EA013962B1 - Износостойкий узел - Google Patents

Abstract

Износостойкий узел, предназначенный для закрепления износостойкого органа на землеройном оборудовании, который включает в себя основание, имеющее носок, и износостойкий орган, имеющий гнездо. На носке и гнезде предусмотрена одна или больше взаимодополняющих посадочных поверхностей на центральных их участках.

Description

Настоящее изобретение относится к износостойкому узлу для крепления износостойкого органа на землеройном оборудовании.

Уровень техники

Износостойкие части обычно закрепляют вдоль передней кромки землеройного оборудования, такого как ковш экскаватора или фрезерная головка, для защиты оборудования и для улучшения качества землеройных работ. Износостойкие части могут включать в себя режущие зубья, защитные насадки и т.д. Такие части обычно включают в себя основание, износостойкий орган и фиксатор, предназначенный для установки износостойкого органа на основании с возможностью демонтажа.

Что касается режущих зубьев, основание включает в себя носок, который закреплен на передней кромке землеройного оборудования (например, на краю ковша). Носок может быть выполнен как единая деталь с передней кромкой или как часть одного или больше адаптеров, которые закреплены на передней кромке с помощью сварки или механического крепления. Износостойкий орган установлен на носке. Износостойкий орган сужается к передней режущей кромке для внедрения и разрыхления земли. Собранный носок и износостойкий орган совместно образуют отверстие, в котором устанавливается фиксатор для установки с возможностью снятия износостойкого органа с носка.

Износостойкие части такого вида обычно подвергаются воздействию жестких условий во время работы и большим нагрузкам. В соответствии с этим износостойкие органы изнашиваются через определенный период времени и их требуется заменять. Множество конструкций были разработаны в попытке улучшить прочность, стабильность, долговечность, возможность внедрения, безопасность и простоту замены таких износостойких органов с различной степенью успеха.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к улучшенному износостойкому узлу, предназначенному для закрепления износостойкого органа на землеройном оборудовании для улучшения стабильности, прочности, долговечности, степени внедрения, безопасности и простоты замены.

В соответствии с одним аспектом изобретения основание и износостойкий орган образуют носок и гнездо, которое образовано взаимодополняющими посадочными поверхностями, продолжающимися практически параллельно продольной оси узла для обеспечения более прочной и более стабильной конструкции. Одна или больше посадочных поверхностей образованы практически вдоль центральных участков носка и гнезда и на расстоянии от внешних кромок этих элементов. В результате высокие нагрузки, ожидаемые во время использования, прежде всего, воспринимаются более прочным участком носка, а не на внешних изгибающихся слоях, для получения более прочной и более долговечной структуры основания. Такая конструкция дополнительно уменьшает формирование концентраций высоких механических напряжений вдоль компонентов.

В другом аспекте изобретения износостойкий орган включает в себя отверстие гнезда на заднем конце, предназначенное для установки в него опорного носка. Гнездо образовано верхней, нижней и боковыми стенками и имеет продольную ось. По меньшей мере одна из верхней и нижних стенок включает в себя посадочный выступ, каждый из которых имеет несущие поверхности, обращенные в разных направлениях для упора в противоположные стороны У-образной выемки в носке.

В другом аспекте изобретения пары посадочных поверхностей в каждом компоненте образованы под поперечным углом друг к другу для обеспечения улучшенной стабильности при сопротивлении вертикальной и боковым нагрузкам. В примерном варианте воплощения посадочные поверхности образуют У-образную конфигурацию по меньшей мере на одной стороне носка и гнезда.

В одном другом аспекте изобретения посадочные поверхности выполнены в виде углублений на носке для защиты этих поверхностей основания от повреждения и износа, связанных с установкой последующих элементов износа или из-за излишнего износа элементов износа.

В другом аспекте изобретения носок и гнездо образованы с взаимодополняющими друг друга выемками и выступами на всех сторонах (т. е. на верхней, нижней и боковых стенках) для обеспечения максимальных посадочных поверхностей, доступных для сопротивления большим нагрузкам, которые могут возникать во время использования.

В другом аспекте изобретения носок и гнездо, каждое образовано так, что они имеют в общем поперечный вид в разрезе Х-образной формы для улучшенной стабильности. Хотя выемки и выступы, формирующие эти конфигурации, предпочтительно определены посадочными поверхностями, преимущество все еще может быть достигнуто при использовании несущих поверхностей, которые не являются практически параллельными продольной оси узла.

В одном аспекте изобретения передняя кромка и/или корпус носка и гнезда сформированы в общем с приданием овальной конфигурации. Такая конструкция обеспечивает высокую прочность и длительный срок службы носка, в ней исключены явно выраженные углы для уменьшения концентрации механического напряжения и имеет уменьшенную толщину для улучшенного проникновения в грунт.

- 1 013962

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан вид в перспективе износостойкого узла в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 2 - вид в перспективе сзади носка настоящего износостойкого узла.

На фиг. 3 - вид в перспективе спереди носка.

На фиг. 4 - вид спереди носка.

На фиг. 5 - вид сверху носка.

На фиг. 6 - вид сбоку носка.

На фиг. 7 - вид в перспективе задней части износостойкого органа.

На фиг. 8 - вид в перспективе части износостойкого узла с разрезом вдоль поперечной плоскости, непосредственно после фиксатора.

На фиг. 9-12 - вид в поперечном разрезе вдоль верхней стенки элемента износа, представляющий разные примеры посадочных выступов.

На фиг. 13 - вид в перспективе износостойкого узла в соответствии с настоящим изобретением с альтернативной компоновкой фиксатора.

На фиг. 14 - вид с осевым разрезом части альтернативного износостойкого узла.

На фиг. 15 - вид в перспективе с деталировкой фиксатора альтернативного износостойкого узла.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к износостойкому узлу 10, предназначенному для съемного крепления износостойкого органа 12 на землеройном оборудовании. В данном патенте орган 12 является зубом экскаватора, который закреплен на кромке ковша. Однако износостойкий орган может быть выполнен в ином виде (например, бандажа) или может быть закреплен на другом оборудовании (например, на режущих головках драги). Кроме того, такие термины, как вперед, назад, вниз, вертикальный или горизонтальный, используются для удобства пояснения с ссылкой на фиг. 1; при этом возможны другие ориентации.

В одном варианте воплощения (фиг. 1) износостойкий орган 12 выполнен с возможностью установки его на носок 14, который закреплен на кромке ковша или другого землеройного оборудования (не показано). В данном варианте воплощения носок представляет собой переднюю часть основания 15, которое закреплено на ковше экскаватора. Задний установочный конец основания (не показан) может быть закреплен на кромке ковша с использованием множества способов. Например, носок может быть сформирован как единая деталь с кромкой, например может быть отлит вместе с кромкой или может быть подругому закреплен путем сварки. Когда основание приваривают или закрепляют на кромке, используя фиксирующий механизм, основание включает в себя одну или больше задних ножек, которые направлены поверх кромки. В этих ситуациях основание обычно называется адаптером. Основание также может состоять из множества взаимно соединенных адаптеров. Износостойкий орган включает в себя гнездо, в которое устанавливается носок. Износостойкий орган и носок затем скрепляют вместе с помощью фиксатора 16.

Носок 14 имеет корпус 25 с верхней и нижней стенками 20, 21, которые сходятся в направлении переднего конца 24, и противоположными боковыми стенками 22, 23 (фиг. 2-6). Задние участки в общем параллельны друг другу (т.е. имеют незначительное схождение вперед); конечно, возможны другие конфигурации. Передний конец 24 сформирован с верхней и нижней посадочными поверхностями 30, 32, которые расположены практически параллельно продольной оси 34. Термин практически параллельно охватывает не только параллельные поверхности, но и поверхности, расходящиеся от оси 34 на небольшой угол (например, приблизительно 1-7°). В одном предпочтительном варианте воплощения каждая посадочная поверхность 30, 32 расходится в направлении назад под углом к оси 34, который не превышает приблизительно 5° и наиболее предпочтительно составляет приблизительно 2-3°. В иллюстрируемом варианте воплощения посадочные поверхности 30, 32 изогнуты в поперечном направлении таким образом, что они встречаются вдоль сторон носка. Таким образом, посадочные поверхности образованы вокруг всего переднего конца 24 носка 14. Конечно, возможны другие конфигурации.

В представленном варианте воплощения передний конец 24 имеет практически овальную форму поперечного сечения с овальной передней стенкой 36. Аналогично, корпус 25 носка 14 также имеет практически овальную форму поперечного сечения, за исключением посадочных выемок 127, 129. Как показано на фиг. 3, корпус 25 направлен назад от переднего конца 24 на большой части его длины. Использование носка овальной формы позволяет получить высокопрочное сечение носка, в результате чего обеспечивается более длительный срок службы носка. Овальная форма также исключает наличие углов и, таким образом, снижает концентрацию механических напряжений вдоль внешних кромок носка. Овальная форма также представляет собой обтекаемый профиль, который улучшает проникновение в грунт во время землеройной операции; т.е. износостойкий орган имеет гнездо овальной формы для установки носка, что, в свою очередь, позволяет использовать износостойкий орган с более тонким профилем для лучшего внедрения в грунт. Тем не менее, передний конец и корпус носка могут иметь другие формы; например, носок и гнездо могут быть выполнены с приданием им более угловой формы и могут образовывать передний конец, имеющий практически форму параллелепипеда с практически прямоуголь

- 2 013962 ными посадочными поверхностями и/или практически плоскую форму и установленными под углом верхней и нижней боковыми стенками в качестве корпуса носка. Общая конфигурация носка (т.е. овальная форма) может значительно изменяться.

В одном варианте воплощения (фиг. 2-6) верхние, нижние и боковые стенки 20-23 носка 14, каждая включает в себя пару посадочных поверхностей 40-47, каждая из которых практически расположена параллельно оси 34. Как указано в отношении посадочной поверхности 30, 32, эти задние посадочные поверхности 40-47 расположены предпочтительно под углом относительно продольной оси 34, не более чем приблизительно 5° и наиболее предпочтительно приблизительно под углом в 2-3° к оси 34. Хотя любой участок носка иногда может воспринимать нагрузку от износостойкого органа, посадочные поверхности предназначены выполнять функцию основных поверхностей, воспринимающих нагрузки от износостойкого органа.

Износостойкий орган 12 содержит верхние, нижние и боковые участки, образующие передний рабочий конец 60 и задний установочный конец 62 (фиг. 1, 7 и 8). Что касается износостойкого органа, то его рабочий конец представляет собой зуб с передней режущей кромкой 66. В то время как режущая кромка показана как линейный сегмент, зуб и режущая кромка могут иметь любую форму, которая используется при землеройных работах. Установочный конец 62 снабжен гнездом 70, в который устанавливается носок 14 для удержания износостойкого органа на землеройном оборудовании (не показано). Гнездо 70 образовано внутренними стенками верхнего, нижнего и боковых участков 50-53 износостойкого органа 12. Предпочтительно гнездо 70 имеет форму, которая взаимодополняет носок 14, хотя могут иметь место некоторые вариации.

В одном варианте воплощения (фиг. 7) гнездо 70 включает в себя передний конец 94 с верхней и нижней посадочными поверхностями 90, 92 и практически эллиптической передней поверхностью 98, которая соответствует переднему концу 24 носка. Верхние, нижние и боковые стенки 100-103 гнезда направлены назад от переднего конца 94 для того, чтобы взаимодополнять верхние, нижние и боковые стенки 20-23 носка 14. Каждая из этих стенок 100-103 предпочтительно образована посадочными поверхностями 110-117, которые упираются в посадочные поверхности 40-47 на носке. Так же как и посадочные поверхности 30, 32, 40-47 носка, посадочные поверхности 90, 92, 110-117 гнезда 70 практически параллельны продольной оси 34. Предпочтительно посадочные поверхности острия выполнены так, чтобы они соответствовали поверхностям носка; т.е. если посадочные поверхности носка расходятся под углом приблизительно 2° относительно оси 34, тогда посадочные поверхности гнезда также расходятся под углом приблизительно 2° от оси 34. Однако посадочные поверхности 110-117 гнезда 70 могут быть наклонены к оси 34 под несколько меньшим углом (например, на 1 или 2°) по сравнению с посадочными поверхностями 40-47 на носке 14 для принудительного плотного зацепления между противоположными посадочными поверхностями в конкретном месте (местах), например вдоль задних участков носка и гнезда.

Посадочные поверхности 40-43 на верхней и нижней стенках 20, 21, каждая, образованы на центральном участке носка таким образом, что они были расположены на самом толстом, наиболее прочном участке носка. Эти посадочные поверхности предпочтительно ограничены центральными участками и не продолжаются по всей ширине носка. Таким образом, нагрузки, в основном, не переносятся внешними участками носка, на которых происходит наибольший изгиб. Кроме того, размещение посадочных поверхностей 40-43 на расстоянии от внешних кромок также можно использовать для уменьшения возникновения концентрации высоких механических напряжений в местах перехода между носком 14 и установочным участком основания 15. Боковые участки 119 носка 14 на каждой стороне посадочных поверхностей 40-43 предпочтительно расходятся относительно оси 34 под более крутым углом, чем посадочные поверхности 40-43, для обеспечения прочности и иногда для более плавного перехода между носком 14 и задним установочным участком основания 15. Тем не менее, посадочные поверхности 40-43, 110-113 могут продолжаться по всей ширине и глубине носка и гнезда.

Посадочные поверхности 30, 32, 40-43, 90, 92, 110-113 стабильно поддерживают износостойкий орган на носке даже в условиях большой нагрузки. Задние посадочные поверхности 40-43, 110-113 предпочтительно расположены на более высоком уровне (т.е. расположены на некотором расстоянии по вертикали) относительно передних посадочных поверхностей 30, 32, 90, 92 для улучшения работы, но такая многоярусная установка не является необходимой.

Когда нагрузка, имеющая вертикальную оставляющую (здесь называется вертикальной нагрузкой), прикладывается вдоль режущей кромки 66 износостойкого органа 12, к нему прикладывается усилие, поворачивающее его вперед от носка. Например, когда направленная вниз нагрузка Ь1 прикладывается к верхней части режущей кромки 66 (фиг. 1), к острию 12 прикладывается сила, поворачивающая его в направлении на носок 14 таким образом, что передняя посадочная поверхность 90 гнезда 70 примыкает к посадочной поверхности 30 на переднем конце 24 носка 14. Нижний задний участок 121 острия 12 также поджимается вверх, прижимаясь к нижнему заднему участку носка 14 таким образом, что задние посадочные поверхности 112, 113 в гнезде примыкают к посадочным поверхностям 42, 43 на носке. Практически параллельные посадочные поверхности обеспечивают более стабильную поддержку для износо- 3 013962 стойкого органа по сравнению со сходящимися поверхностями, с меньшей нагрузкой на фиксатор. Например, если нагрузка Ь1 будет приложена к носку и гнезду определенными сходящимися верхней и нижней стенками без посадочных поверхностей 42, 43, 112, 113, силе, принудительно поворачивающей износостойкий орган на носке, будет оказано сопротивление со стороны частичного примыкания задних участков нижних сходящихся стенок. Поскольку эти стенки расположены под наклоном, их примыкание будет выталкивать износостойкий орган в направлении вперед, которому должен оказывать сопротивление фиксатор. В соответствии с этим в таких конструкциях требуется более крупный фиксатор для удержания износостойкого органа на носке. В свою очередь, более крупный фиксатор требует более крупных отверстий на носке и в износостойком органе, что, таким образом, уменьшает общую прочность узла. В настоящем изобретении посадочные поверхности 30, 42, 43, 90, 112, 113 расположены практически параллельно продольной оси 34 для ослабления такой выталкивающей вперед силы, действующей на износостойкий узел. В результате износостойкий орган стабильно удерживается на носке, что повышает прочность и стабильность монтажа, снижает износ и позволяет использовать фиксаторы меньших размеров. Посадочные поверхности 32, 40, 41, 92, 110, 111 функционируют таким же образом для направленных вверх вертикальных нагрузок.

В поясняемом варианте воплощения (фиг. 2-6) посадочные поверхности 40, 41 на верхней стенке 20 наклонены друг к другу в поперечном направлении (фиг. 2-4). Таким же образом посадочные поверхности 42, 43 установлены под поперечным углом друг к другу. Предпочтительно расположенные под углом посадочные поверхности 40-43 являются симметричными. Аналогично, посадочные поверхности 110-113 формируют наклоненные поверхности для примыкания к посадочным поверхностям 40-43 носка 14. Такой поперечный наклон позволяет посадочным поверхностям 40-43 входить в контакт с посадочными поверхностями 110-113 носка 70 и оказывать сопротивление нагрузке с боковыми или поперечными составляющими (здесь называются боковыми нагрузками), такой как нагрузка Ь2 (фиг. 1). Предпочтительно, чтобы те же поверхности, которые оказывают сопротивление вертикальным нагрузкам, также оказывали сопротивление боковым нагрузкам, поскольку нагрузки обычно прикладываются к износостойкому органу в направлениях сдвига по мере того, как ковш или другое землеройное оборудование перемещается в грунте. При наклоненных в стороны поверхностях опора между теми же поверхностями может продолжать обеспечиваться, даже если происходит сдвиг нагрузки, например, от большей степени вертикальной нагрузки до большей степени боковой нагрузки. При такой компоновке движение износостойкого органа и износ деталей могут быть уменьшены.

Посадочные поверхности 40-41 и 42-43 предпочтительно ориентированы относительно друг друга под углом ф, составляющим приблизительно от 90 до 180°, и наиболее предпочтительно под углом приблизительно 160° (фиг. 4). Этот угол обычно выбирают на основе учета ожидаемых нагрузок при работе устройства. Как обычное правило, хотя, при этом возможно исключение, угол ф предпочтительно может быть большим, когда ожидаются большие вертикальные нагрузки, и меньшим, когда ожидается большие боковые загрузки. Поскольку обычно возникают большие вертикальные нагрузки, угол между посадочными поверхностями, как правило, будет большим углом. Однако такой поперечный угол ф может значительно изменяться и может быть менее чем 90° в определенных обстоятельствах, таких как легкие операции или случаи чрезвычайно больших боковых нагрузок.

Как показано на фиг. 2 и 3, задние посадочные поверхности 40-41 и 42-43 предпочтительно выполнены плоскими и ориентированы так, что они формируют У-образные выемки 127 на носке. Однако эти задние посадочные поверхности могли бы иметь множество других форм и ориентаций. Хотя цели изобретения могут не полностью удовлетворяться каждой отличающейся формой, ее вариации все еще позволяют достичь определенных аспектов изобретения. Например, задние посадочные поверхности не обязательно должны быть плоскими и могут быть сформированы вогнутой или выпуклой кривыми. Задние посадочные поверхности могут быть сформированы так, что они будут образовывать неглубокую Иобразную непрерывную кривую таким образом, что наклонные посадочные поверхности будут переходить без перерыва друг в друга. Задние посадочные поверхности могут формировать в общем трапециевидную выемку, имеющую центральную посадочную поверхность, в которой обычно отсутствует поперечный наклон, и две боковые посадочные поверхности, расположенные практически под тупым углом к центральной поверхности так, чтобы они оказывали сопротивление боковой нагрузке. Задние посадочные поверхности могут быть наклонены друг к другу под разными углами. Формирование посадочных выемок в носке и во взаимодополняющих участках гнезда предпочтительно для уменьшения риска износа или деформации поверхностей носка в результате установки множества износостойких узлов, или за счет изнашивающихся отверстий. Тем не менее выемки и выступы можно менять местами. Кроме того, поскольку вертикальная нагрузка часто гораздо более существенна, чем боковая нагрузка, посадочные поверхности могут быть расположены в центре носка на расстоянии от боковых кромок, но без поперечного наклона.

Задние посадочные поверхности 40-43 обычно более эффективны, когда они расположены на заднем конце носка или рядом с ним. Следовательно, в иллюстрируемом варианте воплощения (фиг. 2-6) передние участки 123 посадочных поверхностей 40-43 клиновидно сходятся к переднему острию. Ко

- 4 013962 нечно, передние участки 123 могут иметь другие сужающиеся формы, которые не являются сходящимися формами, или могут быть полностью устранены. Хотя посадочные поверхности 40-41 предпочтительно представляют собой зеркальные отображения посадочных поверхностей 42-43, выполнять их в такой форме не обязательно.

В каждой из этих ориентаций посадочные поверхности 110-113 острия предпочтительно взаимодополняют посадочные поверхности носка, однако могут использоваться вариации. В соответствии с этим, как представлено на чертеже, посадочные поверхности 110, 111 взаимодополняют посадочные поверхности 40, 41, и посадочные поверхности 112, 113 взаимодополняют посадочные поверхности 42, 43. Следовательно, в иллюстрируемом варианте воплощения посадочные поверхности 110, 111 на верхней стенке 100 гнезда 70 сформированы для определения практически У-образного стабилизирующего выступа 125, при этом посадочные поверхности наклонены друг к другу под углом λ приблизительно 160° так, что они соответствуют посадочным выемкам 127, сформированным посадочными поверхностями 40, 41 на носке 14 (фиг. 7). Аналогично, посадочные поверхности 112, 113 на нижней поверхности 101 гнезда 70 формируют У-образный посадочный выступ 125 для сопряженной подгонки к посадочной выемке 127, сформированной посадочными поверхностями 42, 43 на носке. Тем не менее боковой угол λ между каждой парой посадочных поверхностей (например, такой как между поверхностями 110 и 111) в гнезде 70 может незначительно изменяться относительно угла φ между каждой парой соответствующей посадочной поверхности на носке (как между поверхностями 40 и 41) для обеспечения плотной подгонки в центральном местоположении (например, вдоль центра посадочных выемок 127, 129).

В качестве альтернативы, посадочные выступы гнезда 70 могут иметь другие формы для сопряженной посадки посадочной выемки 127. Например, посадочные выступы 125а могут иметь изогнутую (например, полусферическую) конфигурацию (фиг. 9) для сопряженной установки У-образной посадочной выемки 127, взаимодополняющей изогнутую выемку или другую форму выемки, выполненную с возможностью приема выступа. Кроме того, посадочные выступы 125Ь (фиг. 10) могут быть выполнены более тонкими, чем посадочная выемка 127, в которую их устанавливают. Посадочные выступы могут иметь более короткую длину, чем выемка 127, и могут продолжаться только частично вдоль длины выемки (фиг. 11) или могут иметь прерванную длину с зазорами между сегментами. На посадочных выступах также может быть предусмотрен отдельный элемент, такой как прокладка, которая удерживается на месте болтом, фиксатором или другим средством. Кроме того, может быть предусмотрено множество посадочных выступов 1256 (фиг. 12) вместо одного центрального выступа. Также в некоторых обстоятельствах, например, при легких операциях преимущество может быть достигнуто при использовании, например, выемок и выступов в верхней и нижних стенках носка и гнезда, которые определены несущими поверхностями, которые практически не расположены параллельно продольной оси 34, вместо посадочных поверхностей 40-43, 110-113.

Боковые стенки 22, 23 носка 14 также предпочтительно образованы посадочными поверхностями 44-47 (фиг. 2-6). Эти посадочные поверхности 44-47 также практически параллельны продольной оси 34. В представленном варианте воплощения посадочные поверхности 44, 45 ориентированы под углом θ друг к другу так, что образуется продольная выемка или канавка 129 вдоль боковой стенки 22 носка 14 (фиг. 4). Аналогично, посадочные поверхности 46, 47 ориентированы под углом θ друг к другу так, что образуется выемка или канавка 129 вдоль боковой стенки 23. Эти посадочные поверхности 44, 45 и 46, 47 предпочтительно установлены под углом θ, который составляет приблизительно от 90 до 180° и наиболее предпочтительно составляет приблизительно 120°. Тем не менее, можно выбрать другие углы, включающие в себя углы, которые существенно меньше чем 90°, и даже параллельную установку в некоторых вариантах воплощения, например при значительной вертикальной нагрузке или при легко выполняемых операциях. Посадочные выемки 129 вдоль боковых стен 22, 23 выполнены с возможностью приема взаимодополняющих посадочных выступов 131, сформированных в гнезде 70. Посадочные выступы 131 образованы посадочными поверхностями 114-117, формирующими наклонные поверхности так, что они примыкают к посадочным поверхностям 44-47 носка 14 (фиг. 7). Боковой угол α между боковыми посадочными поверхностями 114, 115 и 116, 117 предпочтительно соответствует углу θ поверхностей 44, 45 и 46, 47. Тем не менее, как описано для задних посадочных поверхностей 110-113, угол между каждой парой боковых посадочных поверхностей гнезда 70 может незначительно изменяться от боковых посадочных поверхностей на носке 14 для формирования плотной подгонки в определенных местах (например, вдоль центра посадочных выемок 129). Кроме того, описанные выше вариации формы посадочных выемок 127 и посадочных выступов 125 в равной степени применимы для выемок 129 и выступов 131.

Передние посадочные поверхности 30, 32 работают совместно с боковыми посадочными поверхностями 44-47, оказывая сопротивление боковым нагрузкам, таким как Ь2. Например, приложение боковой нагрузки Ь2 приводит к перекосу острия 12 на носке 14. Боковые участки передних посадочных поверхностей 90, 92 при приложении боковой нагрузки Ь2 выталкиваются поперечно внутрь, упираясь в переднюю посадочную поверхность 30, 32 на носке. Задний участок противоположной боковой стенки 52 острия 12 втягивается внутрь таким образом, что посадочные поверхности 114, 115 примыкают к 44, 45.

- 5 013962

Посадочные поверхности 30, 32, 46, 47, 90, 92, 116, 117 работают таким же образом при противоположно направленных боковых нагрузках.

Ориентированные под углом посадочные поверхности 44-47 обеспечивают возможность упора этих посадочных поверхностей в посадочные поверхности 114-117 гнезда 70 для сопротивления боковым и вертикальным нагрузкам. В предпочтительной конструкции задние посадочные поверхности 40-43, 110113 ориентированы ближе к горизонтали, чем к вертикали, для того, чтобы, во-первых, оказывать сопротивление вертикальным нагрузкам и, во-вторых, оказывать сопротивление боковым нагрузкам. Боковые посадочные поверхности 44-47, 114-117 ориентированы ближе к вертикали, чем к горизонтали, с тем, чтобы в основном оказывать сопротивление боковым нагрузкам и, во-вторых, оказывать сопротивление вертикальным нагрузкам. Однако возможны альтернативные ориентации. Например, в условиях тяжелой нагрузки все посадочные поверхности 40-47, 110-117 могут быть выполнены в большей степени горизонтальными, чем вертикальными. При использовании затем предпочтительной конструкции как вертикальным, так и боковым нагрузкам оказывается сопротивление передними посадочными поверхностями 30, 32, 90, 92, задними посадочными поверхностями 40-43, 110-113 и боковыми посадочными поверхностями 44-47, 114-117. Благодаря тому, что посадочные поверхности предусмотрены на каждой из верхних, нижних и боковых стенках носка и гнезда, обеспечивается максимальная площадь посадочных поверхностей, которая может использоваться для опоры острия.

Предпочтительно посадочные поверхности 44-47 установлены в одинаковой степени под углом относительно горизонтальной плоскости, продолжающейся через ось 34. Тем не менее асимметричные компоновки возможны, в частности, если ожидаются более сильные, направленные вверх вертикальные нагрузки по сравнению с направленными вниз вертикальными нагрузками, или наоборот. Как описано выше для задних посадочных поверхностей 40-43, боковые посадочные поверхности 44-47 могут быть сформированы с приданием им множества различных форм. Например, боковые поверхности 44-47 предпочтительно выполненными плоскими, они могут быть выпуклыми, вогнутыми, изогнутыми или состоять из угловых сегментов. Канавки 129 также могут быть сформированы с практически ϋ-образным или трапециевидным поперечным сечением. Кроме того, посадочные выемки 129 могут быть образованы в боковых стенках 102, 103 гнезда 70, и посадочные выступы 131 быть образованы в боковых стенках 22, 23 носка 14.

В предпочтительном варианте посадочные поверхности 40-47 образуют посадочную выемку 127, 129 в каждой из верхней, нижней и боковых стенках 20-23 носка 14 таким образом, что те участки носка, на которых образованы выемки, имеют в общем Х-образную конфигурацию в поперечном сечении (фиг. 2 и 8). Гнездо 70 имеет взаимодополняющие посадочные выступы 125, 131, вдоль каждой из верхней, нижней и боковой стенок 100-103, которые устанавливаются в выемки 127, 129 и, таким образом, образуют Х-образное гнездо. Хотя в общем У-образные выемки 127, 129 являются предпочтительными, посадочные выемки и выступы другой формы можно использовать для формирования практически Хобразного носка и гнезда. Такая конфигурация позволяет стабильно устанавливать износостойкий орган при воздействии вертикальных и боковых нагрузок, поддерживать высокие нагрузки на самых прочных и наиболее устойчивых участках носка и исключать опору, в основном, на боковые участки носка в случаях наибольшего изгиба для уменьшения концентрации механических напряжений. Носок и гнездо с Хобразным поперечным сечением также можно использовать с некоторым преимуществом в иных вариантах воплощения с аналогичными выемками в каждой из верхней, нижней и боковых стенках 20-23, но без использования посадочных поверхностей, продолжающихся практически параллельно оси 34.

Носок также может быть образован с использованием других конфигураций, кроме Х-образного поперечного сечения. Например, носок и износостойкий орган могут включать в себя верхние и нижние посадочные поверхности 40-43, 110-113, но могут не содержать при этом боковые посадочные поверхности 44-47, 114-117. В другой альтернативе носок может быть сформирован с боковыми посадочными поверхностями 44-47, 114-117, но без посадочных выемок 127 в верхней и нижних стенках. На носке и износостойком органе также может быть предусмотрен только один набор посадочных поверхностей, таких как задние посадочные поверхности только вдоль нижних стенок. Кроме того, хотя передние посадочные поверхности 30, 32, 90, 92 могут быть исключены, предпочтительно их использовать при любом используемом варианте задних и боковых посадочных поверхностей.

Как отмечено выше, фиксатор 16 используется для крепления с возможностью снятия износостойкого органа 12 с носка 14 (фиг. 1 и 8). В одном варианте воплощения носок 14 образует канал 140 в боковой стенке 22 (фиг. 2-6). Канал 140 открыт на его внешней стороне и на каждом конце и в остальном ограничен основанием или боковой стенкой 142, передней стенкой 144 и задней стенкой 146. Износостойкий орган 12 содержит взаимодополняющий канал 150, который практически совмещается с каналом 140, когда износостойкий орган 12 установлен на носке 14 так, что они совместно образуют отверстие 160 для установки фиксатора 16 (фиг. 1 и 7-8). Проход 150 включает в себя открытый конец 151 в верхней стенке 50 износостойкого органа 12 для установки фиксатора 16. В гнезде 70 проход 150 открыт на его внутренней стороне и в остальном образован основанием и боковыми стенками 152, передней стенкой 154 и задней стенкой 156. Благодаря боковым посадочным поверхностям 44-47, 114-117, передние и задние стенки 144, 146, 154, 156 канала 140 и проход 150 имеют взаимодополняющие волнистые конфи

- 6 013962 гурации. Передняя стенка 144 на носке 14 и задняя стенка 156 на износостойком органе 12 представляют собой поверхности, которые в основном находятся в контакте с фиксатором 16. Проход 150 предпочтительно открыт на нижней стенке 51, но также может быть закрыт, если это необходимо.

Хотя износостойкий орган 12 закреплен с помощью только одного фиксатора 16, он предпочтительно включает в себя два прохода 150, 150', по одному вдоль каждой боковой стенки 52, 53. Проходы

150, 150' выполнены идентично, за исключением того, что проход 150 открывается для установки в него фиксатора 16 в верхней стенке 50 и продолжается вдоль боковой стенки 52, и проход 150' открывается для установки в него фиксатора 16 в нижней стенке 51 и продолжается вдоль боковой стенки 53. При использовании двух проходов износостойкий орган может быть перевернут (т.е. повернут на 180° вокруг оси 34) и зафиксирован на месте в любой ориентации.

Когда фиксатор 16 вставляют в отверстие 160, он располагается напротив передней стенки 144 носка 14 и задней стенки 156 износостойкого органа 12, предотвращая его высвобождение с носка 14. В соответствии с этим в собранном состоянии канал 140 смещен назад от прохода 150 таким образом, что передняя стенка 144 находится позади передней стенки 154 и задняя стенка 146 находится позади задней стенки 156. В предпочтительной конструкции отверстие 160 сужается по мере его продолжения от открытого конца 151; т.е. передняя стенка 144 приближается к задней стенки 156 и боковая стенка 142 приближается к боковой стенке 152 по мере того, как каждая из них продолжается от открытого конца

151. Предпочтительно канал 140 и проход 150 также сближаются по мере их продолжения от открытого конца 151 таким образом, что передняя стенка 144 сближается в направлении к задней стенке 146 и передняя стенка 154 сближается в направлении к задней стенке 156.

Фиксатор 16 имеет клиновидную конструкцию с зажимом, таким как раскрыт в патенте И8 6993861, который приведен здесь в качестве ссылочного документа. Обычно фиксатор 16 включает в себя корпус 165, предназначенный для износостойкого органа 12 на носке 14, и зажим (не показан), зацепляющийся с упором 166 износостойкого органа 12 для закрепления фиксатора 16 в отверстии 160. Корпус 165 включает в себя конец 169 вставки, который вначале пропускают в отверстие 160, и задний конец 171. Корпус 165 фиксатора предпочтительно сужается в направлении конца 169 вставки, при этом передние и задние вставки сближаются в направлении друг к другу, и боковые стенки сближаются в направлении друг к другу. Такое сужение фиксатора 16 соответствует форме 160 отверстия для получения фиксатора, который может быть вставлен в узел и извлечен из узла. Зазор 183 сформирован ближе к заднему концу 171 для вставки рычажного инструмента для удаления фиксатора 16 из отверстия 160. Пространство 184 зазора также образовано в износостойком органе 12 в направлении открытого конца 151 для обеспечения доступа рычажного инструмента к зазору 183.

Во втором варианте воплощения изобретения (фиг. 13-15) износостойкий узел 210 включает в себя основание, имеющее носок 214 и износостойкий орган 212, имеющий гнездо 270 для установки в него носка 214. Носок и износостойкий узел 210 выполнены так же как износостойкий узел 10, за исключением выполнения фиксации. В узле 210 фиксатор 216 устанавливается в центральный проход 220 в носке 214 и в соответствующие отверстия 222 в износостойком органе 212. Как можно видеть на фиг. 9, проход 220 открывается в посадочную выемку 227. Отверстие 222 образовано на каждом из верхнего и нижнего участках элемента 212 износа при вертикальном совмещении для того, чтобы зацепить фиксатор и/или обеспечить возможность переворота элемента износа на носке 214. В качестве альтернативы, проход 220 и отверстия 222 могут продолжаться горизонтально через носок 214 и элемент 212 износа.

Фиксатор 216 включает в себя клин 224 и втулку 226, как описано в патенте ϋδ 7171771, который приведен здесь в качестве ссылочного материала. Клин 224 имеет закругленную сужающую внешнюю поверхность, резьбу 234 и полость 236 контакта с инструментом. Втулка 226 имеет рычаги 246, которые выступают за пределы прохода 220. Каждый рычаг предпочтительно включает в себя выступающую кромку 247 на его внешнем конце, который устанавливается под выемкой 249 в износостойкий узел 212 для защиты от выброса фиксатора во время использования. Втулка 226 включает в себя винтовую поверхность 242 предпочтительно в виде последовательностей сегментов винтовых выступов, которые соответствуют резьбе 234 клина 224. Втулка 226 имеет желоб 239 с вогнутой внутренней поверхностью 240 так, что она частично оборачивается, и в нее устанавливается клин 224. Упругая пробка (не показана), состоящая из резины, вспененного материала или другого упругого материала, может быть предусмотрена в отверстии желоба 239, которая прижимается к клину 224 и предотвращает его ослабление, если это необходимо. Втулка предпочтительно сужается в направлении ее нижнего конца для соответствия предпочтительному сужению прохода 220. Втулка также может быть образована с уменьшенным ведущим концом для лучшей установки через нижний конец прохода 220 и в нижнее отверстие 222.

При монтаже втулка 226 прижимается к передней стенке 228 прохода 220, и концы рычагов 246 прижимаются к задней стенке 256 на переднем и нижнем участках износостойкого органа 212. Зазор обычно присутствует между втулкой 226 и задней стенкой 230 прохода 220. Площадка 258, продолжающаяся между винтовой канавкой 234 клина 224, устанавливается на передней стенке 228 прохода 220. Вставка (не показана) может быть помещена между клином и передней стенкой 228. В качестве альтернативы, втулка может быть размещена на передней стенке 228 и может заклиниваться относительно задних стенок 256. Для установки фиксатора 216 втулка 226 и ведущий конец 252 клина 224 свободно

- 7 013962 вставляют через верхнее отверстие 222 в проход 220. Гаечный ключ или другой соответствующий инструмент вставляют в полость 236 на заднем конце 254 клина 224 для того, чтобы поворачивать и вводить клин дальше в проход 220.

Множество других конструкций фиксатора можно использовать для закрепления элемента износа на носке. Например, фиксатор 16 может иметь обычную конструкцию многослойной шпильки, которую забивают молотком в узел. Такой фиксатор также может проходить через отверстия в центрах носка и острия вертикально или горизонтально, как хорошо известно.

Claims (16)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Износостойкий орган (12) для землеройного оборудования, содержащий передний конец (60), задний конец (62) и отверстие гнезда (70) в заднем конце (62) для размещения опорного носка (14), прикрепленного к землеройному оборудованию; гнездо (70) образовано верхними, нижними и боковыми стенками (100-103), имеет продольную ось (34) и отличается тем, что по меньшей мере одна из верхней и нижней стенок (100, 101) включает в себя пару наклонных задних стабилизирующих поверхностей (110113), расположенных под углом друг к другу в поперечном направлении, так что они сходятся в боковом направлении к центральному местоположению вдоль соответствующей верхней или нижней стенки (100, 101); каждая из задних стабилизирующих поверхностей (110-113) продолжается в осевом направлении, по существу, параллельно продольной оси (34), чтобы соответствующим образом опираться на опорные поверхности (40-43) на носке (14) и тем самым воспринимать как вертикальную, так и боковую нагрузки во время землеройных работ.
2. 2. Износостойкий орган (12) по п.1, в котором задняя стабилизирующая поверхность выступает в гнездо (70) в направлении продольной оси (34).
3. 3. Износостойкий орган (12) по п.1, в котором задняя стабилизирующая поверхность (110-113), образованная по меньшей мере в одной из верхней или нижней стенок (100, 101), расположена под углом для образования углубления с целью размещения соответствующего выступа на носке (14).
4. 4. Износостойкий орган (12) по любому из пп.1-3, в котором пара задних стабилизирующих поверхностей (110-113) по меньшей мере в одной из верхней или нижней стенок (100, 101) сходится, чтобы совместно иметь в общем У-образную конфигурацию.
5. 5. Износостойкий орган (12) по пп.1-3, в котором пара задних стабилизирующих поверхностей (110113) по меньшей мере в одной из верхней или нижней стенок (100, 101) имеет криволинейную конфигурацию.
6. 6. Износостойкий орган (12) по любому из пп.1-5, в котором каждая вышеуказанная задняя стабилизирующая поверхность (110-113) отклоняется от продольной оси (34) не более чем на 5° в осевом направлении.
7. 7. Износостойкий орган (12) по любому из пп.1-5, в котором каждая вышеуказанная задняя стабилизирующая поверхность (110-113) отклоняется от продольной оси (34) не более чем на 2° в осевом направлении.
8. 8. Износостойкий орган (12) по любому из пп.1-7, в котором одна вышеуказанная пара задних стабилизирующих поверхностей (110-113) предусмотрена в каждой из верхней и задней стенок (100, 101).
9. 9. Износостойкий орган (12) по любому из пп.1-8, в котором каждая из боковых стенок (102, 103) включает в себя пару наклонных боковых поверхностей (114-117), расположенных под углом друг к другу в поперечном направлении, так что они сходятся в боковом направлении к центральному местоположению вдоль соответствующей боковой стенки, чтобы соответствующим образом опираться на опорные поверхности (40-43) на носке (14) и тем самым воспринимать как вертикальную, так и боковую нагрузки во время землеройных работ.
10. 10. Износостойкий орган (12) по п.9, в котором каждая из наклонных боковых поверхностей (114117) продолжается в осевом направлении, по существу, параллельно продольной оси (34).
11. 11. Износостойкий орган (12) по любому из пп.1-10, в котором гнездо (70) включает в себя передний конец (94) с верхней и нижней стабилизирующими поверхностями (90, 92) для опирания соответствующих поверхностей (30, 32) на носок (14); каждая из верхней и нижней стабилизирующих поверхностей (90, 92) продолжается в осевом направлении, по существу, параллельно продольной оси (34).
12. 12. Износостойкий орган (12) по любому из пп.1-11, включающий в себя отверстие 160 для размещения фиксатора (16) с целью крепления износостойкого органа (12) к носку (14).
13. 13. Износостойкий орган (12) для землеройного оборудования, содержащий передний конец (60), задний конец (62) и отверстие гнезда (70) в заднем конце (62) для размещения опорного носка (14); гнездо (70) образовано верхними, нижними и боковыми стенками (100-103), имеет продольную ось (34) и отличается тем, что каждая из боковых стенок (102, 103) включает в себя пару наклонных боковых стабилизирующих поверхностей (114-117), которые сходятся в поперечном направлении к центральному местоположению вдоль соответствующей боковой стенки (102, 103) и образуют внутренний выступ, и каждая вышеуказанная боковая стабилизирующая поверхность (114-117) продолжается в осевом направлении, по существу, параллельно продольной оси (34).

    - 8 013962
14. 14. Износостойкий орган (12) по п.13, в котором каждая вышеуказанная боковая стабилизирующая поверхность (114-117) на каждой вышеуказанной боковой стенке (102, 103) расположена под углом относительно другой в поперечном направлении (под тупым углом).
15. 15. Износостойкий орган (12) по п.13 или 14, в котором гнездо (70) включает в себя передний конец (94) с верхней и нижней стабилизирующими поверхностями (90, 92) для опирания на соответствующие поверхности (30, 32) на носке (14); каждая из верхней и нижней стабилизирующих поверхностей (90, 92) продолжается в осевом направлении, по существу, параллельно продольной оси (34).
16. 16. Износостойкий орган (12) по любому из пп.13-15, включающий в себя отверстие (160) для размещения фиксатора (16) с целью крепления износостойкого органа (12) к носку (14).