КОВШ И ЗЕМЛЕРОЙНОЕ УСТРОЙСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ ТАКОЙ КОВШ
BUCKET AND EARTHMOVING DEVICE CONTAINING SUCH A BUCKET

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к ковшу и землеройному устройству, содержащему ковш. Изобретение также относится к способу ремонта ковша для перемещения грунта.
В частности, но не исключительно, изобретение относится к экскавационному ковшу. Следовательно, далее изобретение будет описано со ссылками на этот пример применения ковша. Например, экскавационный ковш может использоваться на экскаваторе для рытья котлованов и продольных каналов в земле и для погрузки материала в шахтах и подземных выработках. Однако должно быть ясно, что изобретение может найти более широкое применение и применяться для других ковшей и погрузочных машин.
Уровень техники
Ссылки на предшествующий уровень техники в настоящей работе не рассматриваются и не должны рассматриваться как подтверждение или какое-либо указание на то, что указанный предшествующий уровень техники является частью общедоступных сведений в Австралии или любой другой стране.
Землеройные машины находят широкое применение в строительстве, горнодобывающей промышленности и других подобных отраслях. Такие машины включают экскаваторы, бульдозеры, землечерпательные машины, драглайны, реклаймеры и ковшовые колеса. Ковши содержат часть, которая взаимодействует с несущим ковш устройством на машине, и емкостью для материала в виде ковша. Ковш прикреплен с возможностью съема к шарнирной рукояти машины.
Экскаватор или экскаваторное устройство используется для рытья или выкапывания каналов и отверстий в земле. Экскавация может осуществляться для множества целей, включая укладывание труб, обслуживание и ремонт труб, а также для общих экскаваторных работ.
Экскаваторы также используются в открытых разработках для экскавации рыхлых или вскрышных пород после взрывания и переноса материала в самосвалы. Ковши для добывающих машин могут быть изготовлены обычным производителем оборудования (OEM - от англ. «original equipment manufacturer») или специально сконструированы, чтобы соответствовать конкретным условиям участка проведения работ, таким как тип и плотность материала. Вынутые материалы включают твердые породы, железную руду и уголь.
Экскаватор обычно содержит основание или корпус и стрелу, отходящую от основания, и рукоять на удаленном конце стрелы, которая шарнирно соединена относительно стрелы. Основанием обычно является транспортное средство, содержащее грунтозацепные устройства, которые могут перемещаться по земле, а также могут поворачиваться на земле на одном месте. Основание содержит также кабину оператора, которую использует оператор, управляющий экскаватором. Ковш экскаватора прикреплен с возможностью съема к концу рукояти, удаленному от основания. Ковшом управляет несущее ковш устройство, обычно содержащее множество гидроцилиндров для поворота ковша.
Ковш экскаватора содержит верхнюю часть, взаимодействующую с несущим ковш устройством, и нижнюю часть, образующую ковшеобразную емкость для материала.
Нагружаемая материалом часть ковша подвергается высоким уровням износа и задира при обычной повседневной работе и использовании экскаватора. Некоторые ковши из предшествующего уровня техники были рассчитаны на тяжелые рабочие условия и как можно более длительный срок эксплуатации. Например, некоторые ковши из предшествующего уровня техники содержат стальной корпус, внутренняя сторона которого покрыта съемными износостойкими вкладышами и покрытиями. Замена этих вкладышей и покрытий приводит к значительному простою, например, время проведения работ может составлять около шести недель.
В конце концов, нагружаемую часть ковша приходится заменить. Это значит, что потребуется изготовление нового ковша целиком. Это потребует также значительных расходов. Верхняя часть ковша, взаимодействующая с несущим ковш устройством, требует высокоточной механической обработки, которая занимает много времени и является дорогостоящей.
В уровне техники в источнике JP 2002294739 А рассматривается ковш, в котором имеется нижняя пластина, выполненная путем изгиба прямоугольного листа стали, и боковые пластины. При ремонте ковша боковые пластины разрезаются так, чтобы можно было приварить заменяющие боковые пластины, и нижняя пластина также разрезается, и ее участок заменяется. В таком традиционном ковше компоненты не отделяются друг от друга, и отрезание и последующая сварка пластин ковша занимает много времени.
Определение понятий
В контексте настоящей работы и прилагаемой формулы изобретения термин «содержащий» имеет широкое значение, аналогичное термину «включающий», и подразумевает включение заявленного компонента или этапа или группы компонентов или этапов, но без исключения любого другого компонента или этапа или группы компонентов или этапов. Это определение относится также к формам термина «содержащий», таким как «содержат» и «содержит».
Сущность изобретения
Заявитель считает, что потери времени на замену, ремонт или восстановление изношенных или поврежденных износостойких вкладышей и ковшей следует уменьшить насколько это возможно.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предложен ковш для перемещения грунтового материала, содержащий:
- несущую часть с устройством крепления для соединения с машиной, и
- нагружаемую часть, соединенную с несущей частью с возможностью отсоединения таким образом, что нагружаемая часть может быть отсоединена от несущей части и заменена другой нагружаемой частью.
Грунтовый материал может быть любым подходящим материалом, который должен быть извлечен и перемещен и содержит почву, землю, вскрышные породы после взрывания, рыхлые вскрышные породы, уголь, металлическую руду и т.п.
Машина, на которой установлен ковш, может быть любой подходящей машиной, используемой для перемещения земли или грунтового материала, и включает экскаваторы, драглайны, бульдозеры, землечерпательные машины, канатные экскаваторы, ковшовые колеса и погрузчики.
Нагружаемая часть может быть соединена с несущей частью путем сварки и отсоединяться от несущей части или сниматься с нее путем разрушения сварного шва.
Вместо этого нагружаемая часть может быть соединена с несущей частью крепежными элементами и отсоединяться от несущей части или сниматься с нее путем удаления этих крепежных элементов.
Крепежными элементами могут быть заклепки, болты или другой подходящий крепеж.
Несущая часть может включать средство крепления, а нагружаемая часть может включать дополнительное комплементарное средство крепления, входящее в зацепление со средством крепления несущей части для соединения несущей части с нагружаемой частью.
Первое средство крепления может быть выполнено таким образом, чтобы плотно охватывать второе средство крепления, причем средство крепления и комплементарное средство крепления могут содержать прилегающие поверхности.
Устройство крепления для соединения с машиной может быть любым подходящим устройством крепления для соединения ковша с машиной. В соответствующих случаях устройство крепления содержит по меньшей мере одну проушину.
В соответствии с другим аспектом изобретения предложен ковш для перемещения грунтового материала, содержащий:
- несущую часть с устройством крепления для соединения с машиной;
- нагружаемую часть, соединенную с несущей частью с возможностью отсоединения таким образом, что нагружаемая часть может быть отсоединена от несущей части и заменена другой нагружаемой частью,
причем несущая часть содержит средство крепления, а нагружаемая часть содержит дополнительное средство крепления, комплементарное указанному средству крепления несущей части, причем средство крепления несущей части выполнено с возможностью вмещения дополнительного средства крепления, причем средство крепления и комплементарное средство крепления содержат прилегающие поверхности.
Использование прилегающих комплементарных средств крепления позволяет избежать использования дополнительных соединительных устройств, таких как соединительные плиты или другие соединительные устройства. Дополнительные плиты или соединители могут мешать погрузке-разгрузке материала и/или могут повреждаться при использовании.
Средство крепления может содержать по меньшей мере одну отходящую юбку, которая плотно перекрывает комплементарную выемку в верхней части комплементарного средства крепления и упирается в эту выемку. Таким образом, прилегающие поверхности переносят напряжения и силы.
Средство крепления или комплементарное средство крепления может также содержать по меньшей мере одну основную часть, а другое из средства крепления или комплементарного средства крепления может содержать комплементарную выемку для обеспечения точного выравнивания двух частей.
Нагружаемая часть может содержать раму и множество соединенных с рамой плит.
По меньшей мере одна из указанных плит может быть отсоединяемой от рамы или съемной, так что эта плита может быть отсоединена и заменена другой плитой. Как вариант, каждая из плит может отсоединяться от рамы таким образом, чтобы каждая из них могла быть заменена при износе или повреждении.
Это можно сравнить с обычными неразъемными ковшами, в которых при разъединении, например, боковой стенки при использовании необходимо заменить весь ковш.
По меньшей мере одна из плит может быть соединена с рамой с возможностью отсоединения или съема путем сварки и может быть отсоединена от рамы путем разрушения сварного шва.
Рама может содержать две стороны, и нагружаемая часть может включать боковые плиты, соединенные с каждой из сторон рамы.
Рама может определять по меньшей мере одну опорную панель, проходящую между сторонами, а нагружаемая часть может включать по меньшей мере одну опорную плиту, соединенную с рамой и проходящую через опорную панель.
По меньшей мере одна опорная плита может быть выполнена с возможностью отсоединения от рамы таким образом, что эта опорная плита может быть отсоединена и заменена другой опорной плитой, например, в случае износа или повреждения.
По меньшей мере одна опорная плита может содержать два соединенных друг с другом элемента плиты, причем указанные два элемента плиты могут иметь разную толщину или прочность. Это позволяет получить два элемента плиты, выдерживающих разные силы и нагрузки. В свою очередь, это позволяет получить расположенный в области высокого износа элемент плиты таким образом, чтобы он обладал более высокой прочностью и сопротивляемостью износу, чем другой элемент плиты.
В другом варианте, рама может определять две опорные панели, проходящие между сторонами рамы, и нагружаемая часть может включать опорные плиты, проходящие через каждую из этих двух опорных панелей.
Характеристики плит, такие как толщина и износоустойчивость материала, могут быть выбраны в соответствие с конкретными требованиями участка проведения работ. Плиты могут быть более толстыми, изготовленными из высокопрочного и/или износоустойчивого материала в зонах быстрого износа. Износостойкие вкладыши нормально не требуются. Общая масса ковша, таким образом, может быть меньше по сравнению с обычными ковшами.
Нагружаемая часть может содержать основание и стенку, проходящую вверх от основания, а также может иметь открытый верх.
Стена может содержать верхнюю кромку, которая образует дополнительное средство крепления, входящее в зацепление со средством крепления несущей части.
Рама может образовывать устье, через которое материал поступает в нагружаемую часть и выходит из нее.
Ковш может дополнительно содержать скребок, соединенную с рамой рядом с устьем.
Скребок может быть выполнен с возможностью отсоединения, что позволяет заменить его другим скребком. Это может случиться в том случае, когда скребок изнашивается или повреждается, или изменяются грунтовые условия таким образом, что требуется другой скребок.
Также ковш или экскаватор могут использоваться в другой области применения, где необходим ковш другой конструкции.
Ковш может дополнительно содержать множество сменных грунтозацепов, соединенных с возможностью съема со скребком и с рамой рядом с устьем.
Дополнительно ковш может также содержать множество сменных защитных уголков, соединенных с рамой с возможностью съема с интервалами вдоль сторон рамы.
Несущая часть может содержать верхнюю крепежную плиту, а средство крепления может содержать юбку, отходящую от этой верхней плиты. Например, крепежная плита может быть по существу прямоугольной, а юбка может отходить от трех сторон прямоугольной крепежной плиты.
Средство крепления на несущей части может содержать любой подходящий держатель для соединения ковша с землеройной машиной. В соответствующих случаях устройство крепление содержит множество проушин для взаимодействия с внешним несущим устройством ковша, выступающих от крепежной плиты и расположенных на расстоянии руг от друга. Каждая из проушин может образовывать отверстие для прохождения оси шарнира, позволяющей поворачивать ковш относительно несущего устройства ковша.
В соответствии с другим аспектом изобретения предложен ковш для перемещения грунтового материала, содержащий:
- несущую часть, и
- нагружаемую часть, соединенную с несущей частью путем сварки с возможностью отсоединения путем разрушения сварного шва таким образом, что нагружаемая часть может быть заменена другой нагружаемой частью,
причем нагружаемая часть содержит раму и множество плит, соединенных с рамой путем сварки, и по меньшей мере одна из множества плит может быть отсоединена от рамы путем разрушения сварного шва таким образом, что указанная плита может быть заменена другой плитой.
В соответствующих случаях, ковш является экскавационным ковшом.
Несущая часть может определять средство крепления, а нагружаемая часть может определять комплементарное средство крепления, плотно входящее в указанное средство крепления наружной части.
Несущая часть может содержать верхнюю плиту, содержащую наружную кромку, и средство крепления может содержать юбку, отходящую от наружной кромки верхней плиты.
В соответствии с другим аспектом изобретения, предложена несущая часть для экскаваторного ковша, содержащая по существу прямоугольную крепежную плиту с по меньшей мере одним крепежным элементом для соединения с машиной и юбку, отходящую от трех сторон крепежной плиты, причем эта юбка содержит средство крепления для соединения с нагружаемой частью.
Нагружаемая часть может содержать стенку, содержащую верхнюю кромку, образующую дополнительное средство крепления.
В соответствии с другим аспектом изобретения, предложена нагружаемая часть для экскаваторного ковша, содержащая основание, две боковые стенки и заднюю стенку, причем каждая из стенок содержит верхнюю кромку, определяющую открытый верх и образующую средство крепления для соединения с несущей частью.
Нагружаемая часть может содержать две боковые плиты и опорную плиту, причем каждая из двух боковых и одной опорной плит могут быть соединены с рамой с возможностью отсоединения.
В соответствии с еще одним аспектом изобретения, предложен ковш для перемещения грунтового материала, содержащий:
- раму, и
- множество соединенных с рамой плит, причем по меньшей мере одна из множества плит может быть отсоединена от рамы и заменена другой плитой.
Таким образом, изношенные или поврежденные плиты могут быть отсоединены и заменены.
По меньшей мере одна из множества плит может быть приварена к раме и отсоединяться от рамы путем разрушения сварного шва.
Как вариант, каждая из множества плит может отсоединяться от рамы таким образом, чтобы указанные плиты могли быть заменены.
Рама может содержать две стороны, и нагружаемая часть может содержать две боковые плиты, соединенные с указанными сторонами, и каждая из боковых плит может отсоединяться от рамы таким образом, чтобы их можно было заменить другими боковыми плитами.
Рама может определять по меньшей мере одну опорную панель между боковыми панелями, и нагружаемая часть может содержать по меньшей мере одну опорную плиту, соединенную с рамой и проходящую через опорную панель, и эта по меньшей мере одна опорная плита может быть снята с рамы таким образом, чтобы ее можно было заменить другой плитой, например, при износе или повреждении.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, рама может определять одну опорную панель, например, изогнутую по длине, и одну опорную плиту, например с соответствующим изгибом, проходящую через опорную панель.
Опорная плита может содержать два элемента плиты, соединенных друг с другом, например, путем сварки, и два этих элемента плиты могут иметь разную толщину или прочность. Это позволяет соединять два элемента плиты таким образом, чтобы они выдерживали разные силы и нагрузки.
В соответствии с другим вариантом, рама может определять две опорных панели, и нагружаемая часть может содержать две отдельных опорных плиты, проходящие через две опорные панели.
Ковш может дополнительно содержать верхнюю плиту, соединенную с рамой и множеством плит, и множество проушин на верхней плите для взаимодействия с внешним несущим устройством ковша, выступающих от крепежной плиты и расположенных на расстоянии друг от друга.
Каждая из проушин может образовывать отверстие для прохождения оси шарнира, позволяющей поворачивать ковш относительно несущего устройства.
В соответствии с другим аспектом изобретения, предложен экскаватор для экскавации грунтового материала из грунта, содержащий:
- опору;
- шарнирно-сочлененную секцию, отходящую от опоры, и
- ковш, соединенный с удаленным от опоры концом шарнирно-сочлененной секции, причем ковш содержит: нагружаемую часть, и несущую часть, соединенную с нагружаемой частью таким образом, что она может быть отсоединена от несущей части, так что нагружаемая часть может быть снята и заменена другой нагружаемой частью.
Опора может быть подвижной опорой, содержащей грунтозацепное устройство, а опорная конструкция может содержать кабину оператора.
Шарнирно-сочлененная секция может содержать стрелу, отходящую от корпуса, и рукоять на удаленном конце стрелы, шарнирно соединенную относительно стрелы.
Несущая часть может быть соединена с нагружаемой частью путем сварки нагружаемой части с несущей частью и отсоединена от нагружаемой части путем разрушения сварного шва.
Альтернативно, несущая часть может быть соединена с нагружаемой частью с помощью крепежных элементов, проходящих через нагружаемую часть и несущую часть для прикрепления нагружаемой части к несущей части.
Несущая часть может содержать средство крепления, а нагружаемая часть может содержать дополнительное средство крепления, комплементарное указанному средству крепления несущей части.
Дополнительное средство крепления может быть выполнено таким образом, чтобы плотно входить в указанное средство крепления наружной части и прилегать к нему.
Ковш экскаватора может содержать необязательные признаки ковша, определенного в соответствии с предыдущим аспектом изобретения.
В соответствии с другим аспектом изобретения, предложена машина для перемещения грунтового материала, содержащая:
- опору;
- шарнирно-сочлененную секцию, отходящую от опоры, и
- ковш, содержащий: нагружаемую часть и несущую часть, соединенную с нагружаемой частью путем сварки и выполненную с возможностью отсоединения от нагружаемой части путем разрушения сварного шва таким образом, чтобы нагружаемую часть можно было заменить другой нагружаемой частью, причем нагружаемая часть содержит раму и множество плит, приваренных к раме, причем каждая из множества плит может быть отсоединена от рамы путем разрушения сварного шва таким образом, что плита может быть заменена другой плитой.
Машина может быть экскаватором.
Экскаватор и ковш могут обладать одним или более признаков экскаватора и ковша, определенных в предыдущих аспектах изобретения.
В соответствии с другим аспектом изобретения, предложен способ обслуживания ковша, содержащего нагружаемую часть для захвата грунтового материала и несущую часть, соединенную с нагружаемой частью с возможностью отсоединения от несущей части, включающий следующие этапы:
- отсоединение нагружаемой части от несущей части, и
- прикрепление другой нагружаемой части к несущей части.
Способ может включать обнаружение необходимости замены нагружаемой части.
Нагружаемая и несущая части могут быть сварены друг с другом, а отсоединение нагружаемой части от несущей части может включать разрушение соединяющего их сварного шва, а прикрепление другой нагружаемой части к несущей части может включать сварку нагружаемой и несущей части друг с другом.
Отсоединение нагружаемой части от несущей части может также включать удаление крепежных элементов из нагружаемой части от несущей части, которые соединяют указанные части друг с другом.
Соединение другой нагружаемой части к несущей части может включать проведение крепежных элементов через каждую из этих частей для их скрепления.
Проведение крепежных элементов через каждую из нагружаемой и несущей частей может включать проведение через обе эти части болтов или заклепок.
В соответствии с другим аспектом изобретения, предложен способ ремонта ковша, содержащего несущую часть и нагружаемую часть, соединенную путем сварки с несущей частью с возможностью отсоединения, причем способ включает следующие этапы:
- обнаружение необходимости замены нагружаемой части;
- отсоединение нагружаемой части от несущей части путем разрушения сварного шва, и
- соединение другой нагружаемой части с несущей частью. Ковш может быть экскаваторным ковшом.
Способ может включать один или более признаков предыдущего аспекта изобретения.
В соответствии с другим аспектом изобретения, предложен способ обслуживания ковша, содержащего раму и множество соединенных с рамой плит, причем по меньшей мере одна из множества плит может быть отсоединена от рамы, причем способ включает следующие этапы:
- обнаружение необходимости замены одной из отсоединяемых плит;
- отсоединение плиты от рамы, и
- соединение с рамой другой плиты.
По меньшей мере одна из множества плит может быть приварена к раме, и эта плита может быть отсоединена от рамы путем разрушения сварного шва.
Дополнительно, соединение другой плиты с рамой может включать приваривание этой плиты к раме.
Дополнительно, каждая из множества плит может быть выполнена с возможностью отсоединения от рамы или снятия таким образом, что все плиты могут быть заменены.
В соответствии с другим аспектом изобретения, предложен способ ремонта экскавационного ковша, содержащего раму и множество соединенных с этой рамой плит, причем по меньшей мере одна из множества плит выполнена с возможностью отсоединения от рамы, причем способ включает обнаружение необходимости замены одной из отсоединяемых плит; отсоединение указанной плиты от рамы, и соединение с рамой другой плиты.
Краткое описание чертежей
Экскавационный ковш и экскаватор в соответствии с настоящим изобретением могут иметь множество различных осуществлений. Ниже будет подробно описано несколько вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Целью настоящего подробного описания является объяснить специалистам, проявляющим интерес к предмету изобретения, возможности его практического применения. Однако ясно, что специфика этого подробного описания не отменяет применимости приведенного выше широкого описания.
На фиг. 1 представлен вид в перспективе сверху спереди ковша, содержащего нагружаемую часть и расположенную над ней несущую часть. На фиг. 2 представлен вид в перспективе снизу ковша по фиг. 1. На фиг. 3 представлен вид в перспективе сверху сзади ковша по фиг. 1. На фиг. 4 представлен вид в перспективе снизу сзади ковша по фиг. 1. На фиг. 5 представлен вид сбоку ковша по фиг. 1. На фиг. 6 представлен детальный разрез части ковша по фиг. 5. На фиг. 7 представлен вид сзади ковша по фиг. 1.
На фиг. 8 представлен покомпонентный вид в перспективе сзади ковша по фиг. 1, демонстрирующий плиты, отсоединенные от нагружаемой части.
На фиг. 9 представлен покомпонентный вид в перспективе спереди ковша по фиг. 1, демонстрирующий несущую часть, отсоединенную от нагружаемой части и расположенную над ней.
На фиг. 10 представлен покомпонентный вид в перспективе сзади ковша по фиг. 1, демонстрирующий несущую часть, отсоединенную от нагружаемой части и расположенную над ней.
На фиг. 11 схематично представлен вид в перспективе сзади, демонстрирующий сварку нагружаемой части с несущей частью ковша по фиг. 1.
На фиг. 12 схематично представлен вид в перспективе спереди, демонстрирующий сварку нагружаемой части с несущей частью ковша по фиг. 1.
На фиг. 13 представлен вид сбоку ковша по фиг. 11.
На фиг. 14 представлен детальный разрез части ковша по фиг. 11.
На фиг. 15 представлен вид сбоку экскаватора, содержащего стрелу и ковш, представленный на предыдущих чертежах, соединенный с концом стрелы.
На фиг. 16 представлен вид в перспективе спереди ковша, являющегося вариантом ковша по фиг. 1.
На фиг. 17 представлен вид в перспективе сзади ковша по фиг. 16.
На фиг. 18 представлен вид сбоку ковша по фиг. 16.
На фиг. 19 представлен детальный чертеж части ковша по фиг. 16.
На фиг. 1-14 представлен экскавационный ковш 10, подходящий для экскавации.
Осуществление изобретения
Ковш 10 содержит несущую часть 12 и нагружаемую часть 14, соединенную с несущей частью 12 с возможностью отсоединения, т.е. отсоединяемую от несущей части 12. Это позволяет отсоединить нагружаемую часть 14 от несущей части 12 и заменить ее другой нагружаемой частью. В соответствии с вариантом осуществления по фиг. 1-13, нагружаемая часть 14 соединена с несущей частью 12 путем сварки этих частей друг с другом. Таким образом, нагружаемая часть 14 может быть отсоединена от несущей части 12 с помощью любой известной технологии разрезания сварного соединения, включая кислородные факелы, воздушно-дуговую резку или долбление.
Нагружаемая часть 14 имеет по существу коробчатую конфигурацию с основанием 15 и стенкой 16, проходящей вверх от основания с трех сторон. Четвертая сторона открыта и определяет устье 17 для приема вынутого грунта. Дополнительно, нагружаемая часть 14 имеет открытый верх 19 (см. фиг. 9 и 10).
В конструктивном отношении нагружаемая часть 14 образована рамой 22 и множеством соединенных с этой рамой 22 плит. Более конкретно, рама 22 определяет боковые панели на каждой из сторон рамы 22 и боковые плиты 24, 26, проходящие через боковые панели. Дополнительно, рама 22 определяет по меньшей мере одну опорную панель, проходящую через заднюю часть нагружаемой части между боковыми панелями и соединенной с рамой 22 опорной плитой 28, проходящей через опорную панель.
На фиг. 8 представлен покомпонентный чертеж ковша 10 с отсоединенными плитами 24, 26, 28.
Рама 22, в свою очередь, содержит два боковых элемента 30 рамы, каждый из которых расположен на каждой из сторон ковша 10. Рама 22 содержит также два поперечных элемента рамы, верхний 32 и нижний 34, проходящих через заднюю часть нагружаемой части 14 между боковыми элементами 30 рамы.
Стенка 16 нагружаемой части 14 содержит верхнюю кромку 18, образующую средство крепления, являющееся средством 20 крепления наружной кромки, дополняющим средство крепления наружной кромки несущей части 12 и взаимодействующее с ним, как это будет более подробно описано ниже.
Верхняя кромка 18 стенки 16 определена верхней кромкой боковых элементов 30 стенки рамы и верхней кромкой верхнего поперечного элемента 32 рамы.
Плиты 24, 26, 28 приварены к раме 22 и могут быть сняты при износе или повреждении.
Ковш 10 дополнительно содержит скребок 36, соединенный с рамой 22 вблизи устья 17. Как можно видеть на чертежах, скребок 36 содержит грунтозацепный зуб 38, способствующий извлечению грунта ковшом 10.
Несущая часть 12 содержит крепежную плиту 42, содержащую юбку 44 вокруг наружной кромки. Юбка 44 проходит от крепежной плиты 42 и образует средство крепления в виде крепления 46 наружной кромки, взаимодействующего с комплементарным дополнительным средством 20 крепления наружной кромки нагружаемой части 14.
Как можно видеть на фиг. 9 и 10, верхние боковые элементы 30 рамы состоят из двух частей, внутренней части 50 и наружной части 52, сваренных друг с другом. Внутренние части 50 определяют боковые части крепления 20 наружной кромки нагружаемой части 14. Верхняя часть верхнего элемента 32 рамы определяет заднюю часть крепления 20 наружной кромки (лучше видно на фиг. 10).
Крепежная плита 42 является по существу прямоугольной и содержит четыре стороны, а юбка 44 выполнена с возможностью прохождения по окружности вокруг дополнительного средства 20 крепления наружной кромки нагружаемой части 14. Таким образом, по меньшей мере часть юбки 44 перекрывается с комплементарным средством 20 крепления наружной кромки, обеспечивая поверхность для прикрепления двух частей 12, 14 друг к другу.
Юбка 44 содержит две стороны 44а, 44b и заднюю часть 40 с. Каждая из сторон 44а, 44b содержит отходящую основную часть 48. Наружная часть 52 бокового элемента нагружаемой части 14 содержит комплементарную выемку 45. Когда две части соединены, основная часть 48 расположена в выемке 45, обеспечивая простое и точное соединение несущей части 12 с нагружаемой частью 14. Передняя кромка выемки 45 может также обеспечивать несущую поверхность, когда ковш 10 копает в обратном направлении, к экскаватору.
Устьевый конец 20 т крепления 20 наружной кромки имеет ступенчатый профиль, как показано на фиг. 9 и 10. Несущая часть 14 содержит переднюю панель 60, содержащую язычок 62 с каждой стороны, входящий в ступенчатую часть. Это также помогает зафиксировать две части. Это можно видеть на разрезе по фиг. 6.
Должно быть ясно, что после соединения двух частей 12, 14 внутренняя поверхность юбки упирается в наружную поверхность крепления 20 наружной кромки. Это ясно видно на разрезе по фиг. 6.
Несущая часть 14 дополнительно содержит устройство крепления, содержащее множество проушин 64 на крепежной плите 42, расположенных на некотором расстоянии друг от друга для взаимодействия с несущим устройством ковша на экскаваторе. Каждая из проушин 64 определяет отверстие 66 для прохождения через него оси шарнира из несущего устройства ковша для обеспечения возможности поворота ковша 10 относительно несущего устройства ковша. Поскольку конструкция и действие несущего устройства ковша для перемещения и управления ковшом широко известны и не являются частью настоящего изобретения, они не будут подробно описаны ниже. Механическая обработка проушин 64 должна высокоточной и потому является дорогостоящей.
На фиг. 11-14 представлена сварка несущей и нагружаемой частей друг с другом. Эти части свариваются по внутреннему и наружному стыкам 70, 72. На фиг. 14 представлен разрез со сваренными стыкуемыми поверхностями. Следует заметить, что двойные сварные швы обеспечивают очень прочное соединение между двумя частями.
На фиг. 15 представлен пример экскаватора с экскаваторным ковшом по фиг. 1-14.
Экскаватор 80 содержит опору 82 и отходящую от опоры шарнирно-сочлененную секцию 84. Опора 82 является подвижной опорой, содержащей грунтозацепное устройство 86 и кабину 88 оператора. Шарнирно-сочлененная секция 84 содержит стрелу 90, отходящую от опоры 82, и рукоять 92 на удаленном конце стрелы 90, которая шарнирно соединена относительно стрелы 90. Ковш 10, аналогичный описанному выше со ссылками на фиг. 14, соединен с возможностью отсоединения с удаленным от опоры 82 концом шарнирно-сочлененной секции 84.
При работе ковш 10 обычно используется на экскаваторе 80, таком как показан на фиг. 15, для экскавации и удаления материала из грунта.
Когда ковш 10 находится в рабочем состоянии и используется для работы, несущая и нагружаемая части 12, 14 соединены друг с другом и работают как единый блок. Нагрузки, которым подвергается при обычной работе нагружаемая часть 14 ковша, например из-за каменистых и других грунтовых материалов, значительно превышают нагрузки на несущую часть 12. Вследствие этого нагружаемая часть со временем изнашивается и повреждается. Следовательно, ожидаемый срок эксплуатации нагружаемой части меньше, чем несущей части 14, которая не подвергается значительным столкновениям с извлекаемым материалом.
При повреждении или износе или каким-либо другим причинам, требующим замены нагружаемой части 14, работа экскаватора должна быть прервана, и ковш должен быть снят и отправлен на производственный участок.
Затем нижняя нагружаемая часть 14 может быть заменена новой, неповрежденной и неизношенной, нижней частью 14, которая прикрепляется к имеющейся несущей части 12 и, таким образом, используется повторно. Для этого имеющаяся нагружаемая часть 14 отсоединяется от верхней несущей части 12, для чего разрезается сварной шов, соединяющий и прикрепляющий нагружаемую и несущую части 14, 12 друг к другу. Это осуществляется с помощью кислородных факелов или других известных инструментов. Поскольку эти технологии хорошо известны специалистам в данной области и не являются частью настоящего изобретения, они не будут подробно описаны в настоящей работе. Затем новую неизношенную нагружаемую часть 14 соединяют с имеющейся или той же несущей частью 12, например, путем сварки части 14 с частью 12.
Новую нагружаемую часть 14 соединяют с частью 12 путем размещения юбки крепежной части, образующей описанное выше крепление наружной кромки. Юбка 44, образующая средство 46 крепления наружной кромки части 12 размещается таким образом, что она окружает по периметру комплементарное средство 20 крепления несущей части 14, так что поверхности двух средств 20 и 46 крепления прилегают друг к другу. Затем две части 12, 14 сваривают друг с другом, после чего ковш 10 может быть снова установлен на экскаватор 80 и использован. Более конкретно, наружное и дополнительное наружное средства 20, 46 крепления свариваются друг с другом по их длине внутри и снаружи ковша.
Комплементарные прилегающие поверхности особенно хорошо видны на фиг. 1 и 3. При использовании, когда ковш входит в грунт или протягивается через грунт, он подвергается высоким нагрузкам, в особенности сдвиговым нагрузкам. Это обеспечивает соединение с достаточной конструкционной прочностью для осуществления его функций.
Ковш 10 в соответствии с вариантом осуществления по фиг. 1-14 представлен на фиг. 16-19. Этот ковш подобен ковшу, описанному в связи с фиг. 1-11, и потому не нуждается в других обозначениях, и одинаковые компоненты обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Соответственно, описание, которое будет приведено ниже, сфокусировано на различиях между этим и предыдущим вариантами осуществления.
В этом ковше несущая часть соединена с нагружаемой частью с помощью крепежных элементов, представляющих собой болты, проходящие через установочную и нагружаемую части и соединяющие их.
В ковше 10 несущая часть 12 соединяется с нагружаемой частью 14 с помощью крепежных элементов 100, представляющих собой заклепки, проходящие через несущую и нагружаемую части 12, 14 и соединяющие эти части. На разрезе по фиг. 19 представлены заклепки 100, проходящие через юбку 44 и крепление 20 наружной кромки таким образом, чтобы соединить две части.
Преимущество ковша, описанного выше со ссылками на прилагаемые чертежи, состоит в том, что он позволяет отсоединить нагружаемую часть от соединенной с ней несущей частью ковша и заменить ее другой, новой, нагружаемой частью. Это может быть осуществлено при минимальном времени простоя.
Разные ковши могут иметь разные конструкции, в особенности в отношении их нагружаемых частей, для осуществления разных функций в разных случаях применения. Например, разные конструкции нагружаемых частей используются для экскавации мягкой почвы по сравнению с экскавацией каменистой земли.
Еще одно преимущество состоит в том, что нагружаемая часть может быть отсоединена от несущей части ковша, с которой она соединяется, и заменена другой нагружаемой частью другой конструкции.
Другое преимущество состоит в том, что конструкция нагружаемой части может быть более легкой, в расчете на то, что срок ее эксплуатации меньше, чем срок эксплуатации несущей части ковша. Это помогает избежать использования вкладышей ковша, замена которых требует много времени и затрат.
Другое преимущество неиспользования износостойких вкладышей ковша состоит в том, что эти вкладыши могут накапливать энергию и являться опасным производственным фактором при их удалении.
Несущая часть может быть сконструирована в расчете на продолжительный и предварительно определенный срок эксплуатации. Соответственно, несущая часть может сохранять конструктивную целостность на протяжении срока эксплуатации, составляющего до 3000 часов или от четырех до пяти лет.
Комплементарные прилегающие поверхности соответствующих средств крепления обеспечивают соединение достаточной конструктивной прочности, чтобы выдерживать силы, действующие при использовании.
Еще одно преимущество состоит в том, что несущая часть имеет вид верхней плиты, а стенки ковша обеспечены нагружаемой частью. Это позволяет использовать съемные боковые плиты.
Должно быть ясно, что все вышеизложенное приведено только в иллюстративных целях, и, что все модификации и изменения, которые будут понятны специалисту, могут осуществляться без отклонения от сущности настоящего изобретения, предложенной в настоящей заявке.