CN107806128A - 地面接合工具锁定系统 - Google Patents

Abstract

一种地面接合工具锁定系统包括销，所述销具有第一近端头部区域和第二远端尾部区域，所述第二远端尾部区域沿轴线与所述第一近端头部区域间隔开。所述销包括位于所述第一近端头部区域与第二远端尾部区域之间的凹槽。偏置构件至少部分地置于所述凹槽内。

Description

地面接合工具锁定系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年3月30日提交的、临时申请号为62/479,056的美国临时申请以及于2016年9月9日提交的、临时申请号为62/385,719的美国临时申请的优先权，上述两个美国临时申请的全部内容均以参考的方式并入本申请。

技术领域

本发明涉及地面接合工具，更具体地，涉及用于将采矿机械上的两个地面接合工具锁定在一起的锁定系统。

背景技术

采矿机械的铲斗上常常会使用地面接合工具(ground engaging tool,GET)，以在采矿机械挖掘矿井中的物料时承受磨损和损害。这样的地面接合工具典型地包括适配于铲斗凸缘(lip)的一个或多个适配器(adapter)，和/或安装在适配器上或直接安装在凸缘上的一个或多个齿。在采矿机械的使用寿命期间，可以按需拆卸和替换适配器及齿。已经开发出各种系统，以将齿可拆卸地锁定至适配器，和/或将适配器可拆卸地锁定至凸缘。然而，许多这样的系统包括过多数目的部件，这样的系统是笨重和昂贵的，需要大量时间和精力来安装和拆卸，并且这些系统具有其它不期望的方面。

发明内容

按照一种构造，一种锁定系统包括销，所述销具有第一近端头部区域和第二远端尾部区域，所述第二远端尾部区域沿轴线与所述第一近端头部区域间隔开。所述销包括位于所述第一近端头部区域与第二远端尾部区域之间的凹槽。偏置构件至少部分地设置在所述凹槽内。

按照另一种构造，一种锁定系统包括销，所述销具有第一近端头部区域和第二远端尾部区域，所述第二远端尾部区域沿轴线与所述第一近端头部区域间隔开。所述销包括位于所述第一近端头部区域与所述第二远端尾部区域之间的凹槽。所述凹槽被配置成接纳偏置构件。所述销包括沿着所述第一近端头部区域远端的螺旋斜坡表面。

按照另一种构造，一种锁定系统包括适配器，所述适配器被配置成耦接到采矿机械上的铲斗凸缘。所述适配器具有用于接纳销的内部通道。所述内部通道包括第一直径和第二直径，所述销的远端尾部区域被配置成最初在所述第一直径处进入所述适配器，而所述第二直径被进一步设置在适配器内。所述第二直径小于所述第一直径。所述适配器包括螺旋斜坡表面，所述螺旋斜坡表面被配置成接触所述销上对应的螺旋斜坡表面。

通过考虑详细说明和附图，将明白本发明的其它方面。

附图说明

图1是采矿铲车的侧视图。

图2是采矿铲车的一部分铲斗的透视图，其示出了适配器和齿。

图3是根据某一结构的、将适配器可拆卸地耦接到齿的锁定系统的透视图，该锁定系统包括销。

图4和5是锁定系统的透视图，其示出了其中一个销的移除。

图6和7是锁定系统的截面图，其示出了其中一个销的移除。

图8是锁定系统的透视图，其示出了齿尖上的撬拨凹部和其中一个销上的撬拨凹口。

图9是根据另一结构的锁定系统的透视图。

图10是根据另一结构的锁定系统的透视图。

图11和12是图10所示锁定系统的销的透视图。

图13是图10所示锁定系统的弹簧箍圈的透视图。

图14是适配器的具有斜坡表面的一部分的透视图，该部分形成图10所示锁定系统的一部分。

图15-20是图10所示锁定系统的截面图和透视图，其示出了销在适配器中的定位。

在详细地解释本发明的任何实施例之前，应当理解，本发明不限于它应用到在下面说明中阐述的、或以下附图中所显示的部件的结构和安排的细节。本发明能够作出其它实施例，并能够以各种不同的方式被实践或实行。另外，应当看到，这里使用的词汇和术语用于说明，而不应视为限制。

具体实施方式

图1显示一种动力铲车10。所述铲车10包括：可移动基座15、驱动履带20、转台25、旋转框架30、支臂35、支臂30的下端40(也称为支臂脚)、支臂30的上端45(也称为支臂点)、拉索50、龙门抗拉构件55、龙门抗压构件60、可旋转地安装到支臂35上端45上的滑轮65、铲斗70、可枢轴旋转地耦接到铲斗70的铲斗门75、起重钢缆80、绞车卷筒(未示出)、铲斗柄85、鞍形块90、承运轴95和传动单元(也称为挖掘驱动装置，未示出)。转台25允许上面的框架30相对于下面的基座15旋转。转台25限定铲车10的旋转轴100。旋转轴100垂直于由基座15限定的平面105，并且平面105通常对应于地面或支撑面的坡度。

可移动基座15由驱动履带20支撑。可移动基座15支撑转台25和旋转框架30。转台25能够相对于移动基座15进行360度旋转。支臂35在下端40处被枢轴地连接到旋转框架30。支臂35在相对于旋转框架30向上和向外延伸时由拉索50牵引，所述拉索50被锚定到龙门抗拉构件55和龙门抗压构件60。龙门抗压构件60安装在旋转框架30上。

铲斗70通过提升索80从支臂35悬挂下来。提升索80被缠绕在滑轮65上，并且在吊环110处被附接到铲斗70。提升索80被固定到旋转框架30的绞车卷筒(未示出)。绞车滚筒由包括传动单元(未显示)的至少一个电动机(未显示)驱动。当绞车卷筒旋转时，提升索80被放出而降低铲斗70，或被拉入而提升铲斗70。铲斗柄85还耦接到铲斗70。铲斗柄85被可滑动地支撑在鞍形块90中，鞍形块90在承运轴95处被可枢轴旋转地安装到支臂35。铲斗柄85在其上包括齿条和齿结构，这些齿条和齿结构啮合被安装在鞍形块90中的驱动小齿轮(未示出)。驱动小齿轮被电动机和传动单元(未示出)驱动，从而相对于鞍形块90伸出或缩回铲斗柄85。

电力来源(未示出)安装到旋转框架30上，以向下列装置提供能源：用于驱动提升卷筒的提升电动机(未示出)、用于驱动挖掘(crowd)传动单元的一个或多个挖掘电动机(未示出)、以及用于转动转台25的一个或多个摆动电动机。挖掘、提升和摆动电动机中的每种电动机由其本身的电动机控制器驱动，或替换地响应于来自控制器(未示出)的控制信号而被驱动。

参照图2，铲斗70包括：凸缘115，以及耦接到凸缘115的至少一个GET 120。在显示的构造中，至少一个GET 120包括：直接耦接到凸缘115的适配器125，和直接耦接到适配器125的130。虽然只显示了单个适配器125和139，但在某些构造中，铲车70包括：沿铲斗凸缘115彼此相邻设置的多个适配器125和130(例如，呈变化的图案)。

参照图3-8，动力铲车10还包括锁定系统135，该锁定系统135将130可拆卸地耦接到适配器125。锁定系统135包括至少一个销140。在显示的构造中，锁定系统135包括两个销140。每个销140均包括：第一近端头部区域145和第二远端尾部区域150，第二远端尾部区域150沿轴线155与第一近端头部区域145间隔开(图3)。第一近端头部区域145在径向上大于第二远端尾部区域150。在显示的构造中，随着远离第一近端头部区域145，第二远端尾部区域150的直径沿轴线155逐渐变小，虽然其它构造包括的第二远端尾部区域150具有恒定的直径或者具有与所显示的不同的形状。

参照图3、6和7，锁定系统135还包括偏置构件160(示意地显示)，偏置构件160被耦接到销140。如图6和7所示，销140中的每一个均包括位于第一近端头部区域145与第二远端尾部区域150之间的凹槽165(例如，周向凹槽)。偏置构件160的形状和尺寸被设置成可安装在凹槽165中，并且偏置构件160的位置被设置成：当偏置构件160处在自然的、未压缩状态时(图6)，偏置构件160的一部分设置在凹槽165内，偏置构件160的其余部分沿径向延伸到凹槽165外面。在显示的构造中，偏置构件160是围绕销140周向缠绕的线圈弹簧。然而，其它构造包括不同类型的偏置构件160。例如，在某些构造中，偏置构件160是O形环，或是展现弹力并能沿径向向内压缩的其它结构。

继续参照图3、6和7，锁定系统135还包括在适配器125中的至少一个内部通道170，以接纳销140和偏置构件160。在显示的构造中，锁定系统135包括完全贯穿适配器125延伸的单个内部通道170。如图6和7所示，内部通道170包括：第一直径175以及第二直径180，销140的第二远端尾部区域150最开始在第一直径175处进入适配器125，第二直径180被进一步地设置在适配器125内。第二直径180大于第一直径175。锁定系统135还包括在130内的凹部185(图3)，凹部185的形状和尺寸被设置成可容纳销140的第一近端头部区域145。

参照图3-8，每个销140均只要通过沿轴线155在轴向上按压和/或推挤销140就能插入适配器125(每个销140沿轴线155在相反的方向上被插入)。如图6和7所示，每个销140均具有在第一近端头部区域145与第二远端尾部区域150之间的外径190，外径190等于或小于第一直径175，从而使销140可以在适配器125中轴向滑动。当销140滑动到适配器125中时，偏置构件160被适配器125的形成内部通道170的内壁195径向压缩到凹槽165中。偏置构件160的直径至少被压缩到等于或小于第一直径175，由此允许销140和偏置构件160一起在内部通道170内滑动，直至偏置构件160到达第二直径180为止。

当偏置构件160到达第二直径180时，偏置构件160在适配器125内沿径向向外扩展，并且用作止动件，以抑制销140向后沿轴向移动出适配器125。如果销140被沿轴向拉回，偏置构件160压在内壁200上，内壁200形成在适配器125内的在第一直径175与第二直径180之间的过渡区。从而销140被暂时锁定在适配器125中。如图3所示，在此锁定位置，第一近端头部区域145被嵌套在位于130上的凹部185内。

参照图4-7，适配器125还包括从外表面210延伸的凸起205，凸起205有利于销140的插入和拆除。在显示的构造中，凸起205为楔形，每个均具有倾斜的表面215。销140的第一近端头部区域145具有对应的凹口220，凹口220的尺寸和形状被设置成：当销140被推入适配器125时适配于凸起205。

为了从适配器125拆卸销140，最初先使销140围绕轴线155旋转。例如，在显示的构造中，每个销140均包括沿第一近端头部区域145的工具接合凹部225。虽然显示的工具接合凹部225具有大致方形的形状，但其它构造包括不同的形状。在某些构造中，则使用工具接合凸起来接纳工具。在显示的构造中，工具(例如，扳手或其它手工具)被插入工具接合凹部225，并且被转动而使销140围绕轴线155旋转。如图6和7所示，销140围绕轴线155的旋转使得第一近端头部区域145(在凹口220的区域中)沿凸起205抬升，从而使销144沿轴线155轴向移位(图7)。

继续参照图6和7，销140沿轴155的轴向移位迫使偏置构件160从内部通道170的具有较大的第二直径180的区域移动到内部通道170的具有较小的第一直径175的区域。这个移动将压缩偏置构件160，使其回到凹槽165中，允许销140和偏置构件160沿内部通道170滑动，并滑出适配器125。

继续参照图6或7，在某些构造中，凹槽165具有的宽度比偏置构件160大，从而当销140在锁定位置(即，其中偏置构件160在较大的第二直径180内扩展，如图6所示)与未锁定位置(即，其中偏置构件160被压缩，如图7所示)之间移动时，偏置构件160可以在凹槽165内滑动和移动。如图6所示，在某些构造中，凹槽165可以由第一壁230、第二壁235和第三壁240构成。第一壁230和第二壁235互相平行，第三壁240相对于第一和第二壁230，235以一倾斜角度倾斜。其它构造包括与所显示的不同的、凹槽165的不同形状和尺寸。

参照图8，在显示的构造中，每个130还包括撬动凹部245。在某些构造中，撬动凹部形成凹部185的一部分，该凹部185的部分的形状和尺寸被设置成接纳第一近端头部区域145。如图8所示，每个第一近端头部区域145还包括撬动凹口250，一旦销140被旋转和通过抬升凸起205而轴向移位，通过撬动凹槽245可以接入和看到撬动凹口250。在某些构造中，撬动凹口250反而通常是隐藏的和不可接入的。

一旦销140被旋转和轴向移位，撬动棒或其它结构可穿过每个撬动凹部245插入，并且插入到每个撬动凹口250内或每个撬动凹口250下方，以抓住销140并且把销140完全拉出适配器125外。其它的构造不包括撬动凹部245和/或撬动凹口250。例如，在某些构造中，一旦销140已经被初始旋转和轴向移位(以及偏置构件160已经被压缩)，销140就可以由手拉出，或用不同的工具(例如，金属圈)拉出，该不同的工具抓住销140的一部分并且被用来把销140完全拉出到适配器125外。

图9示出了锁定系统335，该锁定系统335将130可拆卸地耦接到适配器125。锁定系统335包括与上面所述相同的销140和偏置构件160，虽然其它构造可包括不同的销和/或偏置构件。如图9所示，每个销140均包括内孔340，该内孔340接纳工具以便于卸除销140。在显示的构造中，每个销140的内孔340都有螺纹，并且接纳螺纹工具345(例如，顶举螺栓(jacking bolt)等，在图9上示意地显示)。螺纹工具345沿轴线155轴向插入各个销140的内孔340。锁定系统355还包括在适配器125内的内壁350(示意地显示的)。内壁350分隔了内部通道170(例如，创建两个封闭孔，而不是如在图1-8的实施例中那样的单个贯穿通道)。当螺纹工具345插入销140内的内孔340时，螺纹工具345最终接触内壁350，并且按压在内壁350上。当螺纹工具345继续旋转时，销140被迫使沿轴线155在相反的方向上轴向远离内壁350，从而压缩偏置构件160回到凹槽165内，以及允许销140和偏置构件160沿内部通道170滑动，并且滑出适配器125。在显示的构造中，凸起205、凹口220、撬动凹部245和撬动凹口250没有包括在锁定系统335中。相反，销140仅仅通过使用内孔340、螺纹工具345和内壁350而被卸除。

图10-20示出了根据本发明的另一构造的锁定系统535，其将530可拆卸地耦接到适配器525。锁定系统535包括两个销540，虽然图10上只显示了一个销，并且另外的构造可包括单个销540。每个销540均包括第一近端头部区域545和第二远端尾部区域550，第二远端尾部区域550沿轴线555与第一近端头部区域545间隔开(图11和12)。第一近端头部区域545在径向上大于第二远端尾部区域550。在显示的构造中，第二远端尾部区域550是从第一近端头部区域545延伸的圆柱形杆，虽然其它构造包括的第二远端尾部区域550具有变化的直径，或者具有与所示不同的形状。

参照图11-13，锁定系统535还包括耦接到销540的偏置构件560。在显示的构造中，偏置构件560是弹簧箍圈。如图13所示，弹簧箍圈偏置构件560是金属的，并且具有大致六边形的形状，虽然其它构造包括除所示之外的、用于偏置构件560的不同材料、尺寸和/或形状。

继续参照图11和12，每个销540均包括位于近端头部区域545上的凹槽565(例如，周向凹槽)。偏置构件560的形状和尺寸被设置成可安装于其中一个凹槽565内，从而当偏置构件560处在自然的、未压缩状态时(图11和12)，偏置构件560的一部分被设置在凹槽565内，并且偏置构件560的其余部分沿径向向外远离凹槽565延伸。

参照图14-16，锁定系统535还包括在适配器525中的至少一个内部通道570，用于接纳销540和偏置构件560。在显示的构造中，锁定系统535包括单个内部通道570，内部通道570贯穿整个适配器525延伸。如图16所示，内部通道570包括：第一直径575以及第二直径580，每个销540的第二远端尾部区域550最初在第一直径575处进入适配器525，第二直径580被进一步设置在适配器525内。第二直径580小于第一直径575。锁定系统535另外包括530内的凹部585(图17和18)，凹部585的形状和尺寸被设置成接纳销540的第一近端头部区域545。

参照图15和16，每个销540均只要通过沿着延伸穿过内部通道570的轴线590(图15)轴向按压和/或推挤销540，就能被插入适配器525。当销540滑动进入适配器525时，偏置构件560通过适配器525的形成内部通道570的内壁595而被径向压缩到销540上的凹槽565内。在显示的构造中，沿内部通道570向里移动时，内壁595在宽度或直径上变窄，虽然在其它构造中，内壁595具有恒定的宽度或直径。偏置构件560在沿内部通道570向里移动时会压缩，从而允许销540和偏置构件560一起在内部通道570内滑动，直至偏置构件560到达适配器525中的内部凹槽587为止。当偏置构件560到达内部凹槽587时，偏置构件560沿径向扩展到内部凹槽587中，从而将销540锁定在适当的位置，并且阻止销540往回轴向移出适配器525。如图15和17所示，在该锁定位置时，第一近端头部区域545嵌套在530上的凹部585内。

参照图11、12和14，每个销540均包括在近端头部区域545的远端处的、三个螺旋斜坡表面600(图11和12)。斜坡表面600围绕销540被等距离地隔开。适配器525在内部通道570内包括对应的螺旋斜坡表面605(图14)。当销540被按压到内部通道570中时，销540的螺旋斜坡表面600对准并且压靠适配器525中的螺旋斜坡表面605。因此，销540的螺旋斜坡表面600与适配器525的螺旋斜坡表面605用作接合表面(keyed surface)，以便于销540在内部通道570内的旋转对准。其它构造包括不同数目和排列的倾斜(例如螺旋的)表面，或便于销540相对于内部通道570进行特定旋转对准的其它键接的表面。

参照图11，12和17，每个销540均包括沿近端头部区域545的径向外侧的外部凹槽610(或其它标志)，外部凹槽610识别销540何时完全插入到内部通道570以及销540的斜坡表面600何时接触适配器525中的斜坡表面605。如图17所示，530的凹部585包括凹口区域615。当销540完全插入内部通道570，并且斜坡表面600和斜坡表面605接触时，通过凹口区域615可以看见凹槽610。

为了从适配器525拆卸销540，刚开始使销540围绕轴线555旋转。例如，在显示的构造中，每个销540均包括沿第一近端头部区域545的工具接合凹部620。虽然显示的工具接合620具有大致方形的形状，但其它构造包括不同的形状。在某些构造中，则使用工具接合凸起来接纳工具。在显示的构造中，工具(例如，扳手或其它手工具)被插入工具接合凹部620中，并且被旋转而使销540围绕轴线555旋转。销540围绕轴线555的旋转使得销540的螺旋斜坡表面600沿适配器525的螺旋斜坡表面605前行，从而使销540沿轴线555轴向移位(图15-18)。

参照图15和16，销540沿轴线555的轴向移位迫使偏置构件560被拉出内部凹槽587。该移动将偏置构件560压回到销540上的凹槽565内，从而允许销540和偏置构件560沿内部通道570滑动，并滑出适配器525。

参照图11、12和18，在显示的构造中，凹口区域615(图18)也是撬动凹部，撬动凹部为另一工具(例如，撬杆)提供接入，该另一工具在销540已经最初旋转之后被插入撬动凹部以拆卸销540。如图11和12所示，每个销540均包括撬动凹槽625，撬动凹槽625的尺寸和形状被设置用于接纳撬动工具。在显示的构造中，撬动凹槽625是周向凹槽。其它构造包括用于撬动凹槽625的不同的形状和尺寸。如图18所示，只有在销540被旋转且最初从内部通道570轴向移位之后，才能看见和接入撬动凹槽625。其它的构造不包括撬动凹槽625。例如，在一些构造中，一旦销540已经初始旋转和轴向移位(并且偏置构件560已经被压缩)，销540就可以用手或用不同的工具(例如，金属圈)拉出，该工具抓住销540的一部分并被用于将销540完全拉出适配器525。

参照图11、12和15，锁定系统535还包括耦接到销540的密封构件630。在显示的构造中，密封构件是橡胶O形环。其它构造包括除所示之外的其他材料、形状或尺寸。如图15所示，当销540被完全插入适配器525时，密封构件630挤压内壁595，因此阻止砂子、灰尘等等进入内部通道570。

虽然参照特定些优选实施例详细地描述了本发明，但在所描述的本发明的一个或多个独立的方面的范围和精神内存在变化和修改。

Claims (20)

1.一种地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述锁定系统包括：

销，所述销具有第一近端头部区域和第二远端尾部区域，所述第二远端尾部区域沿轴线与所述第一近端头部区域间隔开，其中所述销包括位于所述第一近端头部区域与第二远端尾部区域之间的凹槽；以及

偏置构件，所述偏置构件被至少部分地置于所述凹槽内。

2.按照权利要求1所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述第一近端头部区域在径向上大于所述第二远端尾部区域。

3.按照权利要求1所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述第二远端尾部区域是从所述第一近端头部区域延伸的圆柱。

4.按照权利要求1所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述偏置构件是弹簧箍圈。

5.按照权利要求4所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述弹簧箍圈是具有六边形形状的金属弹簧箍圈。

6.按照权利要求1所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述偏置构件被定位成使得在自然的未压缩状态下，所述偏置构件的一部分被置于所述凹槽内，而所述偏置构件的其余部分沿径向向外远离所述凹槽延伸。

7.按照权利要求1所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述销包括沿着所述第一近端头部区域远端的螺旋斜坡表面。

8.按照权利要求7所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述销包括三个螺旋斜坡表面。

9.按照权利要求1所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述地面接合工具锁定系统还包括耦接到所述第一近端头部区域的O形环。

10.按照权利要求1所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述销包括沿所述第一近端头部区域的撬动凹槽。

11.按照权利要求10所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述撬动凹槽围绕所述第一近端头部区域周向延伸。

12.按照权利要求1所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述销包括沿所述第一近端头部区域的工具接合凹部。

13.一种地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述地面接合工具锁定系统包括：

销，所述销具有第一近端头部区域和第二远端尾部区域，所述第二远端尾部区域沿轴线与所述第一近端头部区域间隔开，其中所述销包括位于所述第一近端头部区域与所述第二远端尾部区域之间的凹槽，其中所述凹槽被配置成接纳偏置构件，并且所述销包括沿着所述第一近端头部区域远端的螺旋斜坡表面。

14.按照权利要求13所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述第一近端头部区域在径向上大于所述第二远端尾部区域。

15.按照权利要求13所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述锁定系统还包括耦接到所述第一近端头部区域的O形环。

16.按照权利要求13所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述销包括沿所述第一近端头部区域的撬动凹槽。

17.按照权利要求16所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述撬动凹槽围绕所述第一近端头部区域周向延伸。

18.按照权利要求13所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述销包括沿所述第一近端头部区域的工具接合凹部。

19.一种地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述地面接合工具锁定系统包括：

适配器，所述适配器被配置成耦接到采矿机械上的铲斗的凸缘，所述适配器具有用于接纳销的内部通道，其中所述内部通道包括第一直径和第二直径，所述销的远端尾部区域被配置成最初在所述第一直径处进入所述适配器，而所述第二直径被进一步设置在所述适配器内，其中所述第二直径小于所述第一直径，并且所述适配器包括螺旋斜坡表面，所述螺旋斜坡表面被配置成接触所述销上的对应的螺旋斜坡表面。

20.按照权利要求19所述的地面接合工具锁定系统，其特征在于，所述适配器包括内部凹槽，其中所述地面接合工具锁定系统包括所述销和耦接到所述销的弹簧箍圈，并且所述弹簧箍圈被配置成在所述销插入所述内部通道后，沿径向扩展到所述内部凹槽中。