Способ и крепежное устройство для прикрепления футеровочного элемента
METHOD AND FASTENING DEVICE FOR ATTACHING THE LINING ELEMENT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к способу и крепежному устройству для использования в машинном оборудовании, работающем в тяжелых условиях эксплуатации, для прикрепления футеровочного элемента к поверхности стального листа. Изобретение также относится к узлу, грузовому автомобилю и рабочему инструменту.
ПРЕДПОСЫЛКИ
Известны износостойкие футеровки, используемые как в транспортировочных желобах, так и на автомобильных погрузочно-разгрузочных платформах для защиты основания. Обычно указанные футеровки состоят из природного или синтетического каучука и полиуретана и предназначены для защиты от сильных ударов под воздействием горной породы, а также от износа, возникающего в результате перемещения материала по поверхности футеровочного элемента в контакте с ней. Относительно мягкие резиновые материалы обеспечивают хорошую износостойкость, но для предотвращения сквозного разрушения футеровочного элемента в результате сильных ударов, данный элемент должен иметь большую толщину. Более твердые резиновые материалы обеспечивают лучшую защиту от ударов, но в большей степени подвержены абразивному износу. Поэтому были разработаны футеровочные элементы, в которых различные материалы скомбинированы в обращенной наружу поверхности элемента, по которой должен перемещаться материал в виде кусков или частиц, таких как дробленая руда и измельченный материал горной породы.
Проблема, возникающая при использовании таких футеровочных элементов для защиты поверхности от износа, например, поверхности кузова карьерного самосвала, заключается в том, что материал имеет тенденцию проникать под футеровочный элемент в результате прохода между краем указанного элемента и поверхностью, в которую должен упираться указанный край. Это представляет собой проблему, поскольку материал будет постепенно отжимать футеровочный элемент от поверхности, к которой он прикреплен, и поэтому, в конечном счете, футеровочный элемент отвалится. Кроме того, грузовик будет перевозить ненужный вес, что приводит к снижению производительности, к более высокому потреблению топлива и, в свою очередь, к более высоким затратам, чем это необходимо.
Другая проблема заключается в том, что современные способы крепления обычно включают использование резьбовых шпилек, которые приваривают к защищаемой поверхности. Это не только является трудоемкой процедурой, но также требует, чтобы футеровочные элементы имели значительную высоту для защиты указанных шпилек от возникающих в процессе эксплуатации ударных повреждений, которые могут привести к отсоединению износостойких футеровочных элементов. Кроме того, резьбовые шпильки, скорее всего, будут разрушены во время демонтажа футеровочных элементов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель настоящего изобретения заключается в ограничении, уменьшении или устранении одной или нескольких вышеуказанных недоработок известного уровня техники, а также отдельных недостатков или любой их комбинации, и решения по меньшей мере вышеупомянутых проблем.
Согласно первому аспекту изобретения, указанные и другие цели и/или преимущества, которые станут понятными из приведенного ниже описания вариантов выполнения, полностью или по меньшей мере частично достигаются посредством способа, используемого в машинном оборудовании, работающем в тяжелых условиях эксплуатации, для прикрепления футеровочного элемента к поверхности стального листа, например, кузова карьерного самосвала, причем футеровочный элемент имеет по меньшей мере одну крепежную часть, образующую монтажное отверстие. Способ включает расположение футеровочного элемента на поверхности, на которой имеется заклепочная гайка, в которой установлена заклепочная головка, и введение болта, имеющего головку, в заклепочную гайку и его затягивание для прижатия по меньшей мере одной крепежной части футеровочного элемента к поверхности стального листа.
Путем использования заклепочных гаек процесс монтажа и замены футеровочных элементов становится намного более эффективным. Например, из процесса может быть полностью исключен этап сварки.
Другое преимущество заключается в том, что болты, которые используют для прикрепления футеровочных элементов, не будут разрушаться во время демонтажа и, таким образом, могут быть повторно использованы при замене футеровочных элементов.
Новый способ крепления имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что высота футеровочных элементов может быть уменьшена, поскольку уменьшается общее расстояние, на которое крепежные компоненты выступают из нижней части футеровочного элемента.
Еще одно преимущество заключается в том, что в таком случае можно избежать необходимости проведения любых работ, выполняемых обслуживающим персоналом с нижней стороны стального листа.
Заклепочная гайка может быть расположена в поверхности стального листа таким образом, что заклепочная головка будет выступать за пределы монтажного отверстия крепежной части футеровочного элемента, когда данный элемент расположен на поверхности стального листа.
Способ может дополнительно включать изначальное введение заклепочной гайки, имеющей заклепочную головку, в сквозное отверстие стального листа, так что указанная головка входит во взаимодействие с этой поверхностью, и прижатие заклепочной гайки для прикрепления к стальному листу.
Способ может дополнительно включать расположение шайбы на крепежной части футеровочного элемента, при этом заклепочная гайка входит в центральное отверстие шайбы. Шайба может представлять собой шайбу, блокирующую вращательное движение, а форма и конфигурация центрального отверстия может обеспечивать размещение в нем заклепочной головки при зацеплении с блокировкой вращательного движения.
Способ может дополнительно включать обеспечение взаимодействия инструмента по меньшей мере с одним участком шайбы, предназначенным для зацепления с инструментом, для предотвращения вращения шайбы и, тем самым, предотвращения вращения заклепочной гайки в процессе затягивания болта.
Предпочтительно, способ может дополнительно включать обеспечение взаимодействия инструмента с участком, предназначенным для зацепления с инструментом, в направлении, параллельном продольному направлению болта.
Перед введением и затягиванием болта в заклепочной гайке способ может дополнительно включать расположение крепежной шайбы между головкой болта и крепежной частью, для осевой передачи усилия от головки болта к крепежной части.
Согласно второму аспекту изобретения, указанные и другие цели достигаются, полностью или по меньшей мере частично, посредством крепежного устройства, применяемого в машинном оборудовании, работающем в тяжелых условиях эксплуатации, для прикрепления футеровочного элемента к поверхности стального листа, такого как кузов карьерного самосвала. Крепежное устройство содержит заклепочную гайку, имеющую заклепочную головку и внутреннюю резьбу, при этом конфигурация заклепочной гайки обеспечивает ее введение в сквозное отверстие стального листа, так что заклепочная головка входит во взаимодействие с указанной поверхностью и в дальнейшем может быть прижата для прикрепления к стальному листу; шайбу, блокирующую вращательное движение и имеющую центральное отверстие, форма и конфигурация которого обеспечивают размещение в нем заклепочной головки при зацепляющем взаимодействии с блокировкой вращательного движения; и крепежный болт, предназначенный для зацепления с внутренней резьбой заклепочной гайки и имеющий головку, предназначенную для прижатия шайбы, блокирующей вращательное движение, к поверхности стального листа. Шайба, блокирующая вращательное движение, может дополнительно иметь по меньшей мере один участок для взаимодействия с инструментом, предназначенный для зацепления с инструментом для предотвращения вращения шайбы и, тем самым, предотвращения вращения заклепочной гайки, в процессе крепления футеровочного элемента между указанной шайбой и указанной поверхностью.
Крепежное устройство может дополнительно содержать крепежную шайбу, расположенную между головкой болта и крепежной частью футеровочного элемента, для осевой передачи усилия от головки болта к крепежной части футеровочного элемента.
Крепежная шайба может быть расположена между головкой болта и шайбой, блокирующей вращательное движение.
Заклепочная головка может быть некруглой.
Форма центрального отверстия шайбы, блокирующей вращательное движение, может соответствовать форме заклепочной головки.
Участок для взаимодействия с инструментом может иметь по меньшей мере одну канавку. Участок для взаимодействия с инструментом предпочтительно доступен в направлении, параллельном продольному направлению болта, так что инструмент может быть приложен сверху к участку шайбы, предназначенному для взаимодействия с инструментом.
Согласно третьему аспекту изобретения, указанные и другие цели достигаются, полностью или по меньшей мере частично, посредством узла, содержащего стальной лист, футеровку, содержащую множество футеровочных элементов, которые предназначены для установки на поверхности стального листа, подверженной износу, причем каждый футеровочный элемент имеет направленную наружу поверхность, по которой должен перемещаться материал в виде кусков или частиц, таких как дробленая руда и раздробленный скальный материал, а также направленную внутрь поверхность, обращенную к стальному листу, и крепежное устройство согласно второму аспекту изобретения, предназначенное для прикрепления футеровочных элементов к поверхности стального листа.
Каждый футеровочный элемент может содержать резиновую футеровку и стальную упрочняющую пластину.
Стальная упрочняющая пластина может быть по меньшей мере частично заделана в резиновую футеровку.
Каждый футеровочный элемент может содержать по меньшей мере одну крепежную часть, образованную в стальной упрочняющей пластине.
Крепежная часть может ограничивать монтажное отверстие, через которое может быть вставлена заклепочная гайка крепежного устройства.
Каждый футеровочный элемент может иметь по меньшей мере одно отверстие в резиновой футеровке, обеспечивающее доступ к крепежной части стальной упрочняющей пластины.
Согласно четвертому аспекту изобретения, указанные и другие цели достигаются, полностью или по меньшей мере частично, посредством грузового автомобиля, имеющего кузов карьерного самосвала, содержащий узел, выполненный в соответствии с третьим аспектом изобретения.
Согласно пятому аспекту изобретения, указанные и другие цели достигаются, полностью или по меньшей мере частично, посредством рабочего инструмента, используемого в соответствии со способом согласно первому аспекту изобретения и/или применительно к крепежному устройству согласно второму аспекту изобретения.
Эффекты и признаки, соответствующие второму, третьему, четвертому и пятому аспектам настоящего изобретения, во многом аналогичны описанным выше эффектам и признакам, имеющим отношение к первому аспекту концепции изобретения. Варианты выполнения, упомянутые применительно к первому аспекту настоящего изобретения, в значительной степени сходны с другими аспектами изобретения.
Другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут понятны из приведенного ниже подробного описания, прилагаемой формулы изобретения, а также из чертежей. Следует отметить, что изобретение относится ко всем возможным комбинациям признаков.
Как правило, все термины, используемые в формуле изобретения, следует интерпретировать в соответствии с их обычным значением в области техники, если четко не указано иное. Все ссылки, применяемые в единственном числе (элемент, устройство, компонент, средство, этап и т.д.) следует понимать как явно относящиеся по меньшей мере к одному экземпляру элемента, устройства, компонента, средства, этапа и т.д., если четко не указано иное.
Используемое в данном документе выражение «содержащий» и его производные не исключают другие дополнения, компоненты, системы или этапы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Указанные выше, а также дополнительные цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятыми из приведенного ниже иллюстративного и не ограничивающего подробного описания вариантов выполнения настоящего изобретения, представленного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые номера позиции могут быть использованы для обозначения подобных элементов, и на которых:
Фиг. 1А и Фиг. 1В изображают виды в аксонометрии примерного варианта выполнения крепежного устройства согласно второму аспекту изобретения.
Фи. 2А - Фиг. 2С изображают виды в аксонометрии примерного варианта выполнения узла согласно третьему аспекту изобретения.
Фиг. 3А - Фиг. 3Н иллюстрируют на видах в аксонометрии этапы примерного варианта выполнения способа, применяемого для машинного оборудования, работающего в тяжелых условиях эксплуатации, для прикрепления футеровочного элемента к поверхности стального листа, согласно первому аспекту изобретения.
Фиг. 4А изображает вид в аксонометрии грузового автомобиля согласно четвертому аспекту изобретения, имеющего кузов карьерного самосвала.
Фиг. 4В изображает вид в аксонометрии другого примерного варианта выполнения кузова карьерного самосвала.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На Фиг. 1А и Фиг. 1В показано крепежное устройство 1 согласно одному примерному варианту выполнения, используемое в машинном оборудовании, работающем в тяжелых условиях эксплуатации, для прикрепления футеровочного элемента 2 к поверхности 3 стального листа 4, такого как кузов 5 карьерного самосвала.
Крепежное устройство 1 содержит заклепочную гайку 6, имеющую заклепочную головку 7 и внутреннюю резьбу. Заклепочная гайка 6 предназначена для введения в сквозное отверстие 8 стального листа 4 таким образом, что заклепочная головка 7 входит в зацепление с поверхностью 3 указанного листа и в дальнейшем подлежит прижатию для прикрепления к стальному листу 4.
Крепежное устройство 1 дополнительно содержит шайбу 9, блокирующую вращательное движение и имеющую центральное отверстие 10, форма и конфигурация которого обеспечивают размещение в нем заклепочной головки 7 при зацепляющем взаимодействии с блокировкой вращательного движения, и крепежный болт 11, предназначенный для зацепления с внутренней резьбой заклепочной гайки 6 и имеющий головку 12, предназначенную для прижатия шайбы 9, блокирующей вращательное движение, к поверхности 3 стального листа 4. Форма центрального отверстия 10 шайбы 9, блокирующей вращательное движение, соответствует форме заклепочной головки 7, которая является некруглой.
Шайба 9 имеет участок 13 для взаимодействия с инструментом, предназначенный для зацепления с инструментом 14, для предотвращения вращения указанной шайбы и, тем самым, предотвращения вращения заклепочной гайки 6 в процессе закрепления футеровочного элемента 2 между шайбой 9 и поверхностью 3.
В данном варианте выполнения крепежное устройство 1 дополнительно содержит крепежную шайбу 15, расположенную между головкой 12 болта и крепежной частью 16 футеровочного элемента 2 для осевой передачи усилия от головки 12 к данной крепежной части. Крепежная шайба 15 расположена между головкой 12 болта и шайбой 9, блокирующей вращательное движение.
1
2
Как изображено на Фиг. 1В, общая высота h крепежной части 16 и шайбы 9, блокирующей вращательное движение, превышает высоту hзаклепочной головки 7, которая выступает над стальным листом 4. В результате гарантировано, что осевая передача усилия от головки 12 болта приходится на крепежную часть 16 футеровочного элемента 2, которая, тем самым, прижимается к поверхности 3 стального листа 4, а не на заклепочную головку 7, выступающую над указанным листом 4.
На Фиг. 2А - Фиг. 2С изображен узел 17 согласно одному примерному варианту выполнения изобретения. Узел 17 содержит стальной лист 4 и футеровку 18, имеющую множество футеровочных элементов 2, предназначенных для установки на подверженной износу поверхности 3 стального листа 4. Узел 17 дополнительно содержит множество крепежных устройств 1, предназначенных для прикрепления футеровочных элементов 2 к поверхности 3 стального листа 4.
Каждый футеровочный элемент 2 имеет направленную наружу поверхность, по которой должен перемещаться материал в виде кусков или частиц, таких как дробленая руда и раздробленный скальный материал, а также направленную внутрь поверхность, обращенную к стальному листу 4.
Каждый футеровочный элемент 2 также содержит резиновую футеровку 19 и стальную упрочняющую пластину 20. Стальная упрочняющая пластина 20 присоединена к резиновой футеровке 19 или по меньшей мере частично заделана в данной футеровке и содержит крепежную часть 16. Крепежная часть 16 образует монтажное отверстие 21, через которое должна быть введена заклепочная гайка 6 устройства 1. Каждый футеровочный элемент 2 также имеет отверстие 22, образованное в резиновой футеровке 19 для обеспечения доступа к крепежной части 16 стальной пластины 20.
1
2
3
На Фиг. 2С видно, что отверстие 22, образованное в резиновой футеровке 19, имеет больший диаметр d, по сравнению с диаметром d монтажного отверстия 21, выполненного в крепежной части 16 упрочняющей пластины 20. Это необходимо для того, чтобы с помощью инструмента 14 можно было добраться до шайбы 9, блокирующей вращательное движение, когда необходимо выполнить затягивание болта 11 в заклепочной гайке 6 при прикреплении футеровочного элемента 2 к стальному листу 4. Разумеется, сквозное отверстие 8 стального листа 4 имеет самый маленький диаметр d, чтобы соответствовать заклепочной гайке 6, которая входит в зацепление с поверхностью 3 указанного листа.
3
3
3
На Фиг. 2С также показана высота h от верха головки 12 крепежного болта 11 до верха резиновой футеровки 19. Высота h называется безопасным расстоянием для крепежного устройства 1 при ударе материала по футеровочному элементу 21. Крепежное устройство 1 является более компактным решением по сравнению с обычными способами крепления футеровочных элементов 2 к стальному листу 4. Это позволяет уменьшить общую высоту резиновой футеровки 19, сохраняя при этом такое же безопасное расстояние h. В результате вес футеровочных элементов 2 тоже уменьшается.
На Фиг. 3А - Фиг. 3Н проиллюстрирован один примерный вариант выполнения способа, применяемого для машинного оборудования, работающего в тяжелых условиях эксплуатации, для прикрепления футеровочного элемента 2 к поверхности 3 стального листа 4, когда указанный футеровочный элемент имеет по меньшей мере одну крепежную часть 16, образующую монтажное отверстие 21.
Сначала следует отметить, что, как правило, существуют две разные ситуации применения способа крепления, а именно, для изначального крепления (изготовления) или технического обслуживания (замены) футеровочных элементов 2.
Если способ применяют для прикрепления футеровочного элемента 2 к поверхности 3 стального листа 4 в первый раз, например, в ходе процесса изготовления, способ должен включать следующие этапы (выполняемые в соответствующем порядке): введение заклепочной гайки 6, имеющей заклепочную головку 7, в сквозное отверстие 8 стального листа 4, так что указанная головка 7 входит во взаимодействие с поверхностью 3 (Фиг. 3А); прижатие заклепочной гайки 6 для прикрепления к стальному листу 4 (Фиг. 3В); расположение футеровочного элемента 2 на поверхности 3, в которую вставлена заклепочная головка 7, выходящая за пределы монтажного отверстия 21 (Фиг. 3С); а также введение и затягивание болта 11, имеющего головку 12, в заклепочной гайке 6, для прижатия крепежной части 16 футеровочного элемента 2 к поверхности 3 листа 4 (Фиг. 3F и Фиг. 3G).
В варианте выполнения, проиллюстрированном на Фиг. 3А - Фиг. 3Н, способ дополнительно включает расположение шайбы 9, блокирующей вращательное движение, на крепежном участке 16 футеровочного элемента 2, при этом гайка 6 входит в центральное отверстие 10 шайбы 9 (Фиг. 3D). В данном случае форма и конфигурация центрального отверстия 10 обеспечивают размещение в нем заклепочной головки 7 при зацепляющем взаимодействии с блокировкой вращательного движения.
После этого инструмент 14 может быть введен в зацепление с участком 14 шайбы 9, предназначенным для взаимодействия с инструментом, для предотвращения вращения шайбы 9 и, тем самым, предотвращения вращения заклепочной гайки 6 при затягивании болта 11 (Фиг. 3Е). Поскольку пространственный объем, имеющийся в данном отверстии, ограничен, предпочтительно, чтобы к участку шайбы, предназначенному для взаимодействия с инструментом, был обеспечен доступ сверху, то есть, инструмент можно было просто продвинуть к шайбе до зацепления, препятствующего вращению.
Перед введением и затягиванием болта 11 в заклепочной гайке 6, крепежную шайбу 15 располагают между головкой 12 болта и крепежной частью 16 (в частности, между головкой 12 болта и шайбой 9, блокирующей вращательное движение), для осевой передачи усилия от указанной головки к крепежной части 16 (Фиг. 3D).
Если способ применяют для крепления футеровочного элемента 2 к поверхности 3 стального листа 4 при замене, например, в ходе технического обслуживания, достаточно, чтобы способ включал следующие этапы: расположение футеровочного элемента 2 на поверхности 3 (Фиг. 3С); и введение и затягивание болта 11, имеющего головку 12, в заклепочной гайке 6, для прижатия крепежной части 16 футеровочного элемента 2 к поверхности 3 стального листа 4 (Фиг. 3Е и Фиг. 3G). Разумеется, в процессе замены футеровочных элементов 2 также возможны дополнительные этапы (которые описаны выше).
На Фиг. 4А изображен грузовой автомобиль 23, имеющий кузов 5, содержащий узел 17, как описано выше.
На Фиг. 4В показан другой вариант выполнения кузова 5 карьерного самосвала.
Понятно, что возможны и другие варианты настоящего изобретения, и в некоторых случаях часть признаков изобретения можно использовать без соответствующего использования других признаков. Таким образом, понятно, что прилагаемую формулу изобретения нужно толковать в широком смысле в соответствии с объемом изобретения.
Например, следует отметить, что нет необходимости прикреплять все футеровочные элементы 2 к стальному листу 4 с использованием крепежного устройства 1. Некоторые футеровочные элементы 2, например, футеровочные элементы 2, расположенные на боковых стенках, могут быть закреплены с использованием обычных способов крепления, например, приварными резьбовыми шпильками.
Естественно, количество, размер и форма компонентов крепежного устройства 1 и узла 17 могут быть изменены любым подходящим способом, не выходя за рамки объема изобретения.