СМЕННАЯ ЗАЩИТНАЯ НАКЛАДКА ДЛЯ ЗЕМЛЕРОЙНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
DETACHABLE PROTECTIVE PAD FOR EXCAVATING EQUIPMENT

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение в целом относится к защитной накладке для землеройного оборудования, в частности, к защитной накладке, которую можно легко и быстро заменить после износа.
Предшествующий уровень техники
Землеройные машины, например, колесные погрузчики, канатные одноковшовые экскаваторы и экскаваторы с прямой лопатой содержат рабочие орудия, используемые в основном для рытья, рыхления или иного перемещения грунта. Данные рабочие орудия подвергаются сильному абразивному износу и ударам. Для продления срока службы рабочих орудий, к землеройным орудиям в зонах, подвергающихся наибольшей степени износа, подсоединяются различные защитные накладки. Данные защитные накладки, съемно присоединенные к рабочим орудиям, используют систему фиксации.
Примерная система фиксации описана Ливси в заявке US 2004/0098887, опубликованной 27 мая 2004 года (далее – «документ ’887»). В частности, в документе ’887 описано устройство защиты боковой полосы ковша. Устройство защиты имеет V-образное поперечное сечение и простирается вдоль кромки боковой полосы. Монтажный элемент, имеющий профиль "T" или "ласточкин хвост", приваривается к кромке боковой полосы ковша, а устройство защиты устанавливается на монтажный элемент таким образом, что его V-образная вершина ориентируется в противоположную сторону от монтажного элемента. Крепежный элемент проходит через вершину по центру длины устройства защиты, входя в зацепление с монтажным элементом, тем самым препятствуя нежелательному скольжению устройства защиты, способному отсоединить устройство защиты от монтажного элемента.
Приемлемая для некоторых вариантов осуществления система фиксации по документу ’887 не всегда имеет широкое применение. В частности, устройство защиты несовместимо с ковшом, имеющим изогнутую боковую полосу. Кроме того, размещение монтажного элемента на кромке боковой полосы недостаточно долговечно и/или затруднено для обслуживания в некоторых случаях.
Описанная защитная накладка направлена на преодоление одной или нескольких проблем, изложенных выше.
Раскрытие изобретения
В соответствии с одним примерным вариантом осуществления изобретение относится к защитной накладке для землеройного оборудования. Защитная накладка имеет продолговатое тело, способное охватывать кромку землеройного оборудования, и монтажную часть, простирающуюся от стороны продолговатого тела. Монтажная часть включает: заднюю часть, образующую отверстие; первую сторону, соединенную с задней частью; и вторую сторону, соединенную с задней частью напротив первой стороны. Монтажная часть также включает: по меньшей мере, один выступ, простирающийся внутрь от задней части монтажной части в месте, примыкающем к отверстию между первой и второй сторонами. По меньшей мере, один выступ способен съемно соединять защитную накладку с опорой, прикрепленной к землеройному оборудованию.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретение относится к защите щеки. Защита щеки имеет продолговатое тело, дугообразно расположенное вдоль ее длины и имеет вершину и расположенные на расстоянии друг от друга первую и вторую лапы, которые соединены с вершиной. Защита щеки также включает: первую выступающую поверхность, простирающуюся внутрь от первого конца продолговатого тела; вторую выступающую поверхность, простирающуюся внутрь от второго конца продолговатого тела и монтажную часть, простирающуюся от первой лапы. Монтажная часть образована задней частью, первой стороной и второй стороной. Монтажная часть включает: первый выступ, расположенный на первом конце монтажной части около первой лапы продолговатого тела; второй выступ, расположенный на втором конце монтажной части, на удалении от первого конца; и окно, образованное в задней части между первым и вторым выступами.
В соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления изобретение относится к защите щеки в сборе для землеройного оборудования, имеющего дно и первую и вторую изогнутые боковины, соединенные с дном. Защита щеки в сборе также содержит основание, привариваемое к внешней поверхности первой изогнутой боковины, и защитную накладку, имеющую продолговатое тело. Продолговатое тело дугообразно располагается вдоль ее длины и имеет вершину, и разнесенные друг от друга первые и вторые лапы, которые соединяются у вершины. Защита щеки имеет: первую выступающую поверхность, простирающуюся внутрь от первого конца продолговатого тела; вторую выступающую поверхность, простирающуюся внутрь от второго конца продолговатого тела и монтажную часть, простирающуюся от первой лапы и имеющую окно. Защита щеки в сборе дополнительно содержит запирающий механизм, способный проходить через окно монтажной части и входить в зацепление с основанием, тем самым фиксируя защитную накладку на первой изогнутой боковине землеройного оборудования.
Изобретение поясняется чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен общий вид машины, вид в изометрии;
на фиг. 2 показан в разобранном состоянии узел защиты щеки, который может использоваться с машиной, показанной на фиг. 1, вид в изометрии;
на фиг. 3, вид сбоку.
на фиг. 4 показан узел защиты щеки по фиг. 2 и 3, вид в разрезе.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показана самоходная машина 10 с землеройным оборудованием 12, функционально присоединенным на переднем конце. В показанном варианте выполнения машина 10 представляет собой колесный погрузчик. Однако, предполагается, что машина 10 может представлять собой любой другой тип самоходной или стационарной машины, известной в области техники, к которой относится данное изобретение, например, погрузчик с бортовым поворотом, экскаватор, экскаватор с гидравлическим приводом, драглайн, землечерпалку или другую аналогичную машину. Машина 10 способна использовать землеройное оборудование 12 для перемещения материала, например, грунта, во время выполнения назначенной задачи. Хотя землеройное оборудование 12 расположено на передней части машины 10, но при необходимости предполагается его альтернативное или дополнительное расположение в середине или в задней части машины 10.
Землеройное оборудование 12 может представлять собой любое устройство, используемое для выполнения задачи, назначенной машине 10. Например, землеройное оборудование 12 может представлять собой погрузочный ковш (показан на фиг. 1), экскаваторный ковш, лопату или любое другое устройство для перемещения материала, известное в данной области техники. Независимо от конкретной конфигурации землеройное оборудование 12 может иметь несколько стенок, которые вместе образуют частично замкнутое пространство, способное удерживать материал. В частности, землеройное оборудование содержит дно 14, заднюю часть или верх 16, левую боковую стенку 18 и противоположную ей правую боковую стенку 20. Каждый из этих конструктивных элементов приваривается друг к другу, образуя замкнутое пространство, а для обеспечения требуемой жесткости, прочности или стыковки используется одно или несколько ребер, косынки, планки, перемычки, кронштейны и т.д. В некоторых вариантах выполнения и при необходимости дно 14, задняя часть 16, левая боковая стенка 18 и правая боковая стенка 20 выполняются за одно целое (например, выгнуты до требуемого профиля из цельного листа материала).
Во время эксплуатации машины 10 землеройное оборудование 12 врезается в груду 22 материала, причем движение дна 14 остается в основном параллельным поверхности 24 грунта. Затем оператор поднимает землеройное оборудование 12, что приводит к перемещению материала в замкнутое пространство, и начинает подавать землеройное оборудование 12 назад в транспортное положение. В этом случае материал, находящийся на передней кромке дна 14, падает вглубь землеройного оборудования 12 и рассыпается по направлению к левой и правой боковым стенкам 18, 20. Было обнаружено, что выгиб наружной кромки 26 левой и правой боковых стенок 18, 20 наружу увеличивает объем сыпучего материала, удерживаемого внутри землеройного оборудования 12 (т.е. уменьшает объем материала, который просыпается через левую и правую боковые стенки 18, 20). По этой причине наружные кромки 26 левой и правой боковых стенок 18, 20 имеют выпуклый профиль.
Землеройное оборудование 12 оснащается защитной накладкой 28, которая располагается на каждой кромке 26 для увеличения срока службы землеройного оборудования 12. В частности, во время врезания землеройного оборудования 12 в груду 22 материала, кромки 26 подвергаются абразивному износу. Если не учитывать этот фактор, то данное воздействие приводит к преждевременному износу ребер 26, тем самым снижая эффективность выпуклой формы и срок службы землеройного оборудования 12. Защитные накладки 28 выполняются сменными и способны защищать кромки 26 от износа.
В некоторых вариантах выполнения, длина защитной накладки 28 выбирается таким образом, чтобы существовала возможность присоединения только одной защитной накладки 28 к каждой из боковых стенок 18 и 20. В частности, длина защитной накладки 28 может составлять больше половины длины кромки 26. Таким образом, владельцу машины будет невозможно установить по две защитные накладки 28 впритык на каждой боковой стенке 18, 20.
Как правило, больший износ вдоль кромки 26 происходит у дна 14. В частности, материал, захваченный землеройным оборудованием 12, часто располагается ниже кромок 26 из-за действия силы тяжести и/или при неполной загрузке землеройного оборудования 12. По этой причине нижний конец защитной накладки 28 обычно испытывает больший износ, чем верхний конец. В целом защитная накладка 28 симметрична относительно центра ее длины (т.е. относительно плоскости симметрии 30), так что после определенной степени износа защитная накладка 28, первоначально установленная на левой боковой стенке 18, может быть заменена защитной накладкой 28, первоначально установленной на правой боковой стенке 20, что увеличивает срок службы защитных накладок 28. В частности, при износе нижних концов защитных накладок 28 местоположение защитных накладок 28 может меняться таким образом, что их верхние концы, которые почти не изношены, могут помещаться в нижнее положение, в котором они подвергаются более быстрому износу.
Как показано на фиг. 2 – 4, защитная накладка 28 входит в состав узла 32 защиты щеки, который также содержит основание 34 и фиксатор 36. Защитная накладка 28 выполнена с возможностью скользящего зацепления с основанием 34, а фиксатор 36 предназначен для предотвращения нежелательного удаления защитной накладки 28.
1
1
1
2
2
Защитная накладка 28 представляет собой цельную деталь, изготовленную литьем из сплава (например, из стали). Защитная накладка 28 имеет удлиненное тело 38 длиной L и содержит разнесенные друг от друга первую и вторую полки 40, 42, которые соединены друг с другом вершиной 44, образуя в поперечном сечении V-образный профиль. Тело 38 имеет дугообразный профиль с радиусом r кривизны, по существу соответствующим радиусу кривизны кромки 26 (см. фиг. 1). Полки 40 и 42, разнесены друг от друга на расстояние d, которое позволяет этим полкам 40, 42 охватывать кромку 26 во время установки, и имеют высоту h и толщину t. В пространстве между полками 40, 42 имеются два выступа 46, способные входить в зацепление с внешней поверхностью кромки 26. В описываемом варианте выполнения выступы 46 располагаются на расстоянии d от концов тела 38, упрощая процесс литья и внесение изменений в процессе изготовления, и имеют длину l, направление которой, как правило, совпадает с направлением длины тела 38, и высоту h. Как показано на фиг. 4, выступы 46 направлены внутрь относительно изгиба тела 38, обеспечивая тем самым двухточечный контакт защитной накладки 28 с кромкой 26. Выступы 46 способны обеспечивать двухточечный контакт даже после установки на изогнутые кромки 26 с переменным радиусом, или имеющим износ и/или разброс параметров.
Монтажная часть 48 проходит от первой полки 40 внутрь относительно кривизны продолговатого тела 38. Монтажная часть 48, как правило, представляет собой трехстороннюю конструкцию с поднятой задней частью 50 и первой и второй сторонами 52, 54. Во внутреннем углу между первой полкой 40 и между первой и второй сторонами 52, 54 выполнено закругление 56, увеличивающее жесткость монтажной части 48. от задней части 50 отходят внутрь два выступа 58, 60, входящие в зацепление с основанием 34. В описываемом варианте выполнения каждый из выступов 58, 60 имеет в поперечном сечении профиль ласточкина хвоста (т.е. расходящиеся противоположные боковые поверхности в поперечном сечении), позволяющий выступам 58, 60 входить в соответствующие пазы 62, 64 основания 34. Однако при необходимости выступы 58, 60 могут иметь Т-образный или другой профиль поперечного сечения. Выступ 60 может иметь меньший размер и располагаться ближе к первой полке 40, чем выступ 58, а выступы 58 и 60 могут быть отцентрированы относительно друг друга и плоскости 30 (фиг. 1 и 3). В задней части 50 между выступами 58 и 60 выполнено окно или отверстие 66, способное вмещать фиксатор 36. После зацепления монтажной части 48 с основанием 34 через окно 66 в соответствующую выемку 68 основания 34 вводится фиксатор 36, в результате чего защитная накладка 28 блокируется от смещения между фиксатором 36 и выступом 58.
Размеры защитной накладки 28 выбираются с учетом обеспечения достаточной прочности, безопасности, длительности эксплуатации и долговечности. Например, радиус кривизны и длину тела 38 выбирают таким образом, чтобы соотношение значений (r/L) составляло от 2,75 до 3,0 (например, ± 10%). Это соотношение способно обеспечить требуемую жесткость соединения всей защитной накладки 28 с несколькими видами землеройного оборудования 12, имеющего разную длину кромок и кривизну. В частности, другая кривизна тела 38 и его другая длина способны ослабить зацепление защитной накладки 28 с кромкой 26.
2
1
1
В другом примере высота выступов 46 и высота полок 40, 42 выбирается таким образом, чтобы обеспечить возможность внесения изменений в землеройное оборудование 12 и обеспечить требуемую прочность на разрыв. В частности, h может составлять около 1/10 (например, ± 10%) от h, а толщина t может составлять примерно 2/3 (например, ± 10%) от расстояния d. Данные соотношения способствуют эксплуатации при большем разбросе параметров, но при этом обеспечивают достаточную прочность.
В еще одном примере расстояние d выступающих поверхностей 46 от концов тела 38 может составлять около 10% (например, ± 10%) от длины L. Как описано выше, данное соотношение упрощает производственный процесс литья защитной накладки 28 с учетом некоторых деформаций.
Основание 34 представляет собой трехстороннюю решетчатую конструкцию, которая приваривается к землеройному оборудованию 12 (т.е. к первой и второй боковым стенкам 18, 20). В частности, основание 34 имеет первую и вторую направляющие 70, 72, простирающиеся вдоль длины, и несколько поперечин 74, которые соединяют направляющие 70, 72 и образуют выемку 68. В каждом углу основания 34 выполнена приподнятая нагрузочная накладка 75, передающая нагрузку от тела 38 защитной накладки 28 на боковые стенки 18, 20 землеройного оборудования 12 (фиг. 1). Нагрузочные накладки 75 выполнены за одно целое на пересечениях направляющих 70, 72 с поперечинами 74 и ориентированы по бокам пазов 62, 64. Внутренние поверхности нагрузочных накладок 75 скошены и имеют профиль ласточкина хвоста, как выступы 58, 60. Таким образом, пазы 64 образуют разъемы, вмещающие выступы 58, 60. Основание 34 изготавливается литьем из того же материала, что и защитная накладка 28 (или более пригодного для сварки материала) и приваривается к землеройному оборудованию 12 вдоль одной или нескольких внешних кромок направляющих 70, 72. В некоторых случаях и при необходимости, сварка с землеройным оборудованием 12 может осуществляться по внутреннему периметру одной или нескольких поперечин 74 (например, внутреннему периметру сварного кармана, образованного между поперечинами 74).
Фиксатор 36 представляет собой в целом плоский прямоугольный запорный механизм, например, пружинный зажим, способный сжиматься во время установки и разжиматься впоследствии. Например, один конец фиксатора 36 вставляется через окно 66 в выемку 68, и затем прилагается усилие к противоположному концу, которое сжимает фиксатор 36. После сжатия фиксатора 36, противоположный конец вставляется через окно 66 в выемку 68, позволяя фиксатору 36 разжаться до его свободной длины. После установки фиксатора 36 в выемку 68, фиксатор 36 нельзя удалить без использования монтажного инструмента для сжатия фиксатора 36. В установленном положении фиксатор 36 выступает из выемки 68, механически взаимодействуя с выступом 58, и тем самым препятствуя непреднамеренному выходу защитной накладки 28 из зацепления с основанием 34.
Промышленная применимость
Описанные защитная накладка и узел защиты щеки применимы к различным землеройным машинам, например, колесным погрузчикам, погрузчикам с бортовым поворотом, экскаваторам, экскаваторам с прямой лопатой и драглайнам. В частности, описанная защитная накладка может использоваться для защиты от износа землеройного оборудования с искривленным профилем. Ниже описывается монтаж узла 32 защиты щеки.
Для первоначального соединения узла 32 защиты щеки с землеройным оборудованием 12 защитная накладка 28 сначала подсоединяется к основанию 34. В частности, выступы 58 и 60 выравниваются относительно пазов 62 и 64, и защитная накладка 28 надвигается на основание 34 до момента полного входа в зацепление выступов 58, 60. Затем через окно 66 защитной накладки 28 вставляется фиксатор 36 и вводится в зацепление с основанием 34. Затем данный узел размещается в нужном месте на землеройном оборудовании 12, и основание 34 приваривается прихваточным швом. Защитная накладка 28 находится фиг. 1), а полки 40, 42 охватывают кромку 26.
После приварки основания 34, фиксатор 36 удаляется, и защитная накладка 28 выходит из зацепления с основанием 34. Затем основание 34 полностью приваривается в данном положении. После этого защитная накладка 28 вновь вводится в зацепление с основанием 34, и вставляется фиксатор 36. Благодаря изменению места установки защитной накладки 32 на землеройном оборудовании 12 допускается использование землеройного оборудования 12 разных конфигураций, размеров, и форм.
После первоначальной установки защитной накладки 32 на конкретном землеройном оборудовании 12, при необходимости, будет легче устанавливать, заменять и/или переориентировать защитные накладки 28. Например, после некоторого периода эксплуатации, когда нижние концы защитных накладок 28 будут изношены ниже предельного значения, фиксатор 36 можно удалить, а защитные накладки 28 вывести из зацепления с основаниями 34. Затем защитные накладки 28 можно перевернуть и установить на противоположных сторонах землеройного оборудования 12. Затем можно повторно установить те же или новые фиксаторы 36.
Специалистам в данной области техники очевидно, что возможны различные модификации и вариации в отношении описанных вариантов выполнения защитной накладки. Другие варианты осуществления изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники после рассмотрения описания и практики использования описанной защитной накладки. Предполагается, что описание и примеры следует рассматривать только в качестве иллюстративных, а объем изобретения определен его формулой.