地面接合工具總成的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明通常涉及一種地面接合工具，更具體地說，涉及鏟斗、刮鏟和其他用于采礦和施工機械的作業(yè)工具上的地面接合工具。
【背景技術】
[0002]不同類型的采礦和施工機械(例如挖土機、輪式裝載機、液壓礦鏟、電纜鏟、斗輪以及拉鏟挖土機)通常采用鏟斗來挖掘并且移除正被作業(yè)的土壤或者正在開鑿或裝載的材料。鏟斗常常經(jīng)歷來自加載力和操作期間遇到的高耐磨性材料的極端磨損。采礦和施工機械中使用的大鏟斗和其他器具的更換可為非常昂貴和費力的。
[0003]鏟斗可以配備地面接合工具(GET)或者一組GET來幫助保護鏟斗以及其他土壤作業(yè)工具免于磨損。通常，GET可以是齒、護邊器、尖端或其他可移除組件的形式，所述可移除組件可以附接到鏟斗或者發(fā)生最具破壞性并且反復磨損和沖擊的其他工具的區(qū)域。例如，護邊器形式的GET可以包圍鏟斗的切削刃從而保護其免于過度磨損。
[0004]在這樣的應用中，可移除GET可能經(jīng)受來自磨損和反復沖擊的損耗，同時有助于保護鏟斗和安裝有GET的其他器具。當GET通過使用磨損時，其可被移除并且在合理的成本下用新的GET更換，以允許繼續(xù)使用同一個鏟斗。通過保護帶有GET的器具以及以適當?shù)拈g隔更換舊的GET，顯著的成本和時間節(jié)省是可能的。
[0005]GET可以具有多種形式。例如，于2010年7月27日授權給Smith等人的用于“Ground Engaging Tool System(地面接合工具系統(tǒng))”的美國專利案第7，762，015號涉及一種帶有地面接合工具(例如尖端、安裝到作業(yè)工具或為作業(yè)工具的一部分上的適配器以及旋轉鎖定構件)的地面接合工具系統(tǒng)。地面接合工具可以附接到適配器上，且所述適配器的桿部滑入提供在鎖定構件上的狹槽。鎖定構件可以旋轉以便狹槽的入口可以被封鎖并且桿不能滑出狹槽。在這個位置，鎖定構件可以在鎖定位置，并且桿保留在鎖定構件的狹槽中將地面接合工具保持到適配器。
[0006]使用GET來保護大型機械器具所獲得的成本和時間的節(jié)省可以通過增加GET的壽命來進一步增強。因此，更耐用的GET系統(tǒng)可導致更少的因為零件更換的作業(yè)停止，從而產(chǎn)生更高的作業(yè)效率。在所屬領域中對于改進的GET系統(tǒng)的需求正在增長，其增加了 GET工具的使用壽命，從而導致更少的更換和生產(chǎn)率增加。
[0007]應理解，此背景描述已經(jīng)由本發(fā)明人創(chuàng)建以幫助讀者，且不能視為表明任何上述問題在本領域中都被理解。盡管所描述的原理也可以在一些方面和實施例中減輕在其他系統(tǒng)中的固有的問題，但應理解，創(chuàng)新的保護范圍由所附權利要求書來限定，而不是由任何公開特征的用于解決本文所述的任何特定問題的能力來限定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在實施例中，本發(fā)明描述了一種地面接合尖端，其包括地面接合部分和沿其縱向軸線與地面接合部分成對置關系的耦合部分。耦合部分包含內(nèi)表面、側壁和互鎖凸片。內(nèi)表面限定耦合器凹穴并具有底壁。側壁和底壁至少部分地限定耦合器凹穴?；ユi凸片具有底端和近端?；ユi凸片的底端與側壁鄰接，且互鎖凸片在基本上遠離地面接合部分的方向上從底端延伸到近端。側壁限定具有中心的保持孔口。沿縱向軸線測量的從保持孔口的中心到內(nèi)表面的底壁的第一縱向距離與沿縱向軸線測量的從保持孔口的中心到互鎖凸片的近端的第二縱向距離的比率為約3:2或更小。
[0009]在其他實施例中，本發(fā)明描述一種地面接合工具系統(tǒng)，其包括地面接合尖端，所述地面接合尖端包含地面接合部分和沿其縱向軸線與地面接合部分成對置關系的耦合部分。耦合部分包含內(nèi)表面、側壁和互鎖凸片。內(nèi)表面限定具有與內(nèi)腔連通的開口的耦合器凹穴。內(nèi)表面具有底壁。側壁和底壁至少部分地限定耦合器凹穴，且互鎖凸片具有底端和近端?；ユi凸片的底端與側壁鄰接，所述互鎖凸片在基本上遠離地面接合部分的方向上從底端延伸到近端。側壁限定具有中心的保持孔口。沿縱向軸線測量的從保持孔口的中心到底壁的第一縱向距離與沿縱向軸線測量的從保持孔口的中心到互鎖凸片的近端的第二縱向距離的比率為約3: 2或更小。地面接合工具系統(tǒng)具有耦合器，所述耦合器具有安裝鼻和限定互鎖凹槽的互鎖套環(huán)。耦合器安裝到地面接合尖端，以使得耦合器的安裝鼻設置在耦合器凹穴內(nèi)且地面接合尖端的互鎖凸片設置在互鎖凹槽內(nèi)。保持機構設置在保持孔口內(nèi)并適于將地面接合尖端固定到耦合器。
[0010]在又另一實施例中，本發(fā)明描述一種地面接合尖端，其包括至少部分地限定耦合器凹穴的底壁和側壁。互鎖凸片在基本上遠離底壁的方向上從側壁延伸到近端。側壁限定保持孔口，所述保持孔口基本上縱向地設置在互鎖凸片的近端與底壁之間的中部。
[0011]將從以下詳細描述以及附圖中理解所公開原理的另外的及替代方面和特征。如將理解的，本文所公開的與GET總成相關的原理能夠在其他和不同的實施例中進行，并且能夠在各個方面進行修改。因此，應該理解的是，前文一般描述和以下詳細描述都僅僅是示例性的和說明性的，且并不會限制所附權利要求書的范圍。
【附圖說明】
[0012]圖1是包含器具實施例的機器實施例的示意性側視圖，器具實施例具有根據(jù)本發(fā)明的原理構造的GET總成的實施例。
[0013]圖2是圖1的器具的放大側視圖。
[0014]圖3是圖1的器具的正鏟斗組件的透視圖。
[0015]圖4是圖3的正鏟斗組件的另一個透視圖。
[0016]圖5是根據(jù)本發(fā)明的原理構造的GET總成的實施例的透視圖。
[0017]圖6是圖5的GET總成的地面接合尖端的前透視圖。
[0018]圖7是圖6的地面接合尖端的后透視圖。
[0019]圖8是圖6的地面接合尖端的側視圖。
[0020]圖9是圖6的地面接合尖端的俯視圖。
[0021]圖10是圖6的地面接合尖端沿圖9中的線X-X截取的截面圖。
[0022]圖11是圖6的地面接合尖端沿圖8中線X1-XI截取的截面圖。
[0023]圖12是如由矩形XII所指示的取自圖11的放大細節(jié)圖。
[0024]圖13是圖5的GET總成的耦合器的前透視圖。
[0025]圖14是圖13的耦合器的后透視圖。
[0026]圖15是圖13的耦合器的俯視圖。
[0027]圖16是圖13的耦合器的側視圖。
[0028]圖17是圖13的耦合器的局部放大側視圖，示出了其尖端安裝部分。
[0029]圖18是圖13的耦合器沿圖16中的線XVII1-XVIII截取的截面圖。
[0030]圖19是如由矩形XIX所指示的取自圖18的放大細節(jié)圖。
[0031]圖20是圖13的耦合器沿圖15中的線XX-XX截取的截面圖。
[0032]圖21是圖5的GET總成的器具安裝鼻的前透視圖。
[0033]圖22是圖21的器具安裝鼻的側視圖。
[0034]圖23是圖21的器具安裝鼻的俯視圖。
[0035]圖24是圖5的GET總成沿圖31中的線XXIV-XXIV截取的截面圖。
[0036]圖25是圖5的GET總成的截面?zhèn)纫晥D。
[0037]圖26是如由矩形XXVI所指示的取自圖24的放大細節(jié)圖，示出了圖5的GET總成處于標稱位置。
[0038]圖27是如圖26的視圖，但示出了圖5的GET總成處于最大側旋轉位置。
[0039]圖28是如由矩形XXVIII所指示的取自圖25的放大細節(jié)圖。
[0040]圖29是如由矩形XXIX所指示的取自圖24的放大細節(jié)圖，示出了圖5的GET總成處于標稱位置。
[0041]圖30是如圖29的視圖，但示出了圖5的GET總成處于最大側旋轉位置。
[0042]圖31是圖5的GET總成的側視圖。
[0043]圖32是圖5的GET總成的局部放大側視圖，示出了地面接合尖端處于最大旋轉間距位置。
[0044]圖33是如圖32的視圖，但是經(jīng)部分剖開以示出設置在由地面接合尖端限定的耦合器凹穴中的耦合器的尖端安裝部分處于標稱位置。
[0045]圖34是根據(jù)本發(fā)明構造的鎖的前透視圖。
【具體實施方式】
[0046]本發(fā)明涉及用于各種類型的采礦和施工機械的GET總成和系統(tǒng)。圖1展示呈液壓挖土機的形式的機器50的實施例，其可以包含根據(jù)本發(fā)明的原理構造的GET總成70的實施例。在其他使用中，液壓挖土機可以用于在各種表面采礦應用的采礦過程中將表土和礦石裝載到拖運卡車上。
[0047]如圖1所示，機器50可以包含主體52，其具有容納機器操作員的駕駛室54。機器還可以包含臂架系統(tǒng)56，其在一端處樞轉連接至主體52，且在另一相對遠端處支撐器具60。在實施例中，器具60可以是任何合適的器具，如鏟斗、翻蓋挖斗、刀片或可以與GET —起使用的任何其他類型的合適裝置?？刂葡到y(tǒng)可以容納在駕駛室54中，其可適于允許機器操作者操縱并鉸接耦合器具60以用于挖掘、開鑿或任何其他合適的應用。
[0048]圖2至圖4展示器具60的實施例。參照圖2，器具60可包含切削刃62，其可適于與地面或其他挖掘表面接合。切削刃62可具有多個GET總成70。GET總成70可布置在切削刃62上，以使得GET總成70以切削刃62相對GET總成70的尖端偏移的方式接觸作業(yè)材料。如圖3至圖4所示，護罩64可與GET總成70交替布置，以進一步保護切削刃62未被GET總成70覆蓋的部分。經(jīng)過反復使用，GET總成70可能經(jīng)受磨損并最終被更換以允許器具60的進一步使用。
[0049]盡管圖1至圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的原理以液壓挖掘機的鏟斗構造的GET總成的使用，但許多其他類型的器具及采礦和施工機械均可受益于使用如本文所描述的GET總成。應理解，在其他實施例中，根據(jù)本發(fā)明原理構造的GET總成可用于多種其他器具和/或機器中。
[0050]參照圖5，示出的GET總成70可包含地面接合尖端100、耦合器200和器具安裝鼻300。器具安裝鼻300可經(jīng)焊接或以其他方式連接至鏟斗或可附接GET總成70的其他機器器具。可使用第一對保持機構208或其他合適的附接裝置將耦合器200樞轉地連接到或以其他方式安裝到器具安裝鼻300。第一對保持機構208可分別設置在GET總成70的相對側上?？墒褂孟嗨频谋３謾C構(如第二對保持機構108)或另一合適的附接裝置將地面接合尖端100樞轉地連接到或以其他方式安裝到耦合器200。第二對保持機構108可分別設置在GET總成70的相對側上。
[0051 ] 在一些實施例中，第一對保持機構108和第二對保持機構208可與圖34示出的鎖400的實施例相似。鎖400可包括狹槽410。狹槽410可形成在鎖400的C形部分420中。C形部分420可包含后支腿421、頂部支腿422和底部支腿423。狹槽410可插入在頂部支腿422和底部支腿423之間。頭部部分430可在C形部分420的頂部上。頭部部分430可包含形成于其中的兩個棘爪431,432,和位于兩個棘爪431、432之間的環(huán)形表面433。止動凸片434也可形成在頭部部分430中。頭部部分還可包含工具接口 435。
[0052]第一對保持機構108和第二對保持機構208可使GET總成70的組件相互固定并基本上限制組件相對于彼此的相對移動，以使得GET總成70可在不使用時位于標稱位置。當GET總成70的組件受到沿橫向軸線75或可垂直于橫向軸線75的法線軸80的力時，第一對保持機構108和第二對保持機構208可繼續(xù)使組件相互固定，但可允許零件響應其所經(jīng)受的力而圍繞橫向軸線75和/或法線軸80相對于彼此旋轉。GET總成70的相應組件可相對于彼此旋轉進入最大旋轉位置，在此位置上，零件可在各種點處相互接觸，從而限制進一步的相對旋轉移動。下文將更詳細地論述最大旋轉位置上的接觸點。
[0053]圖6至圖12展示地面接合尖端100的實施例。參照圖6，示出的地面接合尖端100可包含地面接合部分110和耦合部分112。耦合部分112可沿其縱向軸線85與地面接合部分110成對置關系。縱向軸線85可垂直于法線軸80和橫向軸線75，沿地面接合尖端100的長度延伸。尖端側壁113、115可沿縱向軸線80從地面接合部分110延伸到耦合部分112。示出的地面接合尖端100可大致呈楔形，地面接合部分110可為最窄點并可沿法線軸80在沿縱向軸線85朝耦合部分12移動的兩個方向上張開。
[0054]通常，地面接合部分110可為GET總成70首先接觸地面或其他作業(yè)材料的零件并可經(jīng)受最大磨損。隨著時間的推移及反復使用，地面接合部分110可能磨損。當?shù)孛娼雍喜糠?10被磨損到一定程度時，可更換地面接合尖端100。
[0055]參照圖7，地面接合尖端100的耦合部分112可包含一對互鎖凸片116、117和內(nèi)表面118。內(nèi)表面118可限定耦合器凹穴114，其凹入耦合器部分112的內(nèi)部。耦合器凹穴114可具有與內(nèi)腔121連通的開口 119。內(nèi)表面118限定耦合器凹穴114，以使得耦合器凹穴面向基本上遠離地面接合部分110的方向。耦合器凹穴114的內(nèi)表面118可包含底壁120、第一耦合器面壁122、第二耦合器面壁124和一對側壁126、128。底壁120可大致為平面的且大致平行于耦合器凹穴114的開口 119。底壁120可大致背向地面接合部分110。第一耦合器面壁122、第二耦合器面壁124和一對側壁126、128可全部鄰近且鄰接底壁120。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124可各自具有互鎖端178、179，其經(jīng)設置為沿縱向軸線85與底壁120成對置關系。第一耦合器面壁122可與第二耦合器面壁124成間隔關系且基本上與第二耦合器面壁對稱。內(nèi)表面118可利用光滑后圓角130從底壁120過渡至第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124且過渡至側壁126、128，所述光滑后圓角130包圍底壁120的周界。
[0056]參照圖10，第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124從底壁120延伸到耦合器凹穴114的開口 119。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124可彼此成間隔關系且相對于由縱向軸線85和橫向軸線75限定的平面相當大。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124可在側壁126、128之間沿縱向軸線85遠離地面接合部分110從底壁120朝開口119延伸。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124可沿法向軸線80在相反方向上彼此遠離張開，沿縱向軸線85從耦合器凹穴114的底壁120移動至開口 119。第一耦合器面壁122和第二耦合器面壁124可各自具有鄰近底壁120的遠端平面部分132、133以及鄰近遠端平面部分的彎曲部分134、135，使得遠端平面部分可設置在底壁和彎曲部分之間。在一些實施例中，遠端平面部分132、133可包含配合墊129。配合墊129可向地面接合尖端100提供額外結構支撐并可有助于在地面接合尖端和耦合器200之間提供固定配合。如圖7和圖10所示，配合墊129還可覆蓋底壁120的一部分。
[0057]參照圖10，第一耦合器面壁126和第二耦合器面壁128的彎曲部分134、135中的每一者可基本上為S形，且限定具有鄰近遠端平面部分132、133的第一凸出部分136、137、鄰近第一凸出部分的凹入部分138、139和鄰近耦合器凹穴114的開口 119的第二凸出部分140、141的雙彎曲線，以使得凹入部分138、139可設置在第一凸出部分136、137和第二凸出部分140、141之間。第一耦合器面壁122的遠端平面部分132和彎曲部分134限定第一耦合器面壁輪廓外形且第二耦合器面壁124的遠端平面部分133和彎曲部分135限定第二耦合器面壁輪廓外形，如例如在圖10中沿橫向軸線75在截面中所查看。
[0058]第一凸出部分136、137可具有第一凸出曲率半徑，第二凸出部分140、141可具有第二凸出曲率半徑，且凹入部分138、139可具有凹入曲率半徑。遠端平面部分132、133的長度A可沿縱向軸線85測量為鄰近底壁120和第一凸出部分136、137的后圓角130之間的縱向距離。在一些實施例中，第一凸出曲率半徑可大于第二凸出曲率半徑。在一些實施例中，第一凸出曲率半徑與第二凸出曲率半徑的比率可為至少約2: 1，且在特定實施例中可為至少約3: 1或至少約5: 1。在一些實施例中，第一凸出曲率半徑可基本上等于相應凹入部分138、139的凹入曲率半徑。
[0059]在一些實施例中，相應凹入部分138、139的凹入曲率半徑與相應第二凸出部分140、141的第二凸出曲率半徑的比率可為約4: 1或小于4: 1。在一些實施例中，凹入曲率半徑與第二凸出曲率半徑的比率可在約3: 1和約4: 1之間的范圍內(nèi)。在特定實施例中，凹入部分