磨损组件

相关申请

本申请要求美国临时专利申请No.62/753,675(2018年10月31日提交，标题为“Wear Assembly”)的优先权，该申请通过引用整体地并入本文并且构成本文的一部分。

技术领域

本公开涉及一种在磨蚀环境中使用的用于在各种装备上使用的磨损组件。

背景技术

在采矿和建筑中，通常沿着挖掘铲斗的开挖边缘设置磨损零件。磨损零件保护基础装备免受过度磨损，并且在一些情况下，还执行其他功能，诸如打碎开挖边缘前方的地面。在使用期间，磨损零件通常遭遇重载荷和高度磨蚀状况。结果，必须周期性地更换它们。这种更换的速度和容易是期望的。

这些磨损零件通常包括两个或更多个部件，诸如被固定到开挖边缘的基座以及安装在基座上以接合地面的磨损构件。磨损构件往往更快地磨损，并且在也必须更换基座之前通常被更换许多次。这样的磨损零件的一个实例是被附接到挖掘机的铲斗的唇缘的挖掘齿。齿能够包括固定到铲斗的唇缘的适配器和附接到该适配器以促使与地面接触的尖端。锁容纳在尖端和适配器的对准开口中以将部件保持在一起。

发明内容

本公开涉及一种用于在各种装备上使用的磨损组件，所述装备包括例如挖掘机、输送装置、粉碎机等。

在一个实施方案中，一种用于将磨损构件固定到基座的锁包括螺纹销，所述螺纹销容纳在具有螺纹的磨损构件中的开口中。锁包括至少一个密封件，所述至少一个密封件位于销与开口的壁之间以防止细屑的进入，从而减轻细屑束缚销并且阻止其在开口中旋转的风险。

在另一实施方案中，锁包括固定在磨损构件中的开口中的螺纹套环和可在该套环中移动以便将磨损构件固定到基座的螺纹销。一个或多个密封件位于销与套环之间以防止细屑进入螺纹。

在另一实施方案中，锁包括容纳到磨损构件中的螺纹开口中的螺纹锥形销。螺纹可能任选地由固定在开口中的套环提供。在套环中设置至少一个密封件，以便随着加宽销被更远驱动到套环中而压缩，以形成防止细屑进入的屏障。

在另一实施方案中，锁包括容纳到螺纹套环中的螺纹销。销在尾端部上包括加宽的头部。密封件被压缩在头部与套环的外表面之间以形成防止细屑进入的屏障。

在另一实施方案中，锁包括螺纹套环和容纳在该套环中的螺纹锥形销，其中套环和销各自包括密封件。使销在套环中前进使销接触并且压缩套环上的密封件，并且让套环接触并且压缩销上的密封件以防止细屑进入螺纹。

在另一实施方案中，锁包括螺纹销，该螺纹销可向内移动以将磨损构件固定到基座，该基座包括被密封以防止外部污染物的螺纹空间。在一个实例中，锁包括彼此接合的螺纹销和螺纹套环—各自具有由销和套环中的另一个压缩的密封件。

在另一实施方案中，锁包括锥形螺纹销，该锥形螺纹销被接合在磨损构件中的螺纹锁开口中。销具有接合基座以将磨损构件保持到基座的前端部以及可通过工具接合的尾端部。销至少部分地沿着其从前端部朝向尾端部的长度加宽。销的加宽使锁中的密封件在销与开口壁之间压缩以防止细屑进入接合的螺纹中。

在另一实施方案中，一种锁包括锥形螺纹销，该锥形螺纹销被接合在固定在磨损构件中的锁开口中的螺纹套环中。销具有接合基座以将磨损构件保持到基座的前端部以及可通过工具接合的尾端部。销至少部分地沿着其从前端部朝向尾端部的长度加宽。销的加宽使锁中的密封件在销与套环之间压缩以防止细屑进入接合的螺纹中。

在另一实施方案中，一种保护锁免受污染物的方法包括：将环形密封件定位在螺纹销中的凹部中；以及将环形密封件定位在螺纹套环的凹部中。然后，使销的螺纹与套环的螺纹接合以使销在套环中前进并且随着销前进而将每个密封件压缩在套环与销之间。

在另一实施方案中，用于将磨损构件固定到基座的锁的锥形销前进到保持在套环的凹部中的环形密封件中，使得销的增加直径压缩凹部中的环形密封件以产生屏障来防止细屑的进入。

在另一实施方案中，用于将磨损构件固定到基座的锥形销包括在凹部中位于销的头部下面的环形密封件，并且随着销的头部与固定在磨损构件的锁开口中的套环的顶面相遇，销密封件被压缩在凹部中。

在另一实施方案中，用于将磨损构件固定到基座的锥形销包括螺纹和O形环。O形环任选地在销的与锥形销的头部相邻的凹部中。

附图说明

图1是依照本公开的磨损组件的立体图。

图2是锁的立体图。

图3是锁的分解立体图。

图4是沿着图2中的4-4线截取的锁的横截面。

图5A是锁套环的底部立体图。

图5B是沿着图5A中的5B-5B线截取的锁套环的横截面图。

图6A是锁销的立体图。

图6B是沿着图6A中的6B-6B线截取的锁销的横截面图。

图7A是沿着在尖端中穿过锁开口的横平面截取的固定在一起的图1的磨损组件的尖端和适配器的横截面图。

图7B是第二配置中的磨损组件的尖端和适配器的横截面图。

图8是根据本公开的一个实例的用于将销插入到套环中以形成锁组件的过程。

图9是根据第二实现方式的锁套环的顶视图。

图10是如图9所示的锁的分解侧视图。

具体实施方式

本公开涉及一种用于各种土方工作装备的磨损组件，所述土方工作装备包括例如挖掘装备、粉碎机、输送装备等。土方工作装备作为一般术语旨在指代在采矿、建筑、矿物加工和其他活动中使用的各种机械中的任一种。实例包括拉铲机、电缆铲、正铲、液压挖掘机、挖泥机、破碎装备、剪切采矿机、连续开矿机等。土方工作装备还指代这些机械的正在加工土质材料的土方接合部件，诸如铲斗、鼓等。

为了讨论的方便，使用诸如前、后、顶部、底部等的相对术语。术语前或先前通常用于指示在使用期间(例如，在开挖时)的正常行进方向，并且上部或顶部通常被用作材料在例如它被收集到铲斗中时经过的表面的基准。然而，人们认识到，在各种土方工作装备的操作中，磨损组件可以被以各种方式定向并且在使用期间沿各种方向移动。

参考图1，在所图示的实例中，依照本公开的磨损组件10是附接到铲斗的唇缘8的挖掘齿10。除了本文公开的差异之外，所图示的齿10还具有与如美国专利9,222,243中所公开的相同的一般构造，该专利通过引用整体地并入本文。简要地，齿10包括焊接到唇缘8的适配器12、安装在适配器12上的中间适配器14以及安装在适配器14上的尖端(也称作尖头或磨损构件)16。虽然示出了一种齿构造，但是其他齿布置是可能的。仅作为实例，磨损组件可以具有从唇缘而不是适配器12突出的鼻部，适配器12可以由锁组件固定，尖端可以在没有中间适配器的情况下直接装配在鼻部或适配器上，部件可以具有不同的构造等。

中间适配器14包括向后开口的腔14C以在适配器12的前端部处容纳鼻部12A。适配器14包括向前突出的鼻部14A以安装尖端16。尖端16包括向后开口的腔16C以容纳鼻部14A，并且前端部穿透地面。锁20用于将磨损构件或尖端16固定到适配器14，并且将适配器14固定到基座12。

中央孔16B形成在磨损构件16中，该中央孔通向腔16C。适配器14的鼻部14A包括孔14B，当将磨损构件16安装在鼻部14A上时，该孔与孔16B对准。锁20被容纳到孔16B和14B中以将磨损构件16保持到适配器14。

孔14D被设置在适配器14的每一侧以用于容纳相应的锁20。进一步地，在鼻部12A的相反侧设置像孔14B一样的孔12B。孔12B优选地是封闭的，但是可能通过鼻部12A互连。当将适配器14安装到基座14的鼻部12A时，孔12B、14D对准。锁20被容纳到在每一侧对准的孔12B，14D中以将适配器14固定到基座12。

在此实施方案中，所有锁20是相同的，但是它们可能具有不同的构造。例如，将适配器固定到基座的锁可以在尺寸和/或构造上与将尖端固定到适配器的锁不同。锁用于将磨损构件固定到基座。关于齿10，可以将尖端16认为是被以中间适配器14的形式固定到基座的磨损构件。类似地，可以将中间适配器14认为是被以适配器12的形式固定到基座的磨损构件。

参考图2-7B，在所图示的实例中，锁20能够包括销22和套环26。套环26包括用于容纳销22的开口26A。开口26A包括螺纹26B以接合销22上的匹配螺纹22B。套环26优选地是单个单元(一件式或组装为一单元)，并且为了强度和简单，优选地为一件式构造。在此实例中，内密封件30被保持在套环中的壁形成开口26A中的凹部30A中(图4B)。密封件30可以是弹性O形环，但是可能使用其他类型的密封件。可替代地，螺纹26B可能形成在锁开口14D、16B的壁中，而没有单独的套环构件。在这样的情况下，凹部30A将容纳内密封件30(参见图7B)。

销22包括用于使销22转动的工具容纳形成物22C。在所图示的实例中，形成物22C包括在头部22A中具有小面25以用于容纳例如六角扳手的孔23。销22能够包括远离具有螺纹22B的头部延伸的远侧锥形柄24。在此实例中，外密封件28被保持在销22上的头部22A内侧的凹部28A中(图4)。外密封件28和内密封件30为经组装的锁提供封闭的螺纹空间。密封件可能颠倒，使得内密封件在销上并且外密封件在套环上。在替代实施方案中，任何一个密封件28、30可能被定位在套环或销上。仅作为实例，密封件能够被定位在分别与顶面31和底面33相距0cm至5cm之间(这不旨在为限制性的)。

随着销22被容纳到套环26中，螺纹22B接合螺纹26B；销22旋转以前进到套环的开口26A中。锥形柄24前进到密封件30中，使得柄24的增加直径接合密封件30以将密封件30压缩在凹部30A与柄24之间。随着销22进一步前进，外密封件28接触套环外表面26C并且被压缩在搁板表面31与外表面26C之间，使得产生间隙37(例如，作为非限制性实例，在.01cm至5cm之间，优选地在.01cm至1cm之间)。或者，外表面26C能够被形成有凹部，该凹部容纳外密封件28并且提供增加的表面面积以完全地接合密封件28而没有间隙。虽然优选将外密封件压缩在头部与套环之间，但是能够省略头部，或者外密封件与头部隔开，使得密封件被压缩在销与套环之间。在另一实例中，内密封件28或外密封件30可能是用于限制细屑的侵入的唯一密封件。在将销22完全地插入在套环26中情况下，外密封件28和内密封件30将从锁组件20的顶部和底部密封接合的螺纹。这种密封布置限制细屑侵入到螺纹中并且限制螺纹的束缚。密封件28、30在组装锁20时被压缩。

密封件28、30能够具有不同的布置。例如，内密封件28和外密封件30都可能在组装之前被固定到套环26或者都固定到销22。外销28可能被固定到套环并且内密封件30被固定到销。在一个实例中，销22可以为锥形以压缩固定在套环中的内密封件28和外密封件30两者。虽然在附图中示出了两个密封件28、30，但是可能任选地设置附加密封件。

在另一替代方案中，销柄24可能具有圆柱形配置。可能在螺纹22B的两侧设置密封件28、30以限制细屑的进入。然而，锥形柄24是优选的，因为滑入具有通过过盈配合压缩的O形环密封件的圆柱形开口的圆柱形主体的使用可以仅提供O形环的有限压缩，并且因此可能不提供和能够通过使锥形柄24穿过内密封件30前进所获得的一样完整的密封。还通过在外密封件28上(即，在头部与套环之间)使用唇缘型密封件来改善密封。在所图示的实施方案中，压缩内密封件30的锥形柄和将外密封件压靠套环的头部的组合使用提供良好的密封，使得有限的细屑将在操作期间侵入螺纹空间。其他布置是可能的。

销柄24优选地在其前端部27上无螺纹以便容纳到鼻部14A中的孔14B(或孔12B)中。销22被从磨损构件外部安装到套环26中，使得销端部27是前端部并且销螺纹22B接合套环螺纹26B。六角套筒23(或其他工具接合形成物)在近端部处形成在头部22A中，以用于容纳使销22在套环26中转动的工具。前端部27在被完全地插入时，将在孔12B或14B中接合以将磨损构件固定到基座。尾端部可能被形成为没有头部，在此情况下外密封件(若设置的话)将在销柄与锁开口的壁之间压缩。

参考图5，能够将所图示的套环26以各种方式分别安装在适配器14的孔14D、16B和尖端16中，所述各种方式包括焊接、螺纹套环和孔、过盈配合、容纳对应锥形套环26的锥形孔和其他方法。能够如美国专利No.9,222,243中所公开的那样通过凸耳和夹子将套环26固定在锁开口14B、16B中。

参考图8，公开了用于组装锁组件20的保护该锁组件免受污染物的过程200。在步骤201中，将第一密封件定位到销的第一凹部28A中。第一密封件可以是环形的或弹性O形环。第一凹部28A可以位于销的头部22A附近或者可以位于较低处。在步骤203中，将第二密封件30定位在套环26的第二凹部30A内。在步骤205中，将销22和第一密封件28定位在套环26的孔口23内。锁组件20由销22和套环26的接合形成。在步骤207中，将第一密封件28A压靠销22的套环26和头部27(如果密封件与头部隔开则在销与套环之间)。在一个实例中，套环26与销22之间的接合可以在头部22A与套环26的顶面26C之间留下间隙37。或者，套环26与销22之间的接合可以完全地接合在头部22A与套环26的顶面26C之间。在步骤209中，将第二密封件30压靠销22的柄25和第二凹部30A。在一些实例中，柄25可以为锥形，使得随着柄25的较宽部分进一步下降到套环26的孔口23中，第二密封件30被进一步压缩。密封件28、30进一步限制细土质材料进入和阻塞锁组件20。在步骤211中，将锁组件20定位在磨损组件10的孔径内。尽管为了讨论的容易，按单独的步骤讨论步骤207、209和211，但是它们优选地全部同时发生；即，当前端部27被容纳到孔12B、14B中时，内密封件和外密封件都被同时地压缩。然而，在前端部完全地坐在孔12B、14B中之前，可能发生密封件在销柄与开口的壁之间的压缩。

在图9-10所示的一个实施方案中，套环126包括从套环的外部表面径向地延伸的凸耳132、134和136。磨损组件中用于容纳套环126的孔能够包括具有肩部的保持结构(未示出)，这些肩部接合锁套环126的凸耳132、134和136以使锁套环126保持在孔中。套环126然后容纳销122，该销在套环126中前进以将部件固定在一起。如上所述，销126随着它在套环中前进而接合内O形环130，并且随着销头部122A接合套环126的顶面126C而压缩外O形环128。

螺纹销122能够包括被偏置以突出超过周围螺纹122B的偏置闩锁齿或棘爪127。对应的外凹穴或凹部138形成在套环126的螺纹126B中以容纳棘爪127，使得当闩锁棘爪127与外凹穴138对准和插入时，螺纹销122相对于套环126闩锁到具体位置中。闩锁棘爪127在外凹穴138中的接合使螺纹销122相对于套环126保持在释放位置，这使销122保持在腔16C外部(或者至少在孔14B外部，同时在鼻部14A上具有足够的间隙)，使得能够将磨损构件16安装在鼻部14A上(或者从鼻部移除)。或者，可能将棘爪设置在套环上并且将凹穴或闩锁开口设置在销中。销122被优选地运送和存储在释放位置，使得磨损构件16准备好安装。

销122被转动以拧入套环126以将销从释放位置移动到保持位置，其是当闩锁棘爪127接合套环的螺纹126B时的位置。在一个实施方案中，当棘爪127接合凹穴140时存在引入注意的咔嗒声或“砰砰”，从而向用户提供触觉和/或听觉反馈，该反馈帮助用户确定销122被完全地闩锁在适当的服务位置中。这种触觉反馈导致使用本组合式套环和销组件120的磨损部件的安装更可靠。同样地，能够使销122转动以使销向外移动以释放锁，从而将磨损构件从基座移除。可以移动销，直到闩锁127被再次容纳在凹穴138中为止或者直到它被完全地移除为止。

为了限制细屑进入螺纹122B、126B中，凹穴138或凹部140优选地不贯穿套环126的壁137、139以通向外表面135。在一些实施方案中，凹部138、140能够贯穿壁137、139以通向套环126的外表面135。可能任选地在这样的凹部138、140中使用塞子以限制细屑的进入。

虽然所图示的实施方案是挖掘齿，但是能够在土方工作装备的各式各样的磨损组件中使用与将磨损构件16锁定在适配器14上相关联的特征。例如，可能用诸如本文所公开的锁来固定护罩、流道、衬里、磨损板、镐、破碎机尖头等。此类锁可能用于将各式各样的磨损构件固定到不同种类的土方工作装备，例如拉铲斗、勺斗、正铲、液压挖掘机用铲斗、剪切鼓机、连续开矿机、辊式破碎机、溜槽、输送机、卡车主体等。还能够在诸如美国专利申请2015/0314297中所公开的将磨损构件固定到基座的其他磨蚀环境中使用如本文所公开的锁，该申请通过引用整体地并入本文。虽然优选使用螺纹，但是可能以其他方式例如通过保持销或紧螺钉来固定销和套环，或者销可能具有楔形配置。在此类替代方案中，使用密封件来限制细屑的进入在缓解和/或加速锁的释放(即，通过移除锁或将锁移动到释放位置)时仍然可能是有用的。

本文阐述的公开内容包含具有独立效用的多个不同的发明。虽然已经以这些发明的优选形式公开了它们中的每一个，但是这些发明的如本文所公开和图示的具体实施方案不应在限制性意义上被考虑，因为许多变化是可能的。每个实例限定在前面的公开内容中公开的实施方案，但是任何一个实例不一定包含可以最终要求保护的所有特征或组合。在描述叙述“一”或“第一”元素或其等同物的情况下，这种描述包括一个或多个此类元素，既不要求也不排除两个或更多个此类元素。进一步地，除非另外具体地陈述，否则用于标识的元素的次序指示符，诸如第一、第二或第三，用于区分这些元素，而不指示要求或有效数量的此类元素，并且不指示此类元素的特定位置或次序。