视图；

图16为具有处于锁紧状态下的备择锁定件的第二铲齿装置的局部侧视图；

图17为沿图16中线17-17的局部横断面图；

图18为备择锁定件的透视图；

图19为备择锁定件与一备择铲齿装置的尖头相接合的备择锁定件的后视图；

图20为插入一铲齿装置的另一备择锁定件的侧视图；

图20a为图20中所示锁定件的透视图；

图20b为图20中所示锁定件的侧视图；

图21为插入一铲齿装置的另一备择锁定件的侧视图；

图21a为图21中所示锁定件的透视图；

图21b为图20中所示具有以剖视图示出的弹性体底部和棘爪的锁定件的透视图；

图22为一常规铲齿装置的受力向量图；

图23为另一公知铲齿装置的受力向量图；

具体实施方式

本发明涉及一种用于保护磨损表面的耐磨组件。特别地，该耐磨组件尤其适用于挖掘、采矿、建筑等领域。该耐磨组件非常适用于构成一挖掘铲齿装置，但也可用于构成其他耐磨构件。

为了举例，本文采用按一挖掘铲齿装置对本发明的结构进行描述。其他磨损部件(例如护罩)制造将使用相同的突出部和插口结构，但可具有不同的工作端和安装端。仅为描述考虑，本说明书使用了诸如上部、下部、竖向等术语，应当理解为，它们是与图1中的铲齿装置的方位相关联的。使用这些术语并不表明耐磨组件需采用这种特定的方位。耐磨组件可确定为与图1所示方位不同的方位。

在一优选结构中，铲齿装置1包括一尖头12、一接头14和一锁定件16(图1-10)。接头14优选地具有一向前伸出的突出部18和具体形式为一对向后延伸的支腿22的一安装端21(图1、2和9-10)。支腿22适于跨在挖掘机的挖掘边23上，并在适当的位置焊接。但是安装端可以其他不同方式，例如通过机械连接件或与挖掘边浇铸成一体的方式与接头相连。另外，尤其在大型铲齿中，接头可与一第二接头等相连，而第二接头又紧固于挖掘边。

突出部为大致楔形并由会聚壁24、26，侧壁28、30以及一前支承面32构成。支承面32适于承受施加于耐磨构件12上的轴向荷载。会聚壁24、26优选地形成有一平缓的横向曲线，以增加强度和耐久性(图3和8)，当然它们也可为平面、曲率更大的曲面或由另一种构造形状构成的表面。侧壁28、30沿大致平行的平面延伸，尽管优选为具有一微小的锥度。但是如果需要，侧壁也可为大倾角构造。会聚壁和侧壁之间的过渡边通常形成圆角，以使这些位置处的应力集中为最小。

突出部18的侧壁28、30各形成有一侧翼34和一具有一外表面36和一侧面37的凸轨35(图2、3、4和9)。在一优选结构中，当凸轨35在基本平行的平面内向后延伸(即侧壁向后延伸)时，它们随着向后延伸而彼此分开。特别地，一个凸轨35a沿基本与会聚壁26的向后延伸方向平行的方向由支承面32向后延伸，而凸轨35b则沿基本与会聚壁24平行的方向由支承面32向后延伸。通过这种方式，凸轨35a和35b向后延伸时沿大致竖向岔开。所述凸轨优选地形成有线性表面、和大致不变的深度和宽度，主要是为了更易于制造。但是，也可采用其他结构形状。

在一优选结构中，各凸轨与各会聚壁24、26相邻，并且基本与其平行地延伸。因此，各会聚壁24、26的外边缘限定相邻凸轨的顶部或底部，而侧面37则大致平行于会聚壁的向后延伸部而延伸。不过，仍可能会有其他变化方式。例如，侧面可为非线性形状或其延伸方向与会聚壁并不平行。另外，凸轨可与会聚壁隔开设置，从而它们可具有远离会聚壁24、26的一第二侧面(未示出)。

各凸轨35的外表面36为基本垂直。优选地，侧面37和侧翼34斜向布置以形成一为大致V形的凹槽40(图3和8)。因此，侧面37和侧翼34各具有一表面区域，该表面区域横向于竖直方向以形成第一支承面，用于承受施加于尖头12上的竖向和侧向荷载。会聚壁24、26形成第二支承面，第二支承面可在重荷载作用下或部件磨损之后与插口相接触。各侧面37相对于各自的侧翼34优选地设置一75°～115°的角度最优选地是95°。不过，仍可采用其他角度。侧翼34为大致三角形，从而在向后延伸时它们能够扩展，以形成各侧壁28、30的逐渐增大部分。

尖头12为由会聚壁43、45和侧壁47、49所限定的大致楔形结构形状(图1-10)。会聚壁43、45逐渐变窄形成一向前凸出的挖掘边51，设置向后开口的插口53以容纳接头突出部18。

插口53优选地具有紧密容纳接头突出部18的形状(图5、6和8)。因此，插口由会聚面55、57、侧面59、61和一前表面63限定。各侧面59、61均形成有一凹槽65和一向内突出的隆起或突起67。凹槽65具有容纳接头突出部上的凸轨35的形状。因此，在一优选结构中，凹槽65优选地具有沿相对的会聚面55、57延伸的形状。突起67各限定一侧面69和一内表面71，侧面69和内表面71分别与侧面37和侧翼34相对并且支撑着它们。因此，侧面69和内表面71形成用于支承大致竖向施加荷载的第一支承面，而会聚面55、57形成第二支承面，第二支承面可在重荷载作用下或零件磨损之后与突出部相接触。前表面63适于在轴向加载期间与支承面32邻接。

虽然突出部优选地设于接头上并且插口设于尖头内以使耐磨构件所需金属用量最小，但是，尖头上可设置一向后延伸的突出部，该突出部将容纳于接头内所限定的一插口内。而且，插口和突出部的构造可相反，从而内凸轨(未示出)可设于插口内，而与之适配的凹槽则设于突出部上(未示出)。

由于凸轨35同凹槽65分叉状布置，尖头12装配于接头突出部18上时而必须被扭转或旋转。在优选结构中，尖头在安装时旋转大约八分之一圈。因此，尖头匹配于接头突出部上，其方式更像是尖头和接头形成有螺旋状螺纹，而不是具有直线形凸轨和凹槽。尖头12通过下述方式安装于突出部18上，首先将尖头12相对于突出部18进行定位，从而各凹槽65的后部73与相应凸轨35的前部75相邻设置，以承接凸轨，如图9所示。由于凹槽为竖直向叉开扩张型，凸轨前端同凹槽后端对齐使得尖头相对于其最终位置被加以旋转。因此，当尖头滑动至突出部上时，尖头大致绕纵轴X旋转，从而为凸轨提供足够的空隙，最终使得凸轨35被插入相应的凹槽65内。图10示出了尖头12安装于突出部18上，同时凸轨35完全插入插口53的凹槽65内。

这样，本发明具有设有螺旋状螺纹的以前的耐磨构件(如美国专利US4,353,532)的某些优点，但是形状更为简单，并且制造成本更为低廉。本发明的对置凸轨比螺旋形螺纹装置更易于浇铸。另外，采用较大的凸轨和凹槽代替较尖的螺旋形凹槽降低了突出部上的应力上升，以增加强度和耐久性。

本发明还具有常规螺旋形螺纹装置所不具备的其他优点。本发明未对突出部使用圆锥形基座，而是使用一构型更细长的楔形。从而，突出部的高度(顶面和底面之间)不受圆锥形基座所限，所以突出部的高度可根据需要来调整。因此，本发明的突出部可用于形成铲齿装置，该铲齿装置的构型比具有螺旋形螺纹的构型更为细长。构型更为细长的铲齿装置在挖掘期间可更好插入，并且制造所需的金属更少。

另外，扭转度可通过改变凸轨岔开所限定的角度来改变。通常，角度越大，安装和取出过程中尖头所经受的扭转量越大。

通过这种结构，尖头12稳定地置于接头突出部18上。与常规铲齿相比，由于反作用力A1和B1的水平分力作用，尖头12自由端51上的竖向中心施加荷载P1产生一较小的脱出力(图11)。例如，尖头12自由端51上的向下中央荷载P1在突出部18的顶部和底部形成反作用力A1和B1。反作用力A1的竖向分力大致等于荷载P1加上反作用力B1的竖向分力。但是，由于凸轨阻止尖头的后端或底端向上运动的倾斜方向与下部会聚壁45的方向相反，所以反作用力B1的水平分力的方向向后，以将尖头推至接头上，而不是使其脱出。这种固定力或紧固力则至少部分抵消了反作用力A1的水平分量所产生的脱出力。具有施加于尖头12的不同部位的竖向分力的荷载并非总会产生所述的紧固力，但这种效果将非常有利地在正常荷载的情况下出现。

在另一优选结构中，突出部18a的前自由端42形成具有上、下稳定平面44、46的、为大致矩形的结构(图12和13)。这些稳定平面44、46基本平行于铲齿的纵轴延伸，以提供用于将尖头稳定于接头上的进一步支承，尤其是抵抗尖头12a的前端上的竖向荷载。基本平行的稳定平面可为牵引拉拔而相对于纵轴倾斜最多7度左右。虽然稳定平面可倾斜更大的角度，但是它们的稳定作用将随着倾斜度的增加而降低。尖头12a的插口53a具有一对接合接头突出部18a上的稳定平面44、46的前端稳定平面78、79。插口前端的形状优选为大致矩形，以与突出部的前端相适配，当然前突出部和插口的前端也可采用其他非矩形的形状。

在优选铲齿装置10a中，施加于尖头12a自由端上的方向向下的中心荷载P2产生一基本为竖向的反作用力A2，该反作用力大致不产生作为脱出力的水平分力(图13)。如上所述，凸轨的倾斜在尖头的底端形成一具有保持固定力的水平分力，而不是一脱出力。因此，通过该荷载作用，支承面(即稳定平面和凸轨)的总体作用是将尖头紧固于接头上，而不是使其脱出。

该结构使得尖头的稳定性得到显著提高。紧固合力的产生将减少锁销上的荷载，并减少尖头损失的危险。紧固合力还将减少尖头在接头突出部上的移动，而这又减小了铲齿结构的磨损。另外，由于该装置在最主要的或正常竖向和轴向荷载作用下被紧固，所以可放宽制造公差的限制以使得制造简单而低廉，也可无需使用取出型锁销(具有承载弹性体的)，并且可在铲齿使用寿命不缩短的情况下降低测量要求。相反，铲齿的耐久性会得到提高。

在常规铲齿装置中(图22)，突出部2上部和下部会聚壁2a、2b(即竖向距离纵轴最远的表面)的外缘在竖向荷载作用下，将具有较高的应力值，原因在于，这些荷载具有使突出部弯曲的趋势。在常规铲齿中，外侧会聚表面形成主要的支承面并承受最高的应力水平。因此，这些表面与插口壁间发生移动和摩擦，并且在重荷载作用下经受高度磨损。在本发明中，凸轨35和侧翼34形成第一支承面。因为这些支承面距离铲齿装置的中心水平平面更近，所以这些支承面对突出部承受高弯曲荷载的能力的影响比对外侧会聚壁的磨损影响小。由于磨损更小，从而本发明的铲齿装置是一种强度和耐久性更好的装置。因此，根据本发明所制造的所需金属量更少而穿透性更好的更小型铲齿装置可取代更大的常规铲齿装置。另外，外缘磨损的减少将使得截面模量在突出部的整个使用寿命过程中保持不变，以保持突出部的强度。

作为一备择实施方式，由于铲齿装置的安装和取出需要旋转，因此突出部前端和相应的插口实际上可宽于突出部的后端；亦即，侧壁向前延伸时可以一至多5°左右的角度呈楔形地稍微岔开。突出部和插口的宽度在突出部前面增大将使得尖头从突出部取出的路径限制在设计旋度内，即使磨损出现。因此，这种结构提高了试图取出尖头的力、尤其是反向力的阻力。

作为另一备择实施方式，突出部可具有纵向延伸凸轨80，该凸轨80具有外侧面81和侧向支承面83(图14)。该侧向支承面83大致互相平行，并与铲齿的纵轴X大致平行。在这些布置中，凸轨深度优选地随着凸轨相后延伸而增加；亦即，突出部的会聚壁形成各凸轨80的上表面或下表面，即使侧向支承面沿大致平行于铲齿纵轴的方向向后延伸。尽管如此，凸轨也可具有不变的深度，并仅仅与各会聚壁隔开布置。如果凸轨不分叉状岔开，尖头不被旋转至接头突出部上。在本实施方式中，没有装入和取出尖头时使其旋转的有益特点，凸轨仍具有稳定的表面(相对于常规铲齿装置)，稳定的表面减少会聚壁外缘的应力，并且如上所述，减少支承面在抵抗弯曲力时的磨损。仅使用两个凸轨形成大致为Z形的横断面这一方案改善了所述荷载以及磨损方面的优点，减少材料用量。当尖头安装时无需或者可以不扭转时，也可使用该实施方式。作为一个实施例，尖头可焊接于一金属板上，并且组件则可沿挖掘边被共同安装于伸出的接头突出部上。

就所有实施方式而言，突出部和尖头优选地形成绕纵轴Z对称旋转的形式，从而尖头能够可逆地安装于突出部上。尽管如此，本发明也可使用不对称突出部和/或尖头。

本发明的尖头和接头组件可使用各种不同的锁定件来阻止尖头由接头上取下。因为锁定件16在抵抗尖头12由突出部18中脱出时，承受压力至少部分代替剪力(并且从而经受减小的剪力荷载)，锁定件无需象其他常规尖头和接头组件中所使用的锁定件一样结实，所述常规尖头接头组件基本上仅在锁定件上施加剪力荷载。锁定件16优选地沿突出部18的一侧设置，如图1和2所示。但是，锁定件也可设置于具有一竖向或水平中心通道的其他位置处(如常规铲齿装置所设置的一样)。另外，实际上可将尖头紧固于接头上的任何常规锁定件，包括实心锁销、具有张紧弹性体的销、或者具有刚性保护套的锁，如同Jones等人在美国专利US5,469,648中所公开的一样，均可同本发明结合使用。

例如，图2示出了容纳于突出部侧面上一竖向通道内的推入式锁销形式的一锁定件16。如所公知，尖头设有至少一个向后延伸的凸耳91，而该凸耳具有一向内延伸的凸缘93，以接合锁销的后侧并将尖头保持于接头上。优选地，尖头的两侧均设有一凸耳和凸缘(未示出)，从而尖头能够可逆地安装于任一180°的位置上。虽然图示通道和销的形状为直线型，但是它们也可如同Emrich的US 4,965,945一样为曲线型。

在优选结构中，所设锁销16′为楔形，以将尖头紧固于接头上。特别参见图15～18，沿一侧突出部18′设有一锥形竖向通道103，以容纳楔形锁销16′。虽然锁定件在其整个长度上可均为锥形，但是实际上锁定件仅需在其长度的一主要部分上为锥形。在优选结构中，前表面104沿锁定件全长向后弯曲成弧形，从而锥形基本上沿锁定件的全长延伸。图15示出了一盲道，该盲道仅延伸穿过局部突出部，并且逐渐变细至底部的封闭端105处。但是如果需要，锥形销也可采用全部延伸穿过接头的一开口通道。

锁销16′具有与楔形通道103相适配的相应形状(图15～18)。锁销16′优选以窄形尖头106中止。锁销16′具有支承部107，该支承部具有一用于接合突出部的肩部109(即通道103的前缘)的前表面104，以及一用于接合凸耳91′的凸缘93′的后表面。在图15～18所示的实施例中，锁销16′具有一向后延伸的腹板111，以加强锁销抵抗轴向力并确保锁销正确插入。但是，锁销也可为始终如一的圆形、矩形或其他期望形状。

突出部18′限定一狭槽113，该狭槽同通道103相联，使得凸缘93′沿突出部的侧面至通道内的一位置处。锁销16′限定一凹槽115，位于后表面107之后并紧靠腹板111，以容纳凸缘93′的一部分。锁销16′可通过任意常规方法，例如浇铸而形成。

锁销16′通过使用锁定元件优选地保持于通道103内。在图15～18所示的实施例中，锁定元件为一定位螺丝121。通道103优选地包括一用于容纳定位螺丝的凹进125，以更好地将锁销保持于通道103内，但是凹进不是必须的。一旦锁销16′安装于通道103内，就将定位螺丝121上紧。定位螺丝121可在端部镦粗，或者设有一定位环或其他装置，以防止定位螺丝与锁销分离。锁销优选地包括一悬架123，该悬架保护定位螺丝防止其磨损。定位螺丝还可连有一弹簧(未示出)，以限制定位螺丝在振动时松动。

锁销16′还可与其他耐磨组件结合使用。例如，如图19所示，锁销可用于通过一简单的楔形插口、凸耳132、凸缘130来保持尖头128。本发明的锥形锁销也可用于具有竖向或水平向中心孔的铲齿装置(未示出)。

作为一备择实施例，可设置其他锁定元件，如有弹性体支撑的棘爪，以阻止锁销由凹槽中移出。另外，虽然图15～18的实施例示出了锁定元件将锁销连接至接头上，但是锁定元件也可改为可操作地将锁销接合于尖头上。另外，锁定元件也无需与锁销相连，而可为一独立构件，或者连接于接头或尖头上(例如参见美国专利US4,965,945)。

作为一备择实施例，锁销131、133(图20～20b以及21～21b)的形状可为楔形，用以代替锁销16′。锁销131具有一通过弹性体138在一端部136处被向外偏压的棘爪134，以适配于接头突出部所限定的一突出部分140下。棘爪优选地具有一突出接触表面136a，以与突出部分140形成紧固接合。棘爪134优选地与弹性体138粘合，而弹性体又粘合于浇铸体135的凹座内。在锁销133中，棘爪141通过弹性体145被偏压而沿曲线路径143移动。棘爪141的自由端147与接头突出部内所限定的凹口149等相接合。在各种实施例中，接头突出部具有一窄形狭槽(未示出)，工具可借此插入以将棘爪推入弹性体内，从而当需要取出锁销时放开棘爪134、141。

楔形销的优点之一在于，比常规推入式锁销易于装入和取出。楔形表面使得锁销插入时不会受到来自尖头或突出部的任何阻力，直至锁销几乎完全插入通道内。楔形锁销可用撬具取出，而不是用锤击，因为锁销在从通道放出之前仅需移动一小段距离。一旦放出，锁销可用手取出。相反，对于常规推入式锁销而言，锁销的两个支承面几乎平行，以确保尖头和突出部之间具有良好的支承接触。因此，推行锁销插入耐磨组件或从中取出时，它在整个移动距离上承受极大的阻力。

本发明的楔形锁销的另一优点在于，取出设置接合锁定元件的锁销所需的力大于取出常规推入式锁销所需的力。楔形锁销被阻止向下移动，因为凹槽窄小或者端头封闭，并且锁定元件，例如定位螺丝可阻止锁销从凹槽中向上移出。因此锁销依靠机械干涉，而不是紧密配合的方式来防止锥形锁销一旦装入后被取出。

上述描述涉及本发明的优选实施方式。也可在不背离所要求保护的发明主旨和广义特征的前提下，采取其他不同的实施方式以及各种变化和备择方式。

Claims (20)

1.一种耐磨组件，包括：

一接头，其具有用于将所述耐磨组件紧固于一磨损面上的一后部安装端，以及一具有一对凸轨的向前延伸的突出部；

一耐磨构件，其限定一纵轴，并具有一对延伸至一窄形前工作端的会聚壁、一对侧壁、以及一向后开口的插口，所述插口具有一对各位于所述插口的相对侧面上用于容纳所述凸轨的凹槽，其中，各凹槽从一与所述纵轴对齐并且沿所述窄形前工作端延伸的平面岔开；以及

一锁定件，用于将所述耐磨构件固定于所述接头上。

2.根据权利要求1所述的耐磨组件，其特征在于，所述插口的一前端具有延伸于所述插口的相对侧面之间的相对前支承面，并且各前支承面大致平行于所述纵轴延伸。

3.根据权利要求1所述的耐磨组件，其特征在于，每一所述凹槽沿其基本上全长具有一基本上不变的宽度和深度。

4.根据权利要求1所述的耐磨组件，其特征在于，所述凹槽沿大致沿所述耐磨构件的所述侧壁对齐的基本上平行的平面延伸。

5.根据权利要求1所述的耐磨组件，其特征在于，所述耐磨构件为一尖头，而所述窄形工作端为一挖掘边。

6.一种耐磨构件，限定一纵轴，并具有一对延伸至一窄形前工作端的会聚壁、一对侧壁、以及一用于容纳一接头的突出部的向后开口的插口，所述插口在所述插口的一对相对侧面的每一侧面上具有一凹槽，用于容纳所述接头突出部上的凸轨，其中，各凹槽从一与所述纵轴对齐并沿所述窄形前工作端延伸的平面岔开。

7.根据权利要求6所述的耐磨构件，其特征在于，所述插口的一前端具有延伸于所述插口的相对侧面之间的相对前支承面，其中，各所述前支承面大致平行于所述纵轴延伸。

8.根据权利要求6所述的耐磨构件，其特征在于，各凹槽基本上沿其全长具有一基本不变的宽度和深度。

9.根据权利要求6所述的耐磨构件，其特征在于，所述凹槽沿大致沿所述侧壁对齐的基本上平行的平面延伸。

10.根据权利要求6所述的耐磨构件，其特征在于，所述耐磨构件为一尖头，而所述窄形工作端则为一挖掘边。

11.一种耐磨构件，包括：

一前端；

一插口，其具有一敞开的后端以接收固定到挖掘机械上的突出部，该插口由数个会聚表面、侧表面、前表面和所述敞开的后端限定，并且，所述插口具有一纵轴线，以及

一横向表面，该横向表面位于所述前表面与所述插口的敞开的后端之间，该横向表面大致面向所述会聚表面之一的方向，该横向表面相对于所述纵轴线倾斜，以致在使用中对于施加到所述耐磨构件的前端上的一定载荷，产生一个阻力，该阻力具有一个分力，该分力倾向于将该耐磨构件向后拉到所述突出部上。

12.如权利要求11所述的耐磨构件，其特征在于所述横向表面相对于所述纵轴线沿着与该横向表面所大致面向的那个会聚表面大致相同的方向倾斜。

13.如权利要求11所述的耐磨构件，其特征在于所述横向表面沿着所述插口的所述侧表面之一延伸。

14.如权利要求11所述的耐磨构件，其特征在于还包括两个所述横向表面，其中所述横向表面中的第一个大致面向所述会聚表面中的第一个，所述横向表面中的第二个面向所述会聚表面中的第二个。

15.如权利要求14所述的耐磨构件，其特征在于所述第一个横向表面和所述第二个横向表面沿着相对的侧面。

16.如权利要求15所述的耐磨构件，其特征在于每个所述横向表面都从所述前表面延伸到所述插口的所述后端。

17.一种耐磨组件，其包括：

权利要求11所述的耐磨构件，

一容纳在所述插口中的突出部，以及

一锁定件，其用于将所述耐磨构件可松开地紧固到所述突出部上。

18.如权利要求17所述的耐磨组件，其特征在于所述突出部具有与每个所述耐磨构件的所述横向表面啮合的横向表面。

19.如权利要求18所述的耐磨组件，其特征在于所述突出部的每个所述横向表面沿着所述突出部的一侧壁延伸。

20.如权利要求18所述的耐磨组件，其特征在于所述突出部的每个所述横向表面相对于所述纵轴线沿着与所述耐磨构件的那个与该突出部的该横向表面啮合的横向表面相同的方向倾斜。

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