CN114541510B - 挖掘机分体式挖斗的斗齿结构及其连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖掘机分体式挖斗的斗齿结构及其连接方法，包括齿后与齿尖，且齿后与齿尖可拆分连接；齿后的下端面设有朝下的连接杆，且连接杆的侧面设有上升螺旋凹槽；齿尖的上端面设有与所述连接杆对应的沉孔，且沉孔的侧壁设有与所述上升螺旋凹槽对应的螺旋凸起；螺旋凸起位于沉孔的中部且螺旋圈数不大于一圈；上升螺旋凹槽的横断面形状和螺旋凸起的横断面形状均为半圆形，且上升螺旋凹槽的横断面半径大于螺旋凸起的横断面半径；沉孔上部侧壁的形状为上大下小的上圆锥面以及沉孔下部侧壁的形状为上小下大的下圆锥面，且所述螺旋凸起位于上圆锥面和下圆锥面之间。本发明提高了对斗齿的保护，减小单根齿尖断裂的可能性，延长挖斗的使用寿命。

Description

挖掘机分体式挖斗的斗齿结构及其连接方法

技术领域

本发明涉及挖掘机技术领域，具体涉及一种挖掘机分体式挖斗的斗齿结构及其连接方法。

背景技术

挖斗是挖掘机的重要部件之一，也是最容易磨损的配件之一。挖斗包括挖掘齿(也称斗齿)和挖掘齿座。在施工过程中挖斗的挖掘齿优先与土、石头等物体接触，斗齿易磨损，通过更换斗齿的方式延长挖斗的使用寿命。斗齿又包括齿后与齿尖，其中齿尖磨损最严重，为了进一步延长挖斗的使用寿命，授权公告号为CN105714075B的专利，公开了一种挖掘机挖斗用分体斗齿，其将齿后与齿尖设计成分体式结构，当齿尖磨损后，通过更换齿尖以延长斗齿的使用寿命。

然，虽然上述专利仍然存在不足之处：

1、由于施工环境复杂，虽然挖掘机配有检测装置用于检测挖斗的受力情况，但这种检测装置无法检测每根斗齿以及每根齿尖的受力情况。在施工过程中往往因单根斗齿受力过大而挖斗受力未达上限造成单根斗齿断裂或齿尖断裂。

2、上述专利中齿后与齿尖属于刚性连接，未设置缓冲机构。挖斗大力矩触碰坚硬物体时造成“硬碰硬”的现象，极容易造成斗齿瞬间断裂。另外，由于齿后与齿尖质量大，靠人工拆装既不安全，也费时费力，因此在实际的使用过程中齿尖的拆装难度并未得到有效的解决。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，以提高对斗齿的保护，减小单根齿尖断裂的可能性，延长挖斗的使用寿命。本发明提供了一种挖掘机分体式挖斗的斗齿结构，包括齿后与齿尖，且齿后与齿尖可拆分连接；所述齿后的下端面设有朝下的连接杆，且连接杆的侧面设有上升螺旋凹槽；

所述齿尖的上端面设有与所述连接杆对应的沉孔，且沉孔的侧壁设有与所述上升螺旋凹槽对应的螺旋凸起；所述螺旋凸起位于沉孔的中部且螺旋圈数不大于一圈；所述上升螺旋凹槽的横断面形状和螺旋凸起的横断面形状均为半圆形，且上升螺旋凹槽的横断面半径大于螺旋凸起的横断面半径；所述沉孔上部侧壁的形状为上大下小的上圆锥面以及沉孔下部侧壁的形状为上小下大的下圆锥面，且所述螺旋凸起位于上圆锥面和下圆锥面之间，通过螺旋凸起旋入上升螺旋凹槽中，进而使齿后与齿尖连接且齿尖的下端在水平面内朝任意方向摆动的角度不大于5°；

包括位于上圆锥面与连接杆之间的上缓冲垫，位于下圆锥面与连接杆之间的下缓冲垫；所述下缓冲垫的下端延伸至连接杆的下端与盲孔的底壁之间，进而使下缓冲垫的横断面形状形成“U”字型。

本设备的有益效果体现在：齿后与齿尖连接后，螺旋凸起在上升螺旋凹槽中，由于上升螺旋凹槽半径大于螺旋凸起的半径，且螺旋圈数不大于一圈，使得齿尖可在水平面内朝任意放心摆动，即齿尖相对于齿后具有一个摆动幅度小于5°的活动空间。但又为了齿尖的连接具有一定的刚性，通过上缓冲垫和下缓冲垫填补在活动空间中，使得齿尖在未受到很大的力矩情况下，齿尖不发生摆动，和常规的齿尖无区别。但齿尖受力过大，则齿尖强行挤压上缓冲垫和下缓冲垫以发生摆动，通过摆动以尽可能避开与坚硬物体的直接碰撞。如果无法避开，则齿尖将碰撞所产生的冲击力传递至上缓冲垫和下缓冲垫，由上缓冲垫和下缓冲垫吸收，从而避免了齿尖完全承受冲击力而造成的断裂，大大降低了齿尖受到的损伤程度，提高了对斗齿的保护，延长挖斗的使用寿命的效果。

优选地，所述齿后的下断面与齿尖的上端面之间设有中间缓冲垫。中间缓冲垫和位于连接杆的下端与盲孔的底壁之间的部分下缓冲垫，吸收齿尖正面碰撞而产生的冲击力。

优选地，所述上缓冲垫的上端顶紧于中间缓冲垫的下表面。由于齿尖挤压上缓冲垫时，上缓冲垫会产生上移的摩擦力，而中间缓冲垫抵紧上缓冲垫，克服了摩擦力产生的位移。

优选地，所述齿后的侧壁设有水平的第一螺柱，所述齿尖的侧壁设有水平的第二螺柱，且第一螺柱与第二螺柱位于一条竖直的直线上。

优选地，包括用于限制齿后与齿尖相对转动的限位板；所述限位板的上部套设于第一螺柱，且限位板设有第一螺柱对应的活动孔；所述限位板的下部套设于第二螺柱，且限位板设有第二螺柱对应的另一活动孔。限位板套在第一螺柱和第二螺柱上，使得齿后和齿尖不会转动，避免齿尖脱落。另外，由于设有活动孔，不影响齿尖的摆动。

优选地，包括用于带动齿尖转动的转动底座；

所述转动底座包括机座、转盘和承重缸；所述承重缸设有朝上的开口且开口与齿尖的下端适配；

所述底座设有上端开口的安装腔，所述承重缸通过转盘转动连接于安装腔的底壁上；所述安装腔内设有用于带动承重缸在转盘上转动的驱动组件。

优选地，所述驱动组件包括电机、减速齿轮组以及套设于承重缸的齿圈；所述电机与机座固定，且电机的输出轴通过减速齿轮组与所述齿圈传动连接，通过电机带动承重缸转动。转动底座用于齿尖的拆装，采用专用工具拆装，更安全、更效率。

优选地，所述连接杆上部的前面、后面、左面和右面分别设有第一压力传感器，且所有的第一压力传感器均压紧于连接杆与上缓冲垫之间；所述连接杆下部的前面、后面、左面和右面分别设有第二压力传感器且所有的第二压力传感器均压紧于连接杆与下缓冲垫之间，所述连接杆的下端设有第三压力传感器。四个第一压力传感器和四个第二压力传感器实时检测齿尖受到的周向复合力大小，第三压力传感器实时检测齿尖受到的正压力大小，周向复合力和正压力大小通过处理器处理，转化为齿尖的偏转幅度并反馈至挖掘机的控制台，偏转幅度和力的大小均通过显示器呈现在操作者眼前，可以直观的看到每根齿尖的实时情况，辅助操作者判断当前斗齿的具体情况，减小齿尖意外断裂的可能性。

优选地，所有的第一压力传感器的导线、所有的第二压力传感器的导线以及第三压力传感器的导线均从连接杆的内部穿入齿后的内腔。

本发明还提供了一种齿后与齿尖的连接方法，应用于上述的挖掘机分体式挖斗的斗齿结构，包括以下步骤：

S1：齿尖竖直放置于承重缸中，齿后通过挖掘机将齿后的连接杆插入沉孔以使螺旋凸起的上端与上升螺旋凹槽的下端接触；

S2：电机通过减速齿轮组带动承重缸和齿尖转动，且齿尖转动的同时挖掘机使齿后的下降速度与齿尖的上升速度相同，直至螺旋凸起旋入上升螺旋凹槽的末端；

S3：限位板套设于第一螺柱和第二螺柱，并在第一螺柱和第二螺柱上分别拧紧防松动螺母，齿后与齿尖连接完成。

本方法的有益效果在于：本方法是利用转盘承受齿尖的总重量，代替人工托举。电机带动齿尖转动，代替手动扭转，整个连接过程人力输出极少，且连接过程快，操作简单，省时省力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例中齿后和齿尖连接的结构示意图；

图2为本实施例中齿后的结构示意图；

图3为本实施例中齿尖的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本实施例中齿后、齿尖和转动底座的结构示意图。

附图中，齿后1、齿尖2、中间缓冲垫3、连接杆4、上升螺旋凹槽5、沉孔6、螺旋凸起7、上圆锥面8、下圆锥面9、上缓冲垫10、下缓冲垫11、第一螺柱12、第二螺柱13、限位板14、活动孔15、机座16、转盘17、承重缸18、电机19、减速齿轮组20、齿圈21、第一压力传感器22、第二压力传感器23、第三压力传感器24、导线25。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供了一种挖掘机分体式挖斗的斗齿结构，包括齿后1与齿尖2，且齿后1与齿尖2可拆分连接。具体地，齿后1的下端与齿尖2的上端可对接，也可以拆分。另外齿后1的下断面与齿尖2的上端面之间设有中间缓冲垫3。

如图2、3、4所示，所述齿后1的下端面设有朝下的连接杆4，且连接杆4的侧面设有上升螺旋凹槽5。齿尖2的上端面设有与所述连接杆4对应的沉孔6，且沉孔6的侧壁设有与所述上升螺旋凹槽5对应的螺旋凸起7。其中所述螺旋凸起7位于沉孔6的中部且螺旋圈数不到一圈。所述上升螺旋凹槽5的横断面形状和螺旋凸起7的横断面形状均为半圆形，且上升螺旋凹槽5的横断面半径大于螺旋凸起7的横断面半径。所述沉孔6上部侧壁的形状为上大下小的上圆锥面8以及沉孔6下部侧壁的形状为上小下大的下圆锥面9，即沉孔6上部侧壁的形状为倒立的“八”字型，而沉孔6下部侧壁的形状为正立的“八”字型。螺旋凸起7位于上圆锥面8和下圆锥面9之间，通过螺旋凸起7旋入上升螺旋凹槽5中，进而使齿后1与齿尖2连接且齿尖2的下端在水平面内朝任意方向摆动的角度不大于5°，即齿尖2相对于齿后1具有一个摆动幅度小于5°的活动空间。

如图3所示，本实施例还包括位于上圆锥面8与连接杆4之间的上缓冲垫10，位于下圆锥面9与连接杆4之间的下缓冲垫11；所述下缓冲垫11的下端延伸至连接杆4的下端与盲孔的底壁之间，进而使下缓冲垫11的横断面形状形成“U”字型。其中上缓冲垫10的上端顶紧于中间缓冲垫3的下表面。本实施例是利用螺旋凸起7旋入上升螺旋凹槽5以承受大部分拉应力、周向复合力等，然后利用上缓冲垫10、下缓冲垫11和中间缓冲垫3填补连接处的缝隙以及活动空间。由于齿尖2挤压上缓冲垫10时，上缓冲垫10会产生上移的摩擦力，而中间缓冲垫3抵紧上缓冲垫10，克服了摩擦力产生的位移。如果齿尖2受力过大，则齿尖2强行挤压上缓冲垫10和下缓冲垫11以发生摆动，通过摆动以尽可能避开与坚硬物体的直接碰撞。如果无法避开，则齿尖2将碰撞所产生的冲击力传递至上缓冲垫10和下缓冲垫11，由上缓冲垫10和下缓冲垫11吸收，从而避免了齿尖2完全承受冲击力而造成的断裂，大大降低了齿尖2受到的损伤程度，提高了对斗齿的保护，延长挖斗的使用寿命的效果。

如图3、4所示，为了防止齿后1与齿尖2连接完成后出现扭转错位，本实施例中齿后1的侧壁设有水平的第一螺柱12，所述齿尖2的侧壁设有水平的第二螺柱13，且第一螺柱12与第二螺柱13位于一条竖直的直线上。进一步地，还包括用于限制齿后1与齿尖2相对转动的限位板14。所述限位板14的上部套设于第一螺柱12，且限位板14设有第一螺柱12对应的活动孔15；所述限位板14的下部套设于第二螺柱13，且限位板14设有第二螺柱13对应的另一活动孔15。限位板14套在第一螺柱12和第二螺柱13上，使得齿后1和齿尖2不会转动，避免齿尖2脱落。另外，由于设有活动孔15，不影响齿尖2的摆动。

如图5所示，为了方便拆装齿尖2，本实施例中还包括用于带动齿尖2转动的转动底座；所述转动底座包括机座16、转盘17和承重缸18；所述承重缸18设有朝上的开口且开口与齿尖2的下端适配；所述底座设有上端开口的安装腔，所述承重缸18通过转盘17转动连接于安装腔的底壁上；所述安装腔内设有用于带动承重缸18在转盘17上转动的驱动组件。进一步地，所述驱动组件包括电机19、减速齿轮组20以及套设于承重缸18的齿圈21；所述电机19与机座16固定，且电机19的输出轴通过减速齿轮组20与所述齿圈21传动连接，通过电机19带动承重缸18转动。转动底座用于齿尖2的拆装，采用专用工具拆装，更安全、更效率。另外，连接杆4上部的前面、后面、左面和右面分别设有第一压力传感器22，且所有的第一压力传感器22均压紧于连接杆4与上缓冲垫10之间。所述连接杆4下部的前面、后面、左面和右面分别设有第二压力传感器23且所有的第二压力传感器23均压紧于连接杆4与下缓冲垫11之间，所述连接杆4的下端设有第三压力传感器24。其中，所有的第一压力传感器22的导线25、所有的第二压力传感器23的导线25以及第三压力传感器24的导线25均从连接杆4的内部穿入齿后1的内腔。四个第一压力传感器22和四个第二压力传感器23实时检测齿尖2受到的周向复合力大小，第三压力传感器24实时检测齿尖2受到的正压力大小，周向复合力和正压力大小通过处理器处理，转化为齿尖2的偏转幅度并反馈至挖掘机的控制台，偏转幅度和力的大小均通过显示器呈现在操作者眼前，可以直观的看到每根齿尖2的实时情况，辅助操作者判断当前斗齿的具体情况，减小齿尖2意外断裂的可能性。

实施例二：

本实施例提供了一种齿后与齿尖的连接方法，应用于实施例一的挖掘机分体式挖斗的斗齿结构，包括以下步骤：

S1：齿尖竖直放置于承重缸中，齿后通过挖掘机将齿后的连接杆插入沉孔以使螺旋凸起的上端与上升螺旋凹槽的下端接触。S2：电机通过减速齿轮组带动承重缸和齿尖转动，且齿尖转动的同时挖掘机使齿后的下降速度与齿尖的上升速度相同，直至螺旋凸起旋入上升螺旋凹槽的末端。S3：限位板套设于第一螺柱和第二螺柱，并在第一螺柱和第二螺柱上分别拧紧防松动螺母，齿后与齿尖连接完成。本方法是利用转盘承受齿尖的总重量，代替人工托举。电机带动齿尖转动，代替手动扭转，整个连接过程人力输出极少，且连接过程快，操作简单，省时省力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种挖掘机分体式挖斗的斗齿结构；包括齿后与齿尖，且齿后与齿尖可拆分连接；其特征在于：所述齿后的下端面设有朝下的连接杆，且连接杆的侧面设有上升螺旋凹槽；

所述齿尖的上端面设有与所述连接杆对应的沉孔，且沉孔的侧壁设有与所述上升螺旋凹槽对应的螺旋凸起；所述螺旋凸起位于沉孔的中部且螺旋圈数不大于一圈；所述上升螺旋凹槽的横断面形状和螺旋凸起的横断面形状均为半圆形，且上升螺旋凹槽的横断面半径大于螺旋凸起的横断面半径；所述沉孔上部侧壁的形状为上大下小的上圆锥面以及沉孔下部侧壁的形状为上小下大的下圆锥面，且所述螺旋凸起位于上圆锥面和下圆锥面之间，通过螺旋凸起旋入上升螺旋凹槽中，进而使齿后与齿尖连接且齿尖的下端在水平面内朝任意方向摆动的角度不大于5°；

包括位于上圆锥面与连接杆之间的上缓冲垫，位于下圆锥面与连接杆之间的下缓冲垫；所述下缓冲垫的下端延伸至连接杆的下端与盲孔的底壁之间，进而使下缓冲垫的横断面形状形成“U”字型；

所述齿后的侧壁设有水平的第一螺柱，所述齿尖的侧壁设有水平的第二螺柱，且第一螺柱与第二螺柱位于一条竖直的直线上；包括用于限制齿后与齿尖相对转动的限位板；所述限位板的上部套设于第一螺柱，且限位板设有第一螺柱对应的活动孔；所述限位板的下部套设于第二螺柱，且限位板设有第二螺柱对应的另一活动孔；包括用于带动齿尖转动的转动底座；所述转动底座包括机座、转盘和承重缸；所述承重缸设有朝上的开口且开口与齿尖的下端适配；所述底座设有上端开口的安装腔，所述承重缸通过转盘转动连接于安装腔的底壁上；所述安装腔内设有用于带动承重缸在转盘上转动的驱动组件。

2.根据权利要求1所述的挖掘机分体式挖斗的斗齿结构，其特征在于：所述齿后的下断面与齿尖的上端面之间设有中间缓冲垫。

3.根据权利要求2所述的挖掘机分体式挖斗的斗齿结构，其特征在于：所述上缓冲垫的上端顶紧于中间缓冲垫的下表面。

4.根据权利要求1所述的挖掘机分体式挖斗的斗齿结构，其特征在于：所述驱动组件包括电机、减速齿轮组以及套设于承重缸的齿圈；所述电机与机座固定，且电机的输出轴通过减速齿轮组与所述齿圈传动连接，通过电机带动承重缸转动。

5.根据权利要求4所述的挖掘机分体式挖斗的斗齿结构，其特征在于：所述连接杆上部的前面、后面、左面和右面分别设有第一压力传感器，且所有的第一压力传感器均压紧于连接杆与上缓冲垫之间；所述连接杆下部的前面、后面、左面和右面分别设有第二压力传感器且所有的第二压力传感器均压紧于连接杆与下缓冲垫之间；所述连接杆的下端设有第三压力传感器。

6.根据权利要求5所述的挖掘机分体式挖斗的斗齿结构，其特征在于：所有的第一压力传感器的导线、所有的第二压力传感器的导线以及第三压力传感器的导线均从连接杆的内部穿入齿后的内腔。

7.一种齿后与齿尖的连接方法，其特征在于：应用于权利要求5所述的挖掘机分体式挖斗的斗齿结构，包括以下步骤：

S1：齿尖竖直放置于承重缸中，齿后通过挖掘机将齿后的连接杆插入沉孔以使螺旋凸起的上端与上升螺旋凹槽的下端接触；

S2：电机通过减速齿轮组带动承重缸和齿尖转动，且齿尖转动的同时挖掘机使齿后的下降速度与齿尖的上升速度相同，直至螺旋凸起旋入上升螺旋凹槽的末端；

S3：限位板套设于第一螺柱和第二螺柱，并在第一螺柱和第二螺柱上分别拧紧防松动螺母，齿后与齿尖连接完成。

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