專利名稱：用于固定耐磨構件的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于將耐磨構件固定到挖掘設備上的裝置，尤其是用 于將適配器固附到疏浚機刀盤上的裝置。
背景技術：
疏浚機刀盤被用于挖掘水下的泥土，比如河床。疏浚機刀盤的一種例 子在圖17中示出。 一般來說， 一個疏浚機刀盤包括若干個從基座圈16延 伸至盤芯23 (a hub)的支臂ll。這些支臂環繞基座圏16等距地間隔開， 并且被制成帶有一個環繞刀盤中心軸線的寬螺旋(abroad spiral )。各個支臂 均帶有一系列間隔開的齒12,用以鉆入地面。
在使用中，刀盤環繞其中心軸線進行旋轉，來挖掘出泥土。為了挖掘 出預期的地面痕跡，刀盤會左右移動并且向前移動。由于大浪和水的其它 運動，刀盤將還有可能上下移動，并且周期性地撞擊底面。作為這種獨特 切削作用的結果，疏浚機刀盤上的齒會經受強大的橫向和軸向載荷，以及 強大的沖擊牽引載荷，推動所述齒向上、向下以及側向運動。所述齒上的 強大橫向載荷還會由于操作人員無法看清在水下所挖掘的地面而造成。與 其它挖掘機(比如前端裝載機)不同，疏浚機刀盤的操作人員無法高效地 沿著一條最適合待挖掘地帶的路徑引導所述刀盤。
由于刀盤的旋轉挖掘作用，各個齒會以每分鐘30次的頻率刺入地面， 而對于采礦齒來說，大約是每分鐘1次。因此，對于這些齒來說希望易于 取下和安裝，來縮短刀盤的停機時間。與用于挖掘設備的耐磨裝置相同的 是，疏浚齒也包括多個一體連接起來的部件，以便減少必須更換的材料的 量，即僅需要更換已磨損組件。在圖17所示出的例子中，各個齒均包括一個基部18、 一個適配器13、 一個頂尖或者尖端17以及一個鎖件29。基部18被鑄造在支臂11上的一個 特定位置處，并且被定向成使得挖掘作用最大化。適配器13包括一個后端 部22，其被接收在一個形成于基部18中的插座14內，和一個向前突伸的 突起15,來固定住頂尖17。設置有一個可去除的鎖件29，以有利于以所需 要的頻率對齒尖17進行更換。所述適配器通過環繞后端部22的周邊進行 大倒角焊接(a large fillet weld)而被保持在所述插座中。在其它公知的疏 浚機刀盤1中，適配器2發生分叉，以形成一對腿部，這對腿部被構造成 包繞在支臂3的周圍(圖18)。這些適配器在沒有基部構件的條件下被直接 焊接在所述支臂上。
盡管在疏浚機刀盤中需要頻繁地更換齒尖，但是適配器仍然會磨損， 并且需要定期更換。但是，即使在疏浚機刀盤上更換單個適配器，也是一 個漫長過程。必須利用一個焊鋸將坪接起來的適配器切割下來。接著，還 必須對由于去除所述適配器而損壞的那部分支臂和基部進行修復和整修。 最后， 一個新的適配器被焊接到位。該過程一般需要每個適配器10-12個 工時。因此，即使僅更換單個適配器，也會不可避免地長時間拖延疏浚工 作。此外，鑒于這種長時間延遲，操作人員常常將等待，直至若干個適配 器需要更換才使得刀盤停止工作。由此，在工作中的實際延遲通常會更長。 事實上，對于一個具有50-60齒的一般刀盤而言，整個刀盤的整修過程需 要不止600個工時。為了避免疏浚時間長時間流逝，大多數疏浚工作均配 備有三個或者四個刀盤，從而當一個或者多個適配器需要更換、刀盤需要 整修或者刀盤發生斷裂時，可以更換整個刀盤。但是，刀盤非常昂貴。對 那些僅當正在使用的刀盤需要維修時才使用的多余刀盤進行維護，是對資 源的一種浪費。

發明內容
在本發明的一個方面，為了便于安裝和取下，適配器被機械式固附在 支臂上。所述適配器僅通過一個機械構造被保持在支臂的基部上，而無需 對適配器進行焊接。在優選構造中，所述基部和適配器被制成帶有互補的 聯結結構，以防止適配器沿著除松脫方向之外的方向上從基部上松脫下來。 一個可去除的鎖件被用于防止所述適配器沿著松脫方向從基部上不希望地松脫下來。利用一個機械式固附裝置，所述適配器可以通過筒單地去除所 述鎖件和沿著松脫方向移動該適配器而輕易地得以更換。在這種情況下無 需對焊接部進行切割，無需對所述基部和支臂進行整修，并且無需再次進 行焊接。與更換一個焊接起來的適配器需要10- 12個工時相反，按照本發 明的機械式固附起來的適配器可以以少至IO分鐘的時間進行更換。這是一 個驚人的改進，不僅明顯減少了刀盤的停機時間，而且還可以使得避免在 疏浚工地配備完全多余的刀盤成為可能。由此，取代一般在疏浚工地需要 三個或者四個刀盤，可以Y又需要兩個或者三個刀盤。
在本發明的一種優選構造中，所述適配器包括一個總體上呈T形的切 槽，用于接收一個位于所述基部上的互補形榫舌，和一個用于接收一鎖件 的開口。當被插入所述開口之內時，所述鎖件與所述基部的壁和所述開口
的壁相對，以防止所述榫舌與切槽發生松脫，并且由此將所述適配器保持 在所述基部上。
對于各種挖掘機，比如前端裝載機中的適配器來說共同的是，被機械 式固附在挖掘斗上。比如，美國專利No.5653048公開了一種帶有T形切槽 的適配器，所述切槽用于接收一個焊接在挖掘斗唇緣上的T形凸塊。 一個 鎖件被裝配在一個位于所述適配器頂部中的開口內，以防止所述適配器從 所述唇緣上滑落。在所述凸塊的前端部處形成有一個承載表面，以提供對 所述適配器的軸向支撐。盡管這種構造能夠很好地將適配器支撐在挖掘斗 上，但是并不非常適合于在疏浚機刀盤上使用。
在挖掘斗中，隨著該挖掘斗在地面中被向前驅動，齒主要經受軸向載 荷。但是，如前所述，由于刀盤的工作方式，位于疏浚機刀盤上的齒會經 受強大而頻繁的橫向載荷。在前述美國專利No.5653048中，適配器4被滑 動到凸塊5上，帶有一個微小的側向間隙，以便于進行組裝。在齒尖6上 施加大的側向載荷L會趨于使得所述適配器環繞容置的凸塊旋轉至部件之 間所限定的間隙范圍(圖16)。適配器的這種旋轉會導致產生阻力Rl -R4, 并且通過所述裝置拐角處基本上以"點，，接觸而產生很高的應力。盡管不 可能是真正的"點"接觸，但是該術語被用于表明在一個相對較小的面積 上施加較大的力。尤其是，以"點"的形式施加在所述基部的前部和鎖件7 上的較大力R2、 R3會在組件上產生特別高的應力值。相應地，如此高的應 力值會導致所述部件在這些位置處發生較大磨損，并且縮短這些部件的使用壽命。磨損增加還增大了間隙空間，這會導致所述組件在使用過程中發 生啼噠現象。部件的這種^噠現象會進一步加快這些部件的磨損。
在常規的挖掘工作中，比如利用前端裝載機，細砂會擠入所述適配器 與基部之間，從而使得呼噠現象減小或者消失，即使當磨損已經在所述部 件之間形成較大間隙時也是如此。但是，在疏浚工作時，水會將細砂沖入
和沖出所述間隙，并且防止細^H冗積在所述部件之間。由于所述部件之間
的間隙一般會在疏浚工作中得以保持，所以利用一個公知構造將適配器機 械式固附在一個位于疏浚機刀盤上的凸塊上，將延續在所述凸塊上產生p卡 噠現象，并且沿著所述適配器的前部和后部以點接觸方式反復施加較大載 荷。此外，由于細砂不斷地被水沖入和沖出所述部件之間的間隙，所以細 砂將在實際上用作一種作用于所述部件上的研磨物質，來進一步加劇所述 部件的磨損。因此，用于疏浚工作的適配器不能象先前那樣機械式固附在 疏浚機刀盤上的支臂上。
但是，這些缺點在本發明中得以克服，從而使得疏浚齒中的適配器可 以被機械式固附在支臂上。尤其是，所述基部的前部發生彎曲，并且與所
述適配器上的互補形鄰接部發生接觸。由此，當側向載荷以;菱轉方式推動 所述適配器時，承載表面的彎曲形狀能夠使得這些表面基本上完全直接地 相互接觸。與點接觸相反，這種完全接觸方案大大減小了在所述組件拐角 處經受的應力。并非具有基本上如同點接觸那樣施加的很高載荷，所述載 荷基本上散布在整個承載表面上，來大大減小所述部件中的應力，并且相 應地，明顯延長所述部件的使用壽命。
在一種優選構造中，所述拱形承載表面形成球形部分，來使得所述適 配器和基部的承載表面之間在水平的和豎直的橫向載荷作用下基本上保持 完全接觸。此外，所述基部的后承載表面與所述鎖件的前部也最好帶有類 似的拱形表面，來類似地在所述鎖件與基部之間基本上保持完全接觸。優 選的是，在所述適配器的前部和后部，所述承載表面的曲率半徑源自于同 一點。
在本發明另一方面， 一種用于與除疏浚機刀盤之外的挖掘機一同使用 的耐磨構件，也可以通過結合前面針對適配器描述過的彎曲承載表面而受 益。
在本發明的再一方面，所述鎖件被制成緊固所述基部與適配器之間的連接狀態。緊固后的裝置減輕了呼噠現象，并且由此延長了所述齒的使用
壽命。前述美國專利No.5653048公開了一種帶有螺紋插頭的鎖件，所述螺 紋插頭用于將適配器緊固在凸塊上。盡管如此，挖掘工作中的應力和應變 均會不斷地松動一個原先緊固起來的裝置，使得所述適配器將仍舊發生偏 移，并且在所述基部上產生?？▏}現象，導致磨損增大，尤其是在高頻刺入 和疏浚機刀盤上的齒的載荷發生變化時，更是如此。還有，利用一個松弛 的裝置，將無法在水環境中防止所述組件在使用過程中發生咕噠現象。
因此，按照本發明的又一方面，所述鎖件還包括一個彈性構件，其與 一個致動件協同工作，來保持所述適配器與基部之間的緊密配合，即使在 載荷已經導致所述部件之間產生磨損之后，也是如此。所述彈性構件被夾 持在一對剛性構件之間。所述致動件首先將適配器拉入與所述基部的緊密 配合狀態，并且將所述剛性構件拉扯到一起，來壓縮所述彈性構件。隨著 由于磨損在所述裝置中開始發生松弛，所述彈性構件發生延展，來減弱所 述適配器在基部上的任何偏移或者呼噠現象，并且由此保持這兩個組件之 間緊密配合。所述剛性構件還最好具有至少一個擋塊，這些擋塊用于防止 所述彈性構件被過度壓縮。以這種方式，所述剛性構件首先形成一個剛性 鎖件，其被緊密地設置在所述適配器與基部之間，并且還防止內部的彈性 構件由于過載而發生永久變形。
如前所述，疏浚機刀盤上的支臂具有一種寬螺旋構造。最終，所述齒 均以一個獨特方位從支臂上突伸出來，以便使得挖掘作用最大化。由于所 述齒以不同方位安裝起來在支臂上，所以必須注意確保各個適配器合適地 位于所述支臂上。這個額外的定位步驟會進一步延長在已知刀盤中安裝新 的適配器所需的時間。在圖17所示出的示例中， 一種樹脂被傾倒入所述凹 槽內，來環繞最先安裝起來的適配器發生硬化，由此形成一個凹槽，該凹 槽適合于合適地連續定向用于疏浚工作的適配器。無論如何，這種設計仍 舊需要細心、耗時的步驟來首先將適配器合適地置于所述支臂上，同時需 要傾倒和固化所述樹脂的額外工作。
正如可以明白的那樣，由于在直接將適配器焊接到支臂上的過程中沒 有對基部進行引導，比如在圖18中所示，所以幾乎無法合適地定位各個適 配器，來使得挖掘效率最大化。此外，隨著位于疏浚機刀具上的支臂從基 座環延伸至所述盤芯，這些支臂沒有統一的構造。為了避免必須制取特定形狀的適配器來沿著所述支臂合適地裝配在各個指定位置上的成本和麻 煩，適配器被制成在所述支臂上能夠通用裝配。由此，所述裝配一般比較 松弛，由此使得甚至更難以合適地定位所述適配器來進行焊接。挖掘效率 由此通常損耗在這些齒在疏潑機刀具上的不合適安裝。
在本發明的又一方面，所述支臂被制成沿著該支臂的前側邊緣帶有多 個間隔開的定位結構，來將所述齒合適地定位在所需方位。所述定位結構 均具有相同的構造，盡管它們相對于周圍支臂輪廓的方位可以發生變化， 以便沿著所述支臂針對特定位置合適地定位各個齒。在本發明的一個方面， 一個可分開的基部構件帶有一個互補的聯結結構，來與所述定位結構相匹 配，以便將所述適配器合適地支撐和定位在所述支臂上。最終，各個基部 均可以具有相同的形狀，與它們沿著所述支臂的待安裝位置無關。此外， 這些基部適合于以一種方便、精確以及快速的方式定位在疏浚機刀盤上。
在本發明的一個替代性實施例中， 一個焊接適配器(a weld-on adapter)包 括一個聯結結構，來與設置于所述支臂上的定位結構相匹配，從而使得該 焊接適配器可以被輕易地固定在所述支臂上的合適位置處。與本發明中的
基部相同，這些適配器可以均被制成具有相同的形狀，并且被輕易地正確 定位，與它們沿著所述支臂的待安裝位置無關。


圖1是一個按照本發明的固附裝置的前向分解透視圖。
圖2是一個按照本發明的基部的透視圖，結合有一個虛擬的球。
圖3是所述基部的平面俯視圖。
圖4是所述基部的側向正視圖。
圖5是一個按照本發明的疏浚機刀盤上的支臂的一部分的透視圖。
圖6是位于所述支臂上的基部的頂部透視圖。
圖7是一個按照本發明的適配器的后部透視圖。
圖8是所述適配器的側向正視圖。
圖9是所述適配器的平面俯視圖。
圖IO是一個按照本發明的鎖件的分解透視圖。
圖11是所述鎖件的側向正視圖。
圖12是所述鎖件的平面俯視圖。圖13是所述鎖件的透視圖。
圖14是所述鎖件沿著圖13中的線XIV-XIV的橫剖視圖。
圖15是一個按照本發明的齒在側向載荷下的示意性俯視圖。
圖16是一個現有技術中的齒在側向載荷下的示意性俯^L圖。
圖17是一個現有技術中的疏浚機刀盤的透視圖。
圖18是另外一個現有技術中的疏浚機刀盤的透視圖。
圖19是在另一實施例中一個安裝于疏浚機支臂上的焊接適配器的透視圖。
圖20是一個替代性焊接適配器的側向視圖。
具體實施例方式
本發明屬于一種用于將一個耐磨構件固定在挖掘機上的裝置。本發明 尤其適合于將一個齒安裝在疏浚機刀盤上，因為在優選構造中，所述齒能 夠很好地承受疏浚工作中典型的強大橫向載荷，并且減弱部件的。卡噠現象。 盡管如此，按照本發明的齒也可以與其它挖掘機一同使用。此外，用于挖 掘設備中的其它耐磨構件(比如護罩)也可以利用本發明安裝起來。
按照本發明， 一個齒30包括一個基部或者底座32、 一個適配器34、 一個頂尖(未示出)以及一個鎖件36 (圖1 )。這些齒組件將不時地以相關 術語進行描述，比如向上和向下，盡管疏浚設備的工作過程會使得所述齒 呈現許多不同的方位。這些方向僅用于解釋目的，并且一般將相對于圖1 中的方位進行理解。
在優選構造中，基部32具有一個下側l逸部38、 一個前側本體40以及 一個上側腿部42,總體上呈一個包繞在刀盤支臂48的前側邊緣44周圍的 U形構造(圖1-4)，用于進行補強。所述基部最好是一個整體式鑄造產品， 其通過焊接被固定在所述支臂上，但是也可以被機械式固附起來或者構造 成一個組合式構件?？蛇x擇地，所述基部可以作為這樣一種結構被固定在 所述支臂上，即被鑄造成所述支臂的一個整體部分(未示出)。
下側腿部38僅沿著支臂48的下側面47延伸短暫距離，盡管其可以被 省略或者帶有一個延展結構。上側腿部42沿著支臂48的上側面55向后延 伸，并且包括一個用于固定所述適配器的聯結結構56。由于疏潑機刀盤的 支臂的下側面或者內側面47較為難以接近，所以所述聯結結構最好被成形在該支臂的上側面或者外側面55上。盡管如此，也可以具有其它構造。例
如，所述腿部可以在支臂上顛倒，或者可以在所述支臂的上側面和下側面
上均設置一個聯結結構。腿部38、 42和本體40共同限定出一個面對著所 述支臂的內表面54。為了有利于將所述基部高效地焊接在所述支臂上，內 表面54被加工成基本上與其所正對的那部分支臂48的輪廓一致。所述基 部基本上沿著其整個周邊被焊接在所述支臂上，以便將該基部牢固地固定 在刀盤上。
上側腿部42沿著所述支臂的上側面55朝向本體40的后側延伸，來限 定出用于固定所述適配器的聯結結構56。該聯結結構56最好是一個軸向的 T形榫舌57,該榫舌57與適配器34上的一個互補形結構58滑動配合。盡 管如此，也可以使用其它帶有至少 一個側向延伸肩臺的結構來將所述適配 器與基部聯結起來。例如，所述聯結結構56將被制成其它總體呈T形的榫 舌，比如雞尾榫舌和其它以對稱方式側向變寬的榫舌、其它非對稱形狀的 榫舌、或者具有T形、鴻尾形或者其它形狀的切槽。在任何情況下，所述 上側腿部最好首先在本體40的上方向上延伸，以便使得適配器能夠滑過所 述本體，并且與所述榫舌聯結起來。上側腿部42的后端壁限定出一個適合 于與鎖件36發生配合的后側承載表面60。正如下面更為全面討論的那樣， 該后側承載表面最好發生彎曲，并且更為優選的是限定出 一個外凸式球形 部分(圖2)。盡管如此，也可以使用平整的后側承載表面，雖然益處減少。
本體40從支臂48的前側邊緣44向前突伸，來在使用過程中抵抗施加 在齒30上的力。在優選構造中，所述本體包括側壁50、 52，頂壁64和底 壁66,以及一個前側承載表面68。該前側承載表面68呈一個外凸式彎曲 形狀，如下面更為全面討論的那樣，用以保持在所述齒受到橫向載荷的過 程中基本上與所述適配器上的互補表面完全面接觸。在優選構造中，前側 承載表面68限定出一個外凸式球形部分(如圖2中陰影部分所示)，來接 納任何方向的橫向載荷，比如側向載荷、向上的載荷、向下的載荷或者會 在所述齒的縱軸69上施加一個橫向力的任何虛擬載荷。盡管如此，承載表 面68將被制成帶有這樣一個表面，其在水平和豎直方向上發生彎曲，但是 并非呈球形。在這種構造中，在任一或者兩個彎曲方向上的曲率半徑可以 是固定的或者發生變化。此外，承載表面68將僅在一個方向上帶有一個彎 曲形狀，雖然益處減少。例如，承載表面68將僅在水平或者豎直方向上或者在任何所需的特定方向上發生彎曲。但是，當僅在一個方向上發生彎曲 時，僅可以針對在沿著與該承載表面的彎曲部分大體相同的方向上的橫向 載荷保持所需的完全面接觸。
限定出承載表面68的曲率半徑取決于存在于所述基部與適配器之間的 相對間隙。例如，在所述部件之間形成一個間隙，來確保所述適配器可以 被聯結在所述基部上，尤其是沿著所述聯結結構。當在所述齒尖上施加一 個橫向載荷時，適配器將發生旋轉，直至所述間隙沿著側邊在斜對的拐角 處閉合，形成一個抵抗所述橫向載荷的聯結部。如果所述基部與適配器之 間的間隙沿著基部32的前端和后端相同時，那么所述適配器的旋轉中心將 大致位于基部32的中心點M處(即承載表面60、 68之間的中心點)。但是， 如果與另一端部相比在一個端部處的間隙較小時，那么所述旋轉中心將靠 近帶有較小間隙的端部，這取決于所述部件之間的不均衡量，即所述間隙 的不均衡度越大，那么所述旋轉中心朝向帶有較小間隙的端部的偏移量就 越大。在優選構造中，所述旋轉中心被用作曲率半徑的虛擬中心點。正如 可以明白的那樣，所述間隙沿著側邊的差異將與沿著所述基部與適配器的 頂部和底部的間隙不同。在這種構造中，在水平方向上的彎曲部最好不同 于在豎直方向上的彎曲部，以便對應于不同間隙的差距。
在優選構造中，如圖2中所示，后側承載表面60與前側承載表面68 以相同方式發生彎曲，盡管它們也可以以不同方式發生彎曲。因此，所述 后側承載表面可以與前面針對前側承載表面68討論過的方式發生變化(比 如在一個或者多個方向上發生彎曲)。優選的是，后側承載表面60和前側 承載表面68由源自于同一點的曲率半徑加以限定，所述點與適配器的旋轉 中心重合。但是，由于所述部件在強大載荷下會不可避免地發生撓曲，所 以限定出用于所述前側和后側承載表面的曲率半徑的點會存在某些偏離。 還有，后側承載表面60可以一個非常不同的起始點，用于限定出所述曲率 半徑，或者甚至可以是平整的，盡管這種構造將在所述鎖件上和所述基部 的后部上強加較高的應力。因此，所述前側和后側承載表面不僅可以具有 相同的彎曲部，而且還可以筒單具有對應的彎曲部，即盡管它們可以分別 具有不同的長度，但是曲率半徑源自于同一點。例如，如果如前所述那樣 適配器的旋轉中心相對于前端較為靠近后端，那么與前側承載表面68相比， 后側承載表面60將最好具有一個較小的曲率半徑。支臂48的前側邊緣44最好帶有多個間隔開的定位結構65,用于安裝 挖掘齒。在一個優選實施例中，各個定位結構均包括一個從凹槽71中突伸 出來的定位突起70 (圖5)。在優選構造中，各個定位突起均在模具中利用 一個特殊形狀的芯體而被鑄造為所示支臂的一部分。所述芯體被以所需方 位置于模具中，用于合適地將各個齒定位在所述支臂上。以這種方式，在 將所述適配器定位在支臂上時不存在困難。鑄造在支臂48上的定位突起70 已經提供了用于所述齒的預期方位。
在優選構造中，所述定位突起從一個形成于支臂48的前側邊緣上的凹 槽71中突伸出來。正對著所述基部本體的側壁50、 52的內側邊緣53、 54 的凹槽底部上的開槽表面72最好遺留一個微小間隙。該間隙也使得操作人 員能夠根據需要更為輕易地將所述基部從支臂上切割下來。優選的是，在 側壁50、 52的外表面74、 75與傾斜表面76之間存在一個空間73,以便進 行焊接操作。所述適配器包括一個聯結結構78，該結構78與定位結構65 相互作用，來合適地將挖掘齒定位成使得挖掘效率最大化。在這種構造中， 基部32的本體40限定出一個插槽77，該插槽77匹配地接收定位突起79, 來合適地將所述基部定位和支撐在所述支臂上。突起70的側面79和自由 端面80裝配在限定出插槽77的互補形表面上，來將所述齒合適地定位于 所述支臂上，并且除了焊接之外提供用于所述凸塊的支撐作用。為此，突 起70最好具有一個明顯的向前延展部。在一種優選構造中，所述突起在開 槽表面72之外延伸出大約1.50英寸，并且位于0.75至2.25英寸的范圍內。 盡管如此，可以利用或少或多的突起延展部。
呈適配器34形式的耐磨構件(圖1和7-9)具有一個安裝在基部32 上的后側部分86，和一個用于固定頂尖或者尖端的前側部分88 (未示出)。 在優選構造中，所述前側部分包括一個向前突伸的突起90，該突起90被容 置在頂尖上的插槽內。所述突起可以具有任何用于安裝一個頂尖的構造。 在該實施例中，所述前側部分還包括一個用于接收卡鎖銷(未示出)的切 槽92，以便將所述頂尖固定在適配器上。后側部分86包括一個上側腿部 94， 一個下側腿部96以及一個中間部分98。適配器34的下側力逸部96疊置 在底壁66上。腿部96的后端97正對著所述基部的前壁101，從而4吏得在 極端載荷下，壁101用于阻止所述適配器在基部上發生偏移。上側腿部94 向后延伸，來疊置在頂壁64和基部32的上側腿部42上。適配器34的上側腿部包括一個聯結結構58，其適合于于基部32上的聯結結構56相匹配。 因此，適配器34上的聯結結構可以以與用于基部32的聯結結構相同的方 式發生變化。在優選實施例中，上側腿部94包括一個T形切槽103,該切 槽103匹配地接收T形榫舌57。 T形切槽103沿著內表面104敞口 ，并且 位于上側腿部94的后壁106上，來有利于接收榫舌57。凸肋107最好沿著 中部98的內側邊緣108形成，用于增大強度，來阻止在使用過程中發生斷 裂(圖1 、 7和8 )。
適配器的中部98包括一個內部凹槽109,該內部凹槽109具有一個適 合于鄰接在基部32的前側承載表面68上的鄰接部或者鄰接表面105。因此， 鄰接部105和承載表面68均最好限定出一個曲率半徑基本上相同的球形部 分，盡管主要由于所述部件在強大載荷下發生的撓曲會使得彎曲部分在一 定的范圍內存在差異。如前所述，鄰接部105和承載表面68的優選形狀由 這樣一個曲率半徑加以限定，即該曲率半徑取決于適配器和基部的前端部 與后端部之間的間隙。在最為優選的構造中，所述基部與適配器之間的間 隙沿著側邊以及頂部和底部從前至后保持一致，從而使得彎曲的承載表面 68、 105均限定出一個球形部分。限定出所述球形部分的曲率半徑的實際所
面68、 105的曲率半徑最好不大于基部32的長度(即后側承載表面68與 前側承載表面68之間的距離)，以避免具有過于寬闊的圓弧。
如圖15中所示，側向載荷Ll趨于使得適配器34相對于基部32環繞 一個旋轉中心C進行旋轉。限定出承載表面68和105的曲率半徑源自于同 一個旋轉中心。由于鄰接部105與承載表面68之間匹配的拱形構造，這些 表面基本上保持相互之間完全面接觸。因此，不會象點接觸那樣沿著軸向 施加作用力，導致所述部件永久磨損。相反，所述軸向載荷基本上被分散 在整個鄰接部105和承載表面68上，以大大降低所述部件中的應力。最終， 基本上消除了與合力R2、 R3 (圖16)相伴的較高應力。
適配器34還在上側腿部94的后部上包括一個開口 IIO(圖l和7-9)。 在優選構造中，開口 IIO總體呈長方形構造，帶有一個彎曲的前壁113和一 個彎曲的后壁115。盡管如此，并非必須使得所述壁發生彎曲或者所述開口 總體呈長方形構造。相反，所述開口可以在實際中呈任何形狀，只要能夠 接收所述鎖件，并且相應地將所述適配器固定在基部上即可。如果在使用過程中適配器34發生了偏移，那么鎖件36將趨于與該適配器一同移動。 由此，在所述鎖件與適配器之間通常不會存在明顯偏移，并且由此不會在 它們之間產生過度磨損。后壁115最好包括一個孔117，該孔117延伸穿過 上側腿部94的后端106,來容納鎖件36的調節裝置。盡管如此，孔117可 以具有各種其它形狀，或者如果沒有使用調節裝置或使用了無需利用由孔 117提供的空間的調節裝置，也可以被省除。
鎖件36適合于被容置在開口 110中(圖1和10-14)。在優選構造中， 鎖件36總體上呈長方形構造，帶有一個彎曲的前壁123和一個彎曲的后壁 125,來與開口 110的構造相匹配。盡管在所述適配器與鎖件之間不太可能 發生偏移，但是彎曲壁115、 125有助于在發生偏移的情況下減輕任何磨損。 盡管如此，鎖件36可以以與前面針對開口 110討論過的相同方式具有各種 形狀。
在優選構造中，鎖件36包括一個外側部件127、 一個內側部件129 — 個彈性構件131以及一個致動件，最好呈螺釘133的形式。外側部件127 限定出一個凹腔134,用于接收內側部件129和彈性構件131。 一般來說， 外側部件127總體上呈C形，包括一個基壁135、 一個頂壁137以及一個底 壁139。 一對唇緣141、 143從頂壁137和底壁139開始相向延伸，來將內 側部件129和彈性構件131約束在凹腔134中?；?35包括一個孔136, 用于接收螺釘133。所述內側部件也總體上呈C形構造，帶有一個中間壁 147和兩個側壁149。所述兩個C形組件裝配在一起，來總體上限定出一個 箱子形狀。在優選的彎曲構造中，側壁149相對于中間壁147形成鈍角， 來與外側部件127的側邊緣150相匹配。 一個帶有內螺紋的凸塊151從中 間壁147的中心向后延伸，來接收螺釘133。彈性構件131最好是一個高彈 體。在優選構造中，所述高彈體由氯丁橡膠或者合成橡膠制成，盡管也可 以使用其它類型的彈性材料。所述高彈體被加工成環繞凸塊151容置在內 側部件129中。在優選構造中，彈性構件131具有一個帶有孔138的基部 132和一對支臂部分142。盡管如此，也可以使用其它形狀。此外，其它類 型的彈性材料也可以使用，比如或者Bellville彈簧或者螺旋彈簧。
所述鎖件通過將彈性構件131設置于內側部件129中的凸塊151的周 圍而被組裝起來。組合起來的內側部件和彈性構件可以隨后被側向插入到 外側部件127中的凹腔134側，即利用側邊緣150。 一旦凸塊151與孔136對齊，螺釘133最好凈皮回旋入凸塊151之內，直至被容置于孔136中。所 述螺釘能夠確保所述組件不會被偶然發生散落。
在使用中，在適配器34被置于基部32上之后，鎖件36被插入到開口 110內，同時榫舌57被容置在切槽103中(圖l)。螺釘133包括一個頭部 153，該頭部153帶有某些用于配合一個工具(未示出)的措施，用于旋轉 所述螺釘。在優選實施例中，螺釘頭部153具有內側平整部155,用于接收 一個合適的扳手。螺釘133的自由端部包括一個承載表面157,當該螺釘前 移時，承載表面157鄰接在后側承載表面60上。
抵靠后側承載表面60進一步前移螺釘133,會導致基壁135的后表面 125向后推動開口 110的后壁115。所述鎖件的這種延展會導致適配器34 上的鄰接部105與基部32的前側承載表面68處于緊密鄰接關系。在這種 鄰接之后進一步前移螺釘133，將導致內側部件129朝向外側部件127移動， 來對彈性構件131進行壓縮，直至側壁149鄰接在基壁135上。所述側壁 將鄰接在基壁135上，來防止所述彈性構件被過度壓縮。如果所述高彈體 是一種不可壓縮橡膠材料或者類似材料，那么在所述內側部件與外側部件 之間存在足夠的敞口空間，來允許內側部件129被拉靠在外側部件127上。 根據在將所述適配器聯結到基部上的阻力，在某些情況下所述彈性構件可 以在適配器被完全緊固到基部上之前受到壓縮。在任何情況下，通過使得 內側部件129與外側部件127貼切^:觸，鎖件36首先成為一個剛性的鎖定 構件。隨著磨損在適配器34與基部32之間開始發展，彈性構件131發生 延展，來減弱所述適配器相對于基部的運動，并且保持所述齒組件之間處 于緊固關系。鎖件36的這種延展持續進行，來將所述組件緊密的保持在一 起，直至彈性構件131達到其最大延展狀態(即當內側部件鄰接在唇緣141、 143上時)。
位于螺釘133上的承載表面157最好具有一個內凹的拱形表面，來與 對應的后側承載表面60發生配合(圖4)。在最為優選的構造中，承載表面 60與157均被制成一個球形部分。以這種方式，隨著適配器34在橫向載荷 下發生偏移(即隨著所述適配器環繞其旋轉中心發生旋轉)，承載表面157 保持基本上與后側承載表面60完全接觸。盡管承載表面60和157可以被 制成具有相同的曲率半徑，但是螺釘133上的承載表面157也可以被制成 具有一個較小的曲率半徑，以便通過圓形接觸來與后側承載表面60發生接觸。所述后側基部表面的球形構造還能夠使得螺釘133發生圓形接觸，來 在所述適配器發生任何偏移的過程中保持基本上與基部32完全接觸。
可選擇地，也可以使用其它鎖件，只要它們鄰接在適配器34和基部32 上即可，以便防止所述適配器從基部上向前滑落。例如，可以使用一個帶 有其它調節裝置的鎖件，比如在授予Jones等的美國專利No.5653048中公 開的流體致動件，在此通過引用將該美國專利結合入本發明。類似地，在 沒有調節裝置的條件下，也可以使用比如在授予Jones等的美國專利 No.5088214中公開的開口和鎖件，在此通過引用將該美國專利結合入本發 明。
在一個替代性構造中，在沒有基部32的條件下，焊接適配器175可以 被安裝在疏浚機刀盤支臂48上的定位結構65上(圖19 )。盡管使用這種適 配器不會提供前述機械固附起來的適配器的易于去除和安裝操作，但是所 述定位結構仍舊易于對適配器進行定位以及額外支撐。在優選構造中，適 配器175包括一對分叉的腿部177、 178,它們騎跨在所述支臂上，盡管也 可以使用單一腿部(未示出)。如果使用了單一腿部，那么該腿部將最好被 設置在所述支臂的上側面上，來使得便于將所述適配器焊接到支臂上。所 述適配器包括一個聯結結構180,來與定位結構65匹配地裝配起來，以便 合適地定位所述適配器，并且由此合適地定位所述齒尖(未示出)，來使得 挖掘效率最大化。如同基部32那樣，適配器175包括一個插槽183，該插 槽183匹配地接收突起70,同時正對著側面79和端面80的表面在使用中 合適地定位和支撐所述適配器。接著，所述適配器被沿著其周邊的全部或 者部分焊接起來。還有，如同凸塊32那樣，所述適配器最好與開槽表面72 間隔開，以便更易于將所述適配器從支臂上去除下來。
在另外一種替代性構造中，適配器175a包括一個用于定位和支撐的聯 結結構180a,該聯結結構180a沒有位于突起70的上方(圖20 )。在這種方 案中，各個定位結構均包括一對間隔開的表面，這對表面具有一個特殊形 狀并且間隔開，以便配合、支撐并且合適地定位一個耐磨構件。例如，突 起70的各個側面上的開槽表面72均被制成帶有這樣一個形狀，其與連接 腿部177a、 178a的橋接部185a的內側邊緣表面相匹配。隨后，橋接表面 185a置靠在開槽表面上，來合適地定位所述齒。 一個帶有聯結結構180a的 適配器可以包括一個較大的插槽183a,該插槽183a不會與突起70發生配合，或者可以與不包括突起70的支臂一同使用。
在另外一種替代性構造中，另外一種焊接適配器可以被裝配在基部32 上。在這種構造中，所述適配器包括一個插槽，該插槽匹配地接收本體40， 并且包括一個結構，比如一個凹槽，該凹槽能夠使得所述支臂裝配在基部 32上的榫舌上，但不被連接在其上?？蛇x擇地， 一個不帶有腿部或者帶有 一個沒有聯結榫舌的腿部的基部可以與所述焊接適配器一同使用。在任一 種情況下，基部32的本體40合適地定位所述適配器并且對其提供支撐， 所述適配器隨后被焊接在支臂上。
前述內容涉及本發明的優選實施例。在不脫離如權利要求中所限定的 本發明精神實質和更多方面的條件下，存在有各種其它實施例，并且可以 進行多種改變和替代。
權利要求
1、一種疏浚機刀盤包括多個支臂，所述支臂在一端通過環和在另一端通過盤芯互相連接，各個所述支臂均包括前側邊緣，該前側邊緣帶有多個基部；多個適配器，該適配器與所述基部可松脫地聯結，各個所述適配器包括限定突起的前側端部，該突起用于安裝呈挖掘齒形式的耐磨構件；和后側安裝部分，該后側安裝部分與所述基部的一個可松脫地聯結，且該后側安裝部分包括開口；以及多個鎖件，各個所述鎖件可移除地插入所述適配器之一的開口中，以便與所述適配器和關聯的基部接觸，以便可松脫地將各個所述適配器固定在相應支臂上。
2、 按照權利要求1所述的疏浚機刀盤，其中，多個基部固定在各個支 臂上，且各個所述適配器的安裝部分包括向后延伸的腿部，該腿部有用于 接收基部之一的 一部分的切槽。
3、 按照權利要求1或2所述的疏浚機刀盤，其中，各個所述基部有一 致的外形，該外形限定出第一縱軸，各個所述基部還相對于固附有基部的 所述支臂的前側邊緣有獨特方位，以便各個所述基部的縱軸與所述支臂的 前側邊緣以 一角度相交，該角度與同 一支臂上至少 一個其他基部的縱軸不 同。
4、 按照權利要求1-3中任一項所述的疏浚機刀盤，其中，各個所述基 部包括突起，該突起向固附有基部的所述支臂的前側邊緣之前突伸。
5、 按照權利要求4中所述的疏浚機刀盤，其中，所述基部的各個所述 突起包括頂壁、底壁和兩個側壁，且各個所述適配器包括用來接收所述基 部突起的插槽，其中，各個所述插槽包括與所述頂壁匹配接觸的上部定位 面、與所述底壁匹配接觸的底部定位面以及兩個與所述側壁匹配接觸的側 部定位面。
6、 按照權利要求4或5所述的疏浚機刀盤，其中，各個所述基部的突 起包括前側表面，各個所述插槽還包括鄰接表面，該鄰接表面與所述前側 表面接觸，以便將耐磨構件軸向地定位在所述突起上。
7、 按照權利要求1-3中任一項所述的疏浚機刀盤，其中，各個所述基部沿所述支臂前側邊緣包括間隔開的、基本面向前方的限位面，其中，各 個所述適配器包括間隔開的定位面，該定位面成形為與限位面匹配接觸且 適當地使待用適配器定位。
8、 按照權利要求1-7中任一項所述的疏浚機刀盤，其中，各個所述基部被焊接至所述支臂，且各個所述基部包括適于正對所述支臂的內表面， 該內表面具有外圍邊緣和凹槽，該凹槽大體平行于所述外圍邊緣至少一部 分地延伸。
9、 按照權利要求8所述的疏浚機刀盤，其中，所述凹槽基本圍繞各個 所述基部內表面的整個外圍延伸。
10、 按照權利要求8或9所述的疏浚機刀盤，其中，所述凹槽設置在 熱影響區的周圍，該熱影響區由將各個所述固附件沿所述內表面外圍焊接 至支臂引起。
11、 按照權利要求8-10中任一項所述的疏浚機刀盤，其中，所述凹槽 包括圓形底面，該底面遠離各個所述固附件中的內表面。
12、 按照權利要求1-11中任一項所述的疏浚機刀盤，其中，各個所述 基部包括縱向榫舌，且各個所述適配器包括用來接收所述榫舌的縱向切槽。
13、 按照權利要求12所述的疏浚機刀盤，其中，各個所述榫舌包括一 對導軌，且各個所述切槽包括一對凹槽，該凹槽用來接收導軌并防止適配 器的非縱向移動。
14、 按照權利要求1-13中任一項所述的疏浚機刀盤，其中，各個所述 基部包括至少一個向后延伸的腿部和位于所述腿部后端的承載表面。
15、 按照權利要求1-13中任一項所述的疏浚機刀盤，其中，各個所述 基部包括一個前側本體，該前側本體向固定有基部的所述支臂前側邊緣之 前突伸。
全文摘要
一種用于安裝尤其適用于疏浚機刀盤的挖掘齒(30)的裝置，包括基部(32)、適配器(34)以及鎖件(36)。基部(32)包括彎曲的凸承載表面，該承載表面鄰接所述適配器上的彎曲的凹承載表面。所述彎曲的承載表面能夠在橫向載荷下基本上保持相互完全接觸。
文檔編號A01DGK101302768SQ20081008126
公開日2008年11月12日 申請日期2002年11月8日 優先權日2001年11月9日
發明者查爾斯·G·奧林格第四, 諾厄·D·考吉爾 申請人:艾斯科公司