ФИКСИРУЮЩИЙ ВЫСТУП ДЛЯ ЗЕМЛЕРОЙНОГО НАКОНЕЧНИКА
FIXING LEDGE FOR EARTHMOVING TIP

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к фиксирующим выступам, а в частности к фиксирующим выступам для землеройных наконечников сборки зубов орудий для земляных работ.
Предпосылки создания изобретения
Машины могут использоваться для выемки обрабатываемого материала, например, грунта или горной породы и перемещения разрыхленного материала с места на место. Данные машины обычно включают в себя шасси с источником энергии и один или несколько механических рычажных механизмов для управления перемещением и рабочими орудиями и осуществления выемки грунта и перемещения обрабатываемого материала. Рычажные механизмы способны поднимать и опускать рабочие орудия и вращать их, чтобы зацеплять обрабатываемый материал требуемым образом. Например, для перемещения грунта орудия машины выполняются в виде ковша, имеющего кромку для врезания в поверхность обрабатываемого материала и осуществления его выемки.
Для облегчения процесса перемещения грунта и продления срока службы орудия вдоль кромки основания орудия и на расстоянии друг от друга крепятся несколько сборок зубов. Сборки зубов выступают вперед от кромки основания и выступают в качестве первой точки соприкосновения при врезании в обрабатываемый материал, уменьшая степень износа кромки основания орудия. Таким образом, орудие остается годным к использованию за счет нескольких циклов замены сборок зубов. Однако иногда возникает необходимость в замене сборок зубов, поскольку они подвержены износу и повреждаются многократным взаимодействием с обрабатываемым материалом. В зависимости от способа использования орудия и/или характеристик обрабатываемого материала иногда требуется произвести замену сборки зубов, чтобы поставить сборку, имеющую форму зубов или другую характеристику, совместимую с требуемым направлением использования и/или обрабатываемым материалом для эффективного использования орудия.
Некоторые сборки зубов орудий для земляных работ содержат адаптер, способный соединять сборку зубов орудий для земляных работ с кромкой основания землеройного оборудования. Данные адаптеры выполняются с механизмом фиксации для присоединения к коронке орудия для земляных работ. Поскольку иногда требуется замена коронки орудия для земляных работ без замены соответствующего адаптера, например, из-за износа или повреждения коронки, то возникает необходимость защитить механизма фиксации таким образом, чтобы можно было снять и заменить коронку орудия для земляных работ. Кроме того, предпочтительно выполнить защиту механизма фиксации таким образом, чтобы он не мешал перемещению обрабатываемого материала по всем сторонам сборки зубов орудий для земляных работ во время использования.
Один из примеров такой сборки зубов рабочего орудия описывается Ренски и др. в патенте США № 8 943 717 B2 (“патент '717”). В частности, в патенте '717 раскрывается коронка орудия для земляных работ для кромки основания землеройного оборудования. Сборка зубов из патента '717 содержит адаптер, прикрепляемый к кромке основания землеройного оборудования, и имеющий выступающий вперед оголовок адаптера. Коронка орудия для земляных работ может иметь защиту из дополнительного износостойкого материала, используемую при перемещении грунта.
Хотя сборка зуба, описанная в патенте '717, имеет защиту из дополнительного износостойкого материала, она способна обеспечивать требуемую защиту механизма фиксации, который соединяет коронку орудия для земляных работ с адаптером. Кроме того, сборка зубов может не иметь такой защиты механизма фиксации, чтобы она не мешала перемещению обрабатываемого материала по всем сторонам сборки зубов орудий для земляных работ во время использования. Описываемые здесь фиксирующие выступы способны смягчить или преодолеть как минимум один из этих возможных недостатков.
Краткое изложение существа изобретения
В одном варианте осуществления настоящего изобретения предлагается фиксирующий выступ для землеройного наконечника. Фиксирующий выступ включает основание выступа, имеющее обвод основания. По меньшей мере, часть обвода основания может лежать в плоскости основания. Обвод основания включает переднюю кромку основания и заднюю кромку основания, напротив передней кромки основания. Фиксирующий выступ также включает внешнюю поверхность выступа, разнесенную от основания выступа и простирающуюся от передней кромки основания до задней кромки основания. Внешняя поверхность выступа включает переднюю внешнюю поверхность выступа, простирающуюся наклонно относительно плоскости основания от передней кромки основания по направлению к задней кромке основания. Внешняя поверхность выступа также включает промежуточную внешнюю поверхность выступа, разнесенную от плоскости основания и простирающуюся наклонно от передней внешней поверхности выступа. Внешняя поверхность выступа также включает заднюю внешнюю поверхность выступа, простирающуюся наклонно от промежуточной внешней поверхности выступа и заканчивающуюся у задней кромки основания так, что задняя внешняя поверхность выступа, проходя от промежуточной внешней поверхности выступа, сближается с плоскостью основания.
В соответствии с другим вариантом осуществления, фиксирующий выступ для землеройного наконечника включает основание выступа, имеющее обвод основания, причем, по меньшей мере, часть обвода основания может лежать в плоскости основания. Обвод основания включает переднюю кромку основания и заднюю кромку основания, напротив передней кромки основания. Фиксирующий выступ также включает внешнюю поверхность выступа, разнесенную от основания выступа и простирающуюся от передней кромки основания до задней кромки основания. Внешняя поверхность выступа включает переднюю внешнюю поверхность выступа, простирающуюся наклонно относительно плоскости основания от передней кромки основания по направлению к задней кромке основания. Внешняя поверхность выступа дополнительно включает заднюю внешнюю поверхность выступа, простирающуюся наклонно относительно передней внешней поверхности выступа так, что задняя внешняя поверхность выступа убывает по конусу относительно передней внешней поверхности выступа по направлению к плоскости основания.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления, фиксирующий выступ для землеройного наконечника включает основание выступа, имеющее обвод основания, причем, по меньшей мере, часть обвода основания может лежать в плоскости основания. Обвод основания включает переднюю кромку основания и заднюю кромку основания, напротив передней кромки основания. Фиксирующий выступ также включает внешнюю поверхность выступа, разнесенную от основания выступа и простирающуюся от передней кромки основания до задней кромки основания. Внешняя поверхность выступа включает переднюю внешнюю поверхность выступа, простирающуюся наклонно относительно плоскости основания от передней кромки основания по направлению задней кромки основания. Внешняя поверхность выступа дополнительно включает заднюю внешнюю поверхность выступа, простирающуюся наклонно относительно передней внешней поверхности выступа так, что задняя внешняя поверхность выступа убывает по конусу относительно передней внешней поверхности выступа по направлению к плоскости основания. Передняя внешняя поверхность выступа и/или задняя внешняя поверхность выступа содержат покрытие из стойкого к истиранию материала.
Краткое описание фигур
На фиг. 1 представлен вид в перспективе примера осуществления землеройного оборудования и примера осуществления сборки зубов землеройного оборудования.
На фиг. 2 представлен вид в перспективе примера осуществления сборки зубов землеройного оборудования.
На фиг. 3 представлен вид сбоку примера осуществления, изображенного на фиг. 2.
На фиг. 4 представлен вид сверху примера осуществления, изображенного на фиг. 2.
На фиг. 5 представлен вид спереди примера осуществления, изображенного на фиг. 2.
На фиг. 6 представлен подробный вид сбоку примера осуществления фиксирующего выступа.
На фиг. 7 представлен вид сверху примера осуществления фиксирующего выступа, изображенного на фиг. 6.
На фиг. 8 представлен вид спереди примера осуществления фиксирующего выступа, изображенного на фиг. 6.
На фиг. 9 представлен вид сбоку примерной сборки зубов орудий для земляных работ, показывающий перемещение обрабатываемого материала по всем сторонам сборки зубов орудия для земляных работ.
На фиг. 10 схематически представлена примерная система для создания трехмерной модели сборки зубов орудий для земляных работ.
Подробное описание изобретения
Описанные здесь примерные фиксирующие выступы могут использоваться с любыми сборками зубов орудий для земляных работ для любого землеройного оборудования. Например, примерные фиксирующие выступы могут использоваться со сборками зубов орудий для земляных работ для выемки и/или погрузки грунта, например, для ковшей погрузчиков и/или экскаваторов независимо от размера. Например, сборки зубов орудий для земляных работ могут выполняться таким образом, чтобы способствовать врезанию орудия в обрабатываемый материал, например, грунт, скальную породу и/или другие материалы. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, фиксирующие выступы способны увеличить срок службы сборки зубов орудий для земляных работ и/или рабочих орудий, к которым присоединяются сборки зубов орудий для земляных работ.
На фиг. 1 представлен примерный узел 10 землеройного оборудования, содержащий ковш 12, который может использоваться для выемки и/или перемещения обрабатываемого материала из одного места в другое, например, из кучи в грузовик, сконфигурированный для перемещения материала в другой место нахождения. В показанном примере осуществления ковш 12 включает в себя днище 14, образующее приемную емкость 16 для удержания материала. Примерный ковш 12 также включает пару противоположных боковых пластин 18, соединенных с днищем 14 и соответствующими кронштейнами 20 на входных кромках боковых пластин 18. Согласно показанному примерному варианту осуществления, ковш 12 также включает в себя соответствующие угловые ограждения 22, способные защищать части кронштейнов 20 ближайшие к месту прикрепления кромки основания 24 ковша 12.
В показанном примерном варианте осуществления, ковш 12 включает в себя несколько сборок 26 защитных устройств режущей кромки на кромке основания 24 и несколько сборок зубов 28 орудий для земляных работ. Сборки 26 защитных устройств режущей кромки и сборки зубов 28 орудий для земляных работ располагаются на кромке основания 24 попеременно, например, как показано на фиг. 1. Сборки 26 защитных устройств режущей кромки и сборки зубов 28 орудий для земляных работ выполняются для защиты кромки основания 24 и/или содействия врезанию ковша 12 в обрабатываемый материал.
На фиг. 2 представлен вид в перспективе примера осуществления сборки зубов 28 землеройного оборудования. В показанном примерном варианте осуществления, сборка зуба 28 содержит: адаптер 30, выполненный для соединения с кромкой основания 24 ковша 12; и землеройный наконечник 32, выполненный для соединения с адаптером 30. Например, адаптер 30 содержит верхнюю прижимную планку 34 и нижнюю прижимную планку 36, выполненные для облегчения соединения адаптера 30 с кромкой основания 24. Верхняя прижимная планка 34 и/или нижняя прижимная планка 36 могут соединяться с кромкой основания 24 (см. фиг. 3) с любым известным способом соединения, например, крепежными элементами (т.е. болтами и заклепками), клейкими веществами и/или сваркой таким образом, чтобы исключить перемещение адаптера 30 и кромки основания 24 ковша 12 относительно друг друга во время использования.
Землеройный наконечник 32 может подвергаться значительному ударному воздействию и абразивному износу в результате взаимодействия с обрабатываемым материалом и, следовательно, подвержен большему износу и повреждению, чем адаптер 30. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, землеройный наконечник 32 может соединяться с адаптером 32, изнашиваться до заданного уровня и заменяться без замены адаптера 30. В конечном итоге адаптер 30 также изнашивается до заданного уровня и после этого заменяется без замены ковша 12 или других частей узла 10 землеройного оборудования. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, как минимум один адаптер 30 и землеройный наконечник 32 могут содержать показанную проушину 37 для облегчения подъема и перемещения адаптера 30 и/или землеройного наконечника 32, например, подъемником или другим приспособлением.
Примерный адаптер 30, показанный на фиг. 1-5 содержит систему фиксации землеройного наконечника 32 на адаптере 30 во время использования. Например, примерный адаптер 30 содержит промежуточный участок 38, соединяющий верхнюю прижимную планку 34 и нижнюю прижимную планку 36 с оголовком 40 адаптера 30. Согласно показанному примерному варианту осуществления, оголовок 40 содержит выступы 42 на противоположных сторонах оголовка 40. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, оголовок 40 и выступы 42 адаптера 30 способны вмещаться в полый участок землеройного наконечника 32 таким образом, что выступы 42 на противоположных сторонах оголовка 40 вмещаются в соответствующие фиксирующие отверстия 44 землеройного наконечника 32. В соответствии с данным примерным вариантом осуществления, землеройный наконечник 32 может по выбору крепиться к адаптеру 30 и сниматься с него. В соответствии с такими вариантами осуществления, землеройный наконечник 32 может устанавливаться на адаптер 30, эксплуатироваться до требуемой степени износа, сниматься и заменяться новым или отремонтированным землеройным наконечником, имеющим ту же самую, аналогичную или другую конфигурацию, в зависимости от требуемых параметров наконечника. Предполагаются другие варианты соединения землеройного наконечника 32 с адаптером 30.
Пример осуществления землеройного наконечника 32, изображенный на фиг. 1-5, выполнен для выемки и/или перемещения абразивных обрабатываемых материалов, например, материалов с относительно высоким содержание песка и/или горных пород. Например, пример осуществления, изображенный на фиг. 1 5 выполняется таким образом, чтобы продемонстрировать повышенную устойчивость к износу в условиях работы с абразивными материалами, по сравнению с некоторыми другими землеройными наконечниками.
Пример осуществления землеройного наконечника 32, изображенный на фиг. 1-5, включает заднюю кромку 46, включающую верхнюю заднюю кромку 48 и нижнюю заднюю кромку 50, разделенные противоположными боковыми задними кромками 52. Землеройный наконечник 32 также включает переднюю кромку 54 на противоположном конце землеройного наконечника 32, в продольном направлении от задней кромки 46. Землеройный наконечник 32 также включает верхнюю внешнюю поверхность 56, простирающуюся от верхней задней кромки 48 к передней кромке 54. Например, верхняя внешняя поверхность 56 может простираться до передней кромки 54. Примерный землеройный наконечник 32 также включает нижнюю внешнюю поверхность 58, простирающуюся от нижней задней кромки 50 к передней кромке 54. Например, нижняя внешняя поверхность 58 может простираться до передней кромки 54. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, верхняя внешняя поверхность 56 и нижняя внешняя поверхность 58 могут сходиться друг с другом, образуя переднюю кромку 54. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, передняя кромка 54 может быть по существу прямой в направлении, по существу перпендикулярном продольной оси Х землеройного наконечника 32. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, передняя кромка 54 может включать в два или более сегмента, которые соприкасаются и образуют небольшой острый конец, например, с небольшим углом относительно друг друга.
В соответствии с примером осуществления, изображенном на фиг. 1-5, нижняя внешняя поверхность 58 землеройного наконечника 32 содержит передний участок 60 нижней поверхности, простирающийся от передней кромки 54 к нижней задней кромке 50 и оканчивающийся на переходном участке 62 нижней поверхности. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, передний участок 60 нижней поверхности по существу является плоским. Как показано на фиг. 3, передний участок 60 нижней поверхности параллелен продольной оси X землеройного наконечника 32. Примерная нижняя внешняя поверхность 58 также включает задний участок 64 нижней поверхности, простирающийся от переходного участка 62 нижней поверхности к нижней задней кромке 50. В соответствии с показанным примером осуществления передний участок 60 нижней поверхности включает поверхность 66 переднего участка, простирающуюся в первом направлении, а задний участок 64 нижней поверхности включает задний участок 67 поверхности, простирающийся во втором направлении.
Например, в примере осуществления, показанном на фиг. 1-5, первое направление и второе направление определяют угол α, так что задний участок 64 нижней поверхности простирается в направлении верхней внешней поверхности 56. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления задний участок 64 нижней поверхности по существу является плоским и может неотрывно простираться по направлению к верхней внешней поверхности 56 и оканчиваться на нижней задней кромке 50. Например, переходной участок 62 нижней поверхности может изгибаться под углом или по дуге таким образом, что первое направление и второе направление образуют угол α, составляющий от 181°до 220°. Например, угол α может составлять от 181° до 200°, или от 181° до 190°. Например, угол α может составлять от 184° до 190°. Величина угла α выбирается на основе параметров, например: требуемой плотности посадки между землеройным наконечником 32 и адаптером 30; количества обрабатываемого материала, подвергающего землеройный наконечник 32 износу; влияния перемещения обрабатываемого материала при врезании на землеройный наконечник 32; при извлечении землеройного наконечника 32 из обрабатываемого материала; влияния перемещения обрабатываемого материал на землеройный наконечник 32 при перемещении назад (то есть в направление обратном передней кромке).
Например, как показано на фиг. 3 со ссылкой на передний участок 60 нижней поверхности и продольную ось X, задний участок 64 нижней поверхности образует угол α, составляющий от 184 до 190° относительно переднего участка 60 нижней поверхности и продольной оси X. Данное убывание по конусу нижней внешней поверхности 58 по направлению к верхней внешней поверхности 56 землеройного наконечника 32 простирается к задней кромке 46 и может привести к уменьшению сопротивления при перемещении обрабатываемого материала, когда землеройный наконечник 32 перемещается назад (например, как показано на фиг. 3, где обрабатываемый материал перемещается в направлении стрелки A). Кроме того, убывание по конусу поверхности приводит к увеличению срока службы землеройного наконечника 32 за счет уменьшения износа заднего участка 64 нижней поверхности, возникающего в результате перемещения землеройного наконечника 32 из грунта в обратном направлении.
В примере осуществления, изображенном на фиг. 1-5, верхняя задняя кромка 48 имеет ширину WURE верхней задней кромки между противоположными углами 68 верхней задней кромки, а нижняя задняя кромка 50 имеет ширину WLRE нижней задней кромки между противоположными углами 70 нижней задней кромки. Примерная передняя кромка 54 имеет ширину WFE передней кромки между противоположными углами 72 передней кромки. В соответствии с примером осуществления, изображенном на фиг. 1-5, ширина WFE передней кромки больше ширины WLRE нижней задней кромки. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, ширина WURE верхней задней кромки может быть по существу равной, больше или меньше ширины WLRE нижней задней кромки, в зависимости, например, от требуемых параметров землеройного наконечника 32.
В примере осуществления, изображенном на фиг. 1-5, землеройный наконечник 32 содержит противоположные нижние боковые фланцы 74, простирающиеся от соответствующих углов 72 передней кромки до соответствующих углов 70 задней нижней кромки. Примерные нижние боковые фланцы 74 простираются в боковом направлении относительно соответствующих противоположных боковых поверхностей 76 землеройного наконечника 32. Например, верхняя внешняя поверхность 56 включает задний участок 78 верхней поверхности, простирающийся от верхней задней кромки 48 к передней кромке 54 и заканчивающийся у переходного участка 80 верхней поверхности. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, задний участок 78 верхней поверхности по существу является плоским. Примерный задний участок 78 верхней поверхности включает в себя противоположные боковые кромки 82 верхней поверхности, простирающиеся от соответствующих верхних задних кромок углов 68 к передней кромке 54. Противоположные боковые поверхности 76 простираются от соответствующих боковых кромок 82 верхней поверхности к нижней внешней поверхности 58. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, боковые поверхности 76 по существу являются плоскими. Примерные нижние боковые фланцы 74 включают соответствующие нижние кромки 84 фланца, простирающиеся от соответствующих углов 72 передней кромки до соответствующих углов 70 нижней задней кромки. Примерные нижние боковые фланцы 74 также включают в себя соответствующие боковые поверхности 86 фланца, простирающиеся от соответствующих нижних кромок 84 фланца к верхней внешней поверхности 56 и заканчивающиеся у верхних кромок 88 фланца. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, боковые поверхности 86 фланца по существу являются плоскими. Примерные нижние боковые фланцы 74 дополнительно включают соответствующие возвратные поверхности 90, простирающиеся от соответствующих верхних кромок 88 фланца к соответствующим боковым поверхностям 76. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, возвратные поверхности 90 по существу являются плоскими. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, верхние кромки 88 фланца заканчиваются в промежуточной точке 92, немного не достигающей передней кромки 54.
Например, как показано на фиг. 3, со ссылкой на передний участок 60 нижней поверхности и продольную ось X, высота h боковых поверхностей 86 фланца уменьшается, когда нижние боковые фланцы 74 простираются по направлению к задней кромке 46 землеройного наконечника 32. Например, верхние кромки 88 фланца по существу параллельны (в пределах плюс или минус 5°) относительно переднего участка 60 нижней поверхности и продольной оси X. Данное примерное исполнение приводит к тому, что нижние боковые фланцы 74 сужаются по мере их простирания к задней кромке 46. Это ведет к уменьшению сопротивления при перемещении обрабатываемого материала, когда землеройный наконечник 32 перемещается назад. Кроме того, убывание по конусу поверхности приводит к увеличению срока службы землеройного наконечника 32 за счет уменьшения износа заднего участка 64 нижней поверхности, возникающего в результате перемещения землеройного наконечника 32 из грунта в обратном направлении.
Как показано на фиг. 4, нижние боковые фланцы 74 также сужаются по мере их простирания от углов 72 передней кромки в направлении углов 70 нижней задней кромки. Например, боковые поверхности 86 фланца образуют угол β относительно продольной оси X, составляющий от 1° до 10°, например, от 3° до 7°. Величина угла β выбирается на основе параметров, например: требуемой плотности посадки между землеройным наконечником 32 и адаптером 30; количества обрабатываемого материала, подвергающего землеройный наконечник 32 износу; влияния перемещения обрабатываемого материала при врезании на землеройный наконечник 32; при извлечении землеройного наконечника 32 из обрабатываемого материала; влияния перемещения обрабатываемого материал на землеройный наконечник 32 при перемещении назад (то есть в направление обратном передней кромке).
Как показано на фиг. 4, боковые поверхности 76 убывают по конусу по мере их простирания от верхних задних кромок углов 68 в направлении углов 72 передней кромки. Например, боковые поверхности 76 образуют угол γ относительно продольной оси X, составляющий от 1° до 10°, например, от 3° до 7°. Данное убывание по конусу боковых поверхностей 76 способствует врезанию землеройного наконечника 32 в обрабатываемый материал.
В примере осуществления, изображенном на фиг. 1-5 верхняя внешняя поверхность 56 включает передний участок 94 верхней поверхности, простирающийся от переходного участка 80 верхней поверхности к передней кромке 54. Как показано на фиг. 3, со ссылкой на передний участок 60 нижней поверхности и продольную ось X, передний участок 94 верхней поверхности образует угол δ относительно переднего участка нижней поверхности и продольной оси X, составляющий от 20° до 40°, от 25° до 35° или от 28° до 32°. Величина угла δ выбирается на основе параметров, например, требуемое усилие врезания в обрабатываемый материал и/или требуемая долговечность до предельного износа. Как показано на фиг. 3, передний участок 94 верхней поверхности образует угол θ относительно заднего участка 78 верхней поверхности, составляющий от 181° до 195°, от 181° до 190° или от 186° до 190°. Это приводит к тому, что верхняя внешняя поверхность 56 убывает по конусу по мере ее простирания по направлению к задней кромке 46 землеройного наконечника 32. Данное примерное исполнение способствует врезанию землеройного наконечника 32 в обрабатываемый материал.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, передний участок 94 верхней поверхности включает противоположные поверхности 96 с рельефным углублением, простирающиеся от переходного участка 80 верхней поверхности к передней кромке 54 и заканчивающиеся у соответствующих срезов у торца 98. Например, поверхности 96 с рельефным углублением включают первую поверхность 100 с рельефным углублением, оканчивающуюся на первом срезе у торца 102, и вторую поверхность 104 с рельефным углублением, простирающуюся от переходного участка 80 верхней поверхности к передней кромке 54 и оканчивающуюся на втором срезе у торца 106.
Пример осуществления поверхности 96 с рельефным углублением, изображенный на фиг. 1-5, включает вогнутый криволинейный участок 97 и выпуклый криволинейный участок 99. Например, как показано на фиг. 3, вогнутый участок 97 обычно выполняется в виде дуги окружности, один конец которой заканчивается, по существу, касательной относительно возвратных поверхностей 90 нижних боковых фланцев 74, а другой конец переходит в выпуклый участок 99. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, окружность имеет радиус, составляющий, например, от 20% до 50% расстояния от передней кромки 54 до верхней задней кромки 48 землеройного наконечника 32. Например, радиус может составлять от 25% до 40%, от 25% до 35% или от 30% до 35% расстояния от передней кромки 54 до верхней задней кромки 48 землеройного наконечника 32.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, поверхности 96 с рельефным углублением выполняются таким образом, чтобы поддерживать заостренность землеройного наконечника 32 по мере ее износа. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, поверхности 96 с рельефным углублением выполняются таким образом, чтобы направлять обрабатываемый материал поверх сборки зубов 28 землеройного оборудования и в ковш 12.
В примере осуществления, изображенном на фиг. 1-5, первая и вторая поверхности 100 и 104 с рельефным углублением отделены друг от друга центральным ребром 108, простирающимся от переходного участка 80 верхней поверхности к передней кромке 54. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, например, как показано на фиг. 5, центральное ребро 108 может иметь ширину WCR, а поверхности 96 с рельефным углублением могут иметь общую среднюю ширину (то есть сумму из средней ширины WRS первой и второй поверхностей 100 и 104 с рельефным углублением), так что общая средняя ширина WRS составит от 50% до 90% ширины WCR центрального ребра 108. Например, общая средняя ширина WRS может составлять от 60% до 80% ширины WCR, от 65% до 75% или от 70% до 75% ширины WCR.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, центральное ребро 108 выполняется для упрочнения землеройного наконечника 32, тогда как поверхности 96 с рельефным углублением предназначены для облегчения перемещения материала вокруг землеройного наконечника 32. Относительная ширина центрального ребра 108 и поверхностей 96 с рельефным углублением выбирается на основе параметров, например, требуемая прочность землеройного наконечника 32 и требуемого объема перемещения материала вокруг землеройного наконечника 32.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, первая и вторая поверхности 100 и 104 с рельефным углублением заканчиваются, немного не достигая передней кромки 54. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, первая и вторая поверхности 102 и 104 с рельефным углублением и нижние боковые фланцы 74 заканчиваются, немного не достигая передней кромки 54 так, что долото формируется центральным ребром 108 и передней кромкой 54, причем долото у передней кромки 54 шире, чем центральное ребро 108. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, долото и центральное ребро 108 могут иметь общую плоскость, например, как показано на фиг. 2-5. Форма долота способна улучшить врезание землеройного наконечника 32 в обрабатываемый материал, а также увеличить срок службы изнашиваемого землеройного наконечника 32.
В примере осуществления, изображенном на фиг. 1-5 также представлены противолежащие фиксирующие выступы 110, окружающие соответствующие фиксирующие отверстия 44. Фиксирующие выступы 110 выдаются из соответствующих боковых поверхностей 76 и служат для защиты фиксирующих отверстий 44 и/или выступов 42 адаптера 30 от повреждений, возникающих в результате перемещения обрабатываемого материала мимо землеройного наконечника 32, когда землеройный наконечник 32 врезается и вытаскивается из обрабатываемого материала. Это позволяет по мере необходимости крепить и снимать землеройный наконечник 32 с адаптера 30 даже после того, как землеройный наконечник 32 изношен до состояния, предполагающего замену. В показанном примере осуществления, фиксирующие выступы 110 включают в себя нижние кромки выступа 112, а нижние боковые фланцы 74 и нижние кромки выступа 112 соответствующих фиксирующих выступов 110 образуют соответствующие каналы 114 для перемещения обрабатываемого материала. Например, нижние кромки выступа 112 и возвратные поверхности 90 нижних боковых фланцев 74 могут выполняться параллельными, способствуя перемещению обрабатываемого материала по каналам 114.
Хотя фиксирующий выступ 110 показан как часть примерной сборки зубов 28 землеройного оборудования и примерного землеройного наконечника 32, показанных на фиг. 1-5, фиксирующий выступ 110 может использоваться для всех или части сборки зубов орудий для земляных работ и землеройных наконечников, имеющих разное исполнение.
Как показано на фиг. 6-8, фиксирующий выступ 110 включает основание выступа 118, имеющее обвод 120 основания. В соответствии с примером осуществления, изображенном на фиг. 6-8, по меньшей мере, часть обвода 120 основания лежит в плоскости P основания (см. фиг. 7). Обвод 120 основания включает переднюю кромку 122 основания и заднюю кромку 124 основания, напротив передней кромки основания 122. Фиксирующий выступ 110 также включает внешнюю поверхность 126 выступа, разнесенную от основания выступа 118 и простирающуюся от передней кромки 122 основания до задней кромки 124 основания. Как показано на фиг. 6-8, внешняя поверхность 126 выступа включает переднюю внешнюю поверхность 128 выступа, простирающуюся наклонно относительно плоскости P основания от передней кромки 122 основания по направлению к задней кромке 124 основания. Внешняя поверхность 126 выступа дополнительно включает заднюю внешнюю поверхность 130 выступа, простирающуюся наклонно относительно передней внешней поверхности 128 выступа так, что задняя внешняя поверхность 130 выступа убывает по конусу относительно передней внешней поверхности 128 выступа по направлению к плоскости P основания. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, как показано на фиг. 6 и 7, внешняя поверхность 126 выступа также включает промежуточную внешнюю поверхность 132 выступа, разнесенную от плоскости P основания и простирающуюся наклонно от передней внешней поверхности 128 выступа. Задняя внешняя поверхность 130 выступа простирается наклонно от промежуточной внешней поверхности 132 выступа и заканчивается у задней кромки 124 основания так, что задняя внешняя поверхность 130 выступа, проходя от промежуточной внешней поверхности 132 выступа, сближается с плоскостью P основания. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, как минимум одна из: передней внешней поверхности 128 выступа, промежуточной внешней поверхности 132 выступа и задней внешней поверхности 130 выступа могут быть, по существу, плоскими, за исключением того, что передняя внешняя поверхность 128 выступа, промежуточная внешняя поверхность 132 выступа и задняя внешняя поверхность 130 выступа встречаются друг с другом в месте, где переход между внешними поверхностями выступа может образовывать угол или криволинейный переход.
В примере осуществления, изображенном на фиг. 6-8, передняя кромка 122 основания или задняя кромка 124 основания лежат в плоскости P основания. Например, в показанном примерном варианте осуществления передняя кромка 122 основания и задняя кромка 124 основания лежат в плоскости P основания. Примерный обвод 120 основания также включает верхнюю боковую кромку 134 и нижнюю боковую кромку 136 напротив верхней боковой кромки 134. Каждая из примерных верхних и нижних боковых кромок 134 и 136 простирается от передней кромки 122 основания до задней кромки 124 основания. Верхняя боковая кромка 134 или нижняя боковая кромка 136 лежат в плоскости P основания. Например, и верхняя боковая кромка 134 и нижняя боковая кромка 136 лежат в плоскости P основания.
В соответствии с примером осуществления, изображенном на фиг. 6-8, верхние и нижние боковые кромки 134 и 136 криволинейны. Например, относительно оси F, перпендикулярной передней кромке 122 основания, верхняя боковая кромка 134 включает переднюю верхнюю боковую кромку 138, простирающуюся наклонно от передней кромки 122 основания к задней кромке 124 основания под острым углом μ относительно оси F. Примерная верхняя боковая кромка 134 также включает верхнюю криволинейную переходную кромку 140 и заднюю верхнюю боковую кромку 142, причем задняя верхняя боковая кромка 142 простирается наклонно относительно оси G и перпендикулярно задней кромке 124 основания. В показанном примере осуществления, задняя верхняя боковая кромка 142 встречается с задней кромкой 124 основания под острым углом φ относительно оси G. Например, нижняя боковая кромка 136 включает переднюю нижнюю боковую кромку 144, простирающуюся наклонно от передней кромки 122 основания к задней кромке 124 основания под острым углом λ относительно оси F. Примерная нижняя боковая кромка 136 также включает нижнюю криволинейную переходную кромку 146 и заднюю нижнюю боковую кромку 148, причем задняя нижняя боковая кромка 148 простирается наклонно относительно оси G . В показанном примере осуществления, задняя нижняя боковая кромка 148 встречается с задней кромкой 124 основания под острым углом ω относительно оси G. Угол μ может составлять от 10° до 30° или от 15° до 20°. Угол φ может составлять от нуля до 10° или от нуля до 5°. Угол λ может составлять от 15° до 30° или от 20° до 25°. Угол ω может составлять от 10° до 30° или от 15° до 20°.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, внешняя поверхность 126 выступа может соответствовать обводу 120 основания, если смотреть перпендикулярно плоскости P основания, и как показано на фиг. 6, за исключением того, что внешняя поверхность 126 выступа немного меньше обвода 120 основания. Например, входная кромка передней внешней поверхности 128 выступа может совпадать с передней кромкой 122 основания, а выходная кромка задней внешней поверхности 130 выступа по существу совпадать с задней кромкой 124 основания. Однако, как показано на фиг. 6, передняя внешняя поверхность 128 выступа, промежуточная внешняя поверхность 132 выступа и задняя внешняя поверхность 130 выступа, рассматриваемые перпендикулярно плоскости P основания, простираются не до конца верхней боковой кромки 134 и нижней боковой кромки 136. Скорее, верхняя боковая поверхность 147 может убывать по конусу между внешней поверхностью 126 выступа и верхней боковой кромкой 134, а нижняя боковая поверхность 149 может убывать по конусу между внешней поверхностью 126 выступа и нижней боковой кромкой 136.
Согласно показанному примеру осуществления ось F и ось G наклонены относительно друг друга. Например, ось F и ось G могут образовывать угол ε относительно друг друга, составляющий от 155° до 175° или от 160° до 170°. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, ось F и ось G параллельны и/или коллинеарны относительно друг друга.
Как показано на фиг. 6-8, примерный фиксирующий выступ дополнительно включает фиксирующее отверстие 44, простирающееся через фиксирующий выступ 110. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, фиксирующее отверстие 44 простирается через промежуточную внешнюю поверхность 132 выступа. Примерное фиксирующее отверстие 44 включает в себя передний участок 150 отверстия и задний участок 152 отверстия. Примерный передний участок 150 отверстия и примерный задний участок 152 отверстия имеют полукруглую форму, причем передний участок 150 отверстия имеет больший диаметр, чем задний участок 152 отверстия. Предлагаются другие варианты исполнения фиксирующего отверстия 44.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, поперечное сечение примерного фиксирующего выступа 110, перпендикулярно плоскости P основания, включает, по меньшей мере, три стороны. Например, передняя внешняя поверхность 128 выступа и задняя внешняя поверхность 130 выступа образуют, по меньшей мере, две из трех сторон, причем плоскость P основания образует дополнительную сторону. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, поперечное сечение примерного фиксирующего выступа 110, перпендикулярно плоскости P основания, включает, по меньшей мере, четыре стороны. Например, как показано на фиг. 7, поперечное сечение фиксирующего выступа 110 перпендикулярно плоскости P основания, включает в себя четыре стороны, причем плоскость P основания образует дополнительную сторону. Например, передняя внешняя поверхность 128 выступа, промежуточная внешняя поверхность 132 выступа и задняя внешняя поверхность 130 выступа образуют, по меньшей мере, три из четырех сторон. Как показано, поперечное сечение примерного фиксирующего выступа 110 включает два острых угла ν и ρ, и два тупых угла ψ и σ, причем два тупых угла образуются передней внешней поверхностью 128 выступа, промежуточной внешней поверхностью 132 выступа и задней внешней поверхностью 130 выступа. В показанном примере осуществления, передняя кромка 122 основания и задняя кромка 124 основания наклонены относительно друг друга, если смотреть перпендикулярно к плоскости P основания. Например, передняя кромка 122 основания и задняя кромка 124 основания могут образовывать угол относительно друг друга, составляющий от 5° до 25° или от 10° до 20°.
Как показано на фиг. 7, передняя внешняя поверхность 128 выступа и промежуточная внешняя поверхность 132 выступа образуют тупой угол ψ, а промежуточная внешняя поверхность 132 выступа и задняя внешняя поверхность 130 выступа образуют тупой угол σ. Угол ψ может составлять от 140° до 160° или от 145° до 155°. Угол σ может составлять от 145° до 175° или от 155° до 165°. Передняя внешняя поверхность 128 выступа и плоскость P основания образуют острый угол ν, а задняя внешняя поверхность 130 выступа и плоскость P основания образуют острый угол ρ. Угол ν может составлять от 15° до 30° или от 20° до 25°. Угол ρ может составлять от 15° до 30° или от 20° до 25°.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, по меньшей мере, передняя внешняя поверхность 128 выступа или промежуточная внешняя поверхность 132 выступа, или задняя внешняя поверхность 130 выступа могут содержать покрытие из стойкого к истиранию материала. Например, передняя внешняя поверхность 128 выступа или промежуточная внешняя поверхность 132 выступа, или задняя внешняя поверхность 130 выступа могут иметь покрытие (частичное или полное) из стойкого к истиранию материала, способное увеличить срок службы фиксирующего выступа 110. Например, передняя внешняя поверхность 128 выступа может иметь покрытие из стойкого к истиранию материала. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, только часть передней внешней поверхности 128 выступа может иметь покрытие из стойкого к истиранию материала. Материалы стойкие к истиранию могут представлять собой: керамику, корундовую керамику, карбидокремниевую керамику, диоксидциркониевую керамику, литой базальт, победит, закаленные металлы, наплавленные слои сварного шва и любые другие материалы, обладают стойкостью к истиранию.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, передняя внешняя поверхность 128 выступа или промежуточная внешняя поверхность 132 выступа, или задняя внешняя поверхность 130 выступа могут включать в себя маркировки, представляющие собой фирменную символику (или происхождение детали), код детали и/или номер модификации детали (например, код версии детали). Например, передняя внешняя поверхность 128 выступа может включать в себя маркировку с фирменной символикой, а задняя внешняя поверхность 130 выступа может включать код детали и/или номер модификации детали.
На фиг. 9 представлен вид сбоку примерной сборки 28 зубов орудий для земляных работ, показывающий перемещение обрабатываемого материала по всем сторонам сборки 28 зубов орудия для земляных работ. Как показано стрелками B, при врезании сборки 28 зубов орудий для земляных работ в обрабатываемый материал, часть обрабатываемого материала перемещается поверх землеройного наконечника 32, поверх адаптера 30, поверх кромки 24 основания и в ковш 12. Как показано стрелками C, часть обрабатываемого материала, которая не перемещается поверх сборки 28 зубов орудий для земляных работ, вместо этого перемещается вокруг сборки 28 зубов орудий для земляных работ. Как показано, примерный фиксирующий выступ 110 помогает перемещению вокруг фиксирующего выступа 110, тем самым способствуя перемещению обрабатываемого материала от (над и под) кромки 24 основания ковша 12, снижая тем самым степень износа кромки 24 основания. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 9, землеройный наконечник 32 включает в себя нижние боковые фланцы 74, которые в сочетании с фиксирующими выступами 110 образуют каналы 114, по которым может перемещаться обрабатываемый материал, тем самым содействуя направлению обрабатываемого материала под кромку 24 основания. Данное примерное исполнение дополнительно способствует снижению износа кромки 24 основания ковша 12.
Промышленная применимость
Приведенные здесь фиксирующие выступы могут использоваться с любыми сборками зубов орудий для земляных работ для машин, которые содержат землеройное оборудование, включая рабочие орудия, способные врезаться проникновения в грунт, песок, гравий, скальную породу и другие материалы. Например, примерные фиксирующие выступы могут использоваться со сборками зубов орудий для земляных работ для выемки и/или погрузки грунта, например, для ковшей погрузчиков и/или экскаваторов. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, фиксирующие выступы способны увеличить срок службы рабочих орудий, к которым они присоединяются. Например, они способны защитить кромку основания рабочего орудия, например, путем направления обрабатываемого материала (например, грунта и/или скальной породы) поверх и вокруг кромки основания. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления фиксирующие выступы способны защитить систему фиксации, которая соединяет землеройный наконечник с адаптером сборки зубов орудий для земляных работ. Например, фиксирующие выступы способны защитить систему фиксации, направляя обрабатываемый материал в сторону от системы фиксации. Кроме того, фиксирующие выступы, включающие стойкий к истиранию материал, более устойчивы к износу и/или повреждению. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления фиксирующие выступы облегчают размещение маркировок на сборке зубов орудий для земляных работ, относящиеся, например, к фирменной символике, коду детали и/или номеру модификации детали.
Описанные фиксирующие выступы могут изготавливаться с использованием обычных технологий, например, литьем или прессованием в пресс-форме. Кроме того, описанные фиксирующие выступы могут изготавливаться с использованием обычных технологий, обычно называемых технология послойной печати или аддитивная технология. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, фиксирующие выступы могут изготавливаться в виде отдельной детали от землеройного наконечника. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, фиксирующие выступы могут изготавливаться в виде цельной или составной детали от землеройного наконечника. Известная технология послойной печати или аддитивная технология включает в себя трехмерную печать. Трехмерная печать представляет собой способ, в котором материал под управлением компьютера укладывается последовательными слоями. Компьютер управляет оборудованием трехмерной печати, которое укладывает последовательные слои в соответствии с трехмерной моделью (например, цифровым файлом, таким как файл AMF или STL), которая преобразуется во множество срезов, по существу, в двумерные срезы, каждый из которых представляет собой изготовляемый поперечный слой фиксирующих выступов. В одном случае, раскрытые фиксирующие выступы будут представлять собой оригинал, а процесс 3D-печати будет использоваться для их изготовления. В других случаях процесс 3D-печати используется для копирования существующих фиксирующих выступов, а скопированные фиксирующие выступы можно продавать как запасные части. Эти скопированные фиксирующие выступы могут представлять собой точные копии оригиналов или представлять собой псевдокопии, отличающиеся только некритическими параметрами.
Трехмерная модель 200, со ссылкой на фиг. 10, используемая для представления исходного фиксирующего выступа 110, может храниться на машиночитаемом носителе 202, например, магнитном носителе, включая гибкий диск, жесткий диск или магнитную ленту; полупроводниковом запоминающем устройстве, например, твердотельном диске (SSD) или флэш-памяти; оптическом носителе; магнитооптическом диске; или другом типе физической памяти, на которой может храниться информация или данные, считываемые, по меньшей мере, одним процессором. Данный носитель может использоваться в продаваемых 3D-принтерах 204, применяемых для изготовления фиксирующего выступа. Кроме того, трехмерная модель может передаваться электронным способом в 3D-принтер 204 потоковым способом без постоянного хранения не месте расположения 3D-принтера 204. В любом случае, трехмерная модель представляет собой набор цифровых данных изображающих фиксирующие выступы, пригодный для использования при изготовлении фиксирующих выступов.
Трехмерная модель создается несколькими известными способами. В общем случае, трехмерная модель создается путем ввода данных 206, описывающих фиксирующие выступы, в компьютер или процессор 208, например, облачную операционную систему. Затем данные используются в трехмерной модели, представляющей физические фиксирующие выступы. Трехмерная модель предназначена для изготовления фиксирующих выступов. В примере осуществления, трехмерная модель подходит для изготовления фиксирующих выступов методом трехмерной печати.
В примере осуществления, представленном на фиг. 10, ввод данных может осуществляться помощью 3D-сканера 210. Данный способ представляет собой соприкосновение приемного устройства с фиксирующим выступом 110 и считывание данных для создания трехмерной модели. Например, 3D-сканер 210 представляет собой сканер контактного типа. Отсканированные данные вводятся в программу 3D моделирования для подготовки цифрового набора данных. В некоторых вариантах осуществления, соприкосновение происходит посредством прямого физического контакта с использованием координатно-измерительной машины, которая измеряет физическую структуру фиксирующего выступа 110 путем соприкосновения зонда с поверхностями фиксирующего выступа 110 для создания трехмерной модели. В других вариантах осуществления 3D сканер 210 может представлять собой бесконтактный сканер, а сканирование осуществляться направлением энергии (например, световой или ультразвуковой энергии) на фиксирующий выступ 110 подлежащий копированию и приемом отраженной энергии. Компьютер использует отраженную энергию для создания машиночитаемой трехмерной модели и изготовления фиксирующего выступа110. В различных вариантах осуществления, многократные двумерные изображения могут использоваться для создания трехмерной модели. Например, 2D фрагменты трехмерного объекта могут быть объединены для создания трехмерной модели. Взамен 3D сканера ввод данных может выполняться с использованием программное обеспечение системы автоматизированного проектирования (САПР). В таких случаях трехмерную модель получают путем создания виртуальной 3D модели фиксирующего выступа 110 с использованием программного обеспечения САПР. Трехмерная модель формируется из виртуальной 3D модели САПР для изготовления фиксирующего выступа 110.
Аддитивная технология для изготовления описанных фиксирующих выступов, может использовать материалы, например, пластик, резину, металл и т.д. В некоторых вариантах осуществления, могут применяться дополнительные операции для создания готового продукта. Такие дополнительные операции представляют собой: очистку, отвердевание, термическую обработку, удаление заусенец и полировку. Другие операции, необходимые для получения готового продукта, могут выполняться в дополнение или вместо указанных операций.
Специалистам в данной области техники очевидно, что возможно осуществление различных модификаций и вариаций в отношении описанной фиксирующей выступающей части. Другие варианты осуществления изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники после рассмотрения описания и практики использования раскрытых вариантов осуществления. Предполагается, что описание и примеры следует рассматривать только в качестве иллюстративных, а действительный объем изобретения указывается в следующей формуле изобретения и ее эквивалентах.