EA024983B1

EA024983B1 - Сменный защитный элемент для землеройного оборудования и монтажный узел для такого оборудования, содержащий указанный защитный элемент

Info

Publication number: EA024983B1
Application number: EA201201436A
Authority: EA
Inventors: Терри Л. Брискоу; Кевин С. Стэнджлэнд
Original assignee: Эско Корпорейшн
Priority date: 2010-04-20
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2016-11-30
Also published as: TR201909959T4; ES2889931T3; US20140202050A1; CL2012002930A1; BR122019017489B1; MY166816A; EP2561149A1; AU2011243017B2; AU2011243017A1; BR112012026903A8; MX2012012224A; CL2015001740A1; LT2561149T; EP2561149A4; JO3763B1; WO2011133411A1; PL3536866T3; JP6122463B2; TW201200685A; CA3010637C

Abstract

Сменный защитный элемент для землеройного оборудования, такой как зуб ковша экскаватора, содержит передний конец, предназначенный для зацепления с выкапываемым материалом, и задний конец, включающий в себя монтажную часть с отверстием, который накрывает опорную конструкцию, прикреплённую к землеройному оборудованию, при этом отверстие имеет первую часть, проходящую сквозь монтажную часть в первом направлении, которое является направлением вставки в монтажную часть клина и втулки запирающей системы, предназначенной для удержания сменного элемента на опорной конструкции, и вторую часть, проходящую только частично сквозь монтажный узел в указанном первом направлении, причём монтажная часть имеет бурт, расположенный во второй части отверстия поперечно наружу от его первой части и параллельно второму направлению, перпендикулярному первому направлению. Монтажная часть выполнена таким образом, что она может удерживать втулку, частично установленную во второй части отверстия, на месте, предотвращая её перемещение во втором направлении, а ее бурт - удерживать втулку на месте перед вставкой клина в отверстие. Также раскрыт монтажный узел для землеройного оборудования, предназначенный для крепления указанного защитного элемента на опорной конструкции.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к монтажным узлам для разъемного крепления друг к другу отделяемых деталей, в частности к сменному защитному элементу для землеройного оборудования и монтажному узлу для такого оборудования, содержащему указанный защитный элемент.

Уровень техники

Подобные устройства описаны, например, в патентах в США №7174661 и 7730652.

Землеройное оборудование содержит разнообразные сменные изнашиваемые детали, предназначенные для защиты расположенных под ними изделий от преждевременного износа. Сменная изнашиваемая деталь может просто выполнять роль защитного элемента (например, сменный изнашиваемый наконечник) или может выполнять дополнительные функции (например, зуб ковша экскаватора, который предназначен для разрушения грунта перед ковшом, а также защиты расположенной под ним режущей кромки ковша). В любом случае желательно, чтобы сменная изнашиваемая деталь была надежно прикреплена к землеройному оборудованию, так чтобы она не могла потеряться во время эксплуатации, и в то же время ее можно было снять и заменить, когда она будет изношена. Чтобы свести к минимуму простои оборудования, желательно, чтобы изношенную сменную деталь можно было легко и быстро заменить непосредственно на месте эксплуатации. Сменные изнашиваемые детали обычно состоят из трех (или большего числа) компонентов в целях минимизации количества материала, которое должно заменяться по причине износа. В результате этого сменная изнашиваемая деталь обычно включает в себя опорную конструкцию, которая крепится к землеройному оборудованию, сменный изнашиваемый элемент, который монтируется на опорной конструкции, и замок, предназначенный для удержания изнашиваемого элемента на опорном конструкции.

В качестве одного примера зуб ковша экскаватора включает в себя адаптер в качестве опорной конструкции, коронку или кончик зуба в качестве сменного изнашиваемого элемента и замок или фиксатор, предназначенный для удержания коронки зуба на адаптере. Адаптер крепится к передней режущей кромке ковша экскаватора и включает в себя насадок, который выступает вперед для образования монтажного посадочного места для коронки зуба. Адаптер может представлять собой отдельный монолитный элемент или может состоять из нескольких соединяемых вместе компонентов. Коронка зуба включает в себя передний режущий конец и углубление с направленным назад проемом, в которое вставляется насадок адаптера. Замок вставляется в блок для разъемного удержания коронки зуба на адаптере.

Замок для зуба ковша экскаватора представляет собой, как правило, удлиненный элемент в виде штифта, который вставляется в проем, образованный совместно адаптером и коронкой зуба. Проем может быть сформирован вдоль боковой стороны насадка адаптера, как описано в патенте США №5469648, или проходить сквозь насадок, как описано в патенте США №5068986. В любом из этих случаев замок вставляется и вынимается с помощью молотка. Такое забивание и выбивание замка молотком может быть достаточно трудоемким и приводит к риску повреждения оператора.

Замок обычно плотно вставляется в канал с целью предотвратить выпадение замка и соответственно потерю коронки зуба во время эксплуатации. Плотная посадка может быть выполнена с помощью отчасти несоосных отверстий в коронке зуба и адаптере, которые образуют проем для замка, установки резинового элемента в проем или в штифт и/или путем обеспечения почти совпадающих размеров между замком и проемом. Однако, как можно понять, увеличение плотности посадки, с которой замок вставляется в проем, затрудняет процесс забивания замка молотком в блок и выбивания из блока и приводит к риску повреждения обслуживающего персонала.

Кроме того, замок зачастую не обладает способностью обеспечить достаточную затяжку коронки зуба на адаптере. Несмотря на то что в запорных системах, характерных для уровня техники, предшествующего данному изобретению, предусматривались резиновые элементы, предназначенные для обеспечения некоторой затяжки сменного изнашиваемого элемента на опорной конструкции, это обычно обеспечивало лишь ограниченное преимущество, поскольку резина не имеет достаточной прочности для обеспечения плотной посадки, когда зубья ковша находятся под нагрузкой во время эксплуатации. Большинство замков, кроме того, не обеспечивают возможности повторной затяжки, когда детали изнашиваются. В результате этого многие замки, используемые в зубьях ковша, могут выпадать и теряться, когда детали изнашиваются, и плотность посадки уменьшается. Замки уровня техники, предшествующего данному изобретению, которые обеспечивают затяжку или возможность их повторной затяжки, основаны на наличии резьбы или клиньев, которые зачастую страдают от проблем, связанных с трудностью съема и/или недостаточной безопасностью эксплуатации.

Недостатки запорных конструкций не ограничиваются только проблемами монтажа коронок зубьев на адаптерах. В другом примере адаптер представляет собой сменный изнашиваемый элемент, устанавливаемый на режущую кромку ковша, которая является опорной конструкцией для адаптера. Хотя коронка зуба является наиболее изнашиваемым элементом в системе, адаптер также изнашивается, и с прошествием времени его необходимо заменять. Обычно адаптеры механически крепятся к режущей кромке ковша, что позволяет использовать более прочную марку стали и возможность замены на месте эксплуатации. Одним распространенным способом решения этой проблемы является использование адаптера Уислера (ХУНЫсг 51у1е абар!ег), такого как описан в патенте США №3121289 (см. фиг. 8). В тра- 1 024983 диционной системе Уислера адаптер сформирован с вилкообразными стойками, которые устанавливаются на режущую кромку ковша. Стойки адаптера и режущая кромка ковша сформированы с проемами, которые центрируются для вставки замка. Замок в этой конструкции содержит в общем случае Собразную втулку и клин. Кронштейны втулки накрывают наклонные поверхности, расположенные на заднем конце стоек адаптера. Наклонные поверхности стоек и внутренние поверхности кронштейнов наклонены в заднем направлении и в сторону от режущей кромки. Клин затем забивается молотком в отцентрированные проемы для втулки в направлении назад. Это перемещение назад втулки заставляет кронштейны плотно прижимать стойки адаптера к режущей кромке ковша для предотвращения перемещения или освобождения адаптера во время эксплуатации.

Однако забивание клина в проемы и выбивание его из проемов в замке Уислера обычно является трудоемким и потенциально опасным. Удаление клина может быть особенно трудным, поскольку ковш обычно должен быть перевернут вверх дном для обеспечения доступа для вынимания клиньев из блока. В этой ориентации ковша рабочий должен добраться до проема снизу и забивать клин вверх большим молотком. Риск особенно очевиден в отношении ковшей большого размера. Кроме того, поскольку клинья могут выскакивать во время обслуживания, клинья обычно прихватывают точечной сваркой к соответствующей втулке, что исключает возможность повторной затяжки и делает операцию по снятию клиньев более трудной.

Во многих блоках другие факторы могут еще больше увеличить трудность съема и вставки замка, когда необходима замена сменного изнашиваемого элемента. К примеру, близость соседних компонентов, таких как используемые в замках, вставляемых в поперечном направлении (см., например, патент США №4326348) могут создать трудность забивания замка молотком в блок и выбивания его из блока. Кроме того, мелкие частички материала могут скапливаться в проемах, в которые вставляются замки, что затрудняет доступ к замкам и процесс съема замков.

Были предприняты некоторые попытки сконструировать и изготовить замки, устанавливаемые и снимаемые без помощи молотка, для применения в землеройном оборудовании. К примеру, в патентах США №5784813 и 5868518 описаны клиновидные замки с винтовым приводом, предназначенные для крепления коронок зубьев к адаптерам, а в патентах США №4433496 и 5964547 описаны клинья с винтовым приводом, предназначенные для крепления адаптеров к ковшам. Хотя эти устройства устраняют необходимость забивания и выбивания молотком, они требуют использования большого числа деталей, что в результате увеличивает сложность и стоимость изготовления замков. Попадание мелких частиц также может сделать процесс съема трудоемким, поскольку мелкие частицы увеличивают трение и отрицательно влияют на резьбовые соединения. Кроме того, при использовании стандартных резьбовых соединений мелкие частицы могут скапливаться и затвердевать вокруг витков резьбы, что особенно затрудняет вращение болта и процесс съема частей, поскольку может вызвать коррозию и повреждение резьбовых соединений.

В патентах США №6986216, 7174661 и 7730652 описаны запорные конструкции для сменных изнашиваемых блоков, основанные на клине с резьбой, который входит в зацепление с резьбой на втулке сменного изнашиваемого элемента, и его вращают для вставки клина в проем и удаления его из проема. Эти системы требуют минимального числа компонентов, исключают необходимость забивания и выбивания молотком и облегчают решение проблем по удалению замка, характерных для предыдущих систем. Однако в них отсутствует возможность обеспечить достаточно большую затяжку для выполнения плотной посадки на режущую кромку ковша или другую опорную конструкцию или для эффективной повторной затяжки после того, как произошел износ.

Как правило, в горнорудных разработках основное землеройное оборудование, такое как крупный канатный ковшовый экскаватор или канатный скребковый экскаватор (драглайн) может иметь до трех ковшей, закрепленных за экскаватором. Эти ковши могут включать в себя один ковш, который активно используется на экскаваторе, один ковш, снятый с экскаватора и находящийся в ремонтном цехе (например, для съема различных сменных изнашиваемых элементов и замены их новыми сменными элементами и восстановления режущей кромки в качестве основания для зубьев и зоны крепления защитного кожуха), и один ковш, находящийся в резерве в состоянии готовности для установки. Резервный ковш представляет собой новый ковш или ковш, прошедший процесс восстановления и готовый к установке для эксплуатации. Резервный ковш необходим, поскольку процесс восстановления ковша может занимать несколько месяцев. Он может использоваться для замены в процессе периодического профилактического техобслуживания или в том случае, если произойдет крупная поломка ковша, установленного на экскаваторе. Поскольку процесс восстановления и ремонта ковша занимает так много времени, горнорудная компания не может позволить себе не иметь ковша, готового для установки на экскаватор в случае аварии. Время простоя и связанные с ним экономические потери могут быть слишком большими.

Хотя на более крупных горнорудных разработках (например, разработках, включающих в себя несколько кабельных одноковшовых экскаваторов и/или кабельных скребковых экскаваторов) может не иметься три ковша, закрепленных за каждым экскаватором, горнорудная разработка, как правило, должна иметь в наличии достаточное количество резервных ковшей, если это необходимо, для предотвращения чрезмерного времени простоев (например, чтобы избежать ситуации, когда экскаватор не работает,

- 2 024983 потому что ожидает завершения процесса восстановления ковша). Необходимость иметь несколько готовых резервных ковшей может представлять значительные затраты для горнорудной компании.

Поскольку восстановление режущей кромки ковша обычно является наиболее затратной по времени частью процесса восстановления ковша, уменьшение числа восстановлений путем удлинения периода времени между отдельными восстановлениями обеспечило бы огромную экономию затрат. Такое уменьшение числа или частоты восстановлений режущей кромки или других частей ковша позволило бы конечному пользователю экономить денежные средства и время, необходимое для выполнения таких восстановлений, а также время простоев, связанных со съемом ковша с экскаватора или отсутствия ковша для использования с целью перемещения материала. Уменьшение числа восстановлений режущей кромки могло бы обеспечить огромную экономию в отношении меньшего количества требуемых запасных ковшей, меньшего числа сварщиков для выполнения этих восстановлений и наличия более неприхотливой системы, которая является более простой в использовании и может быть изменена, когда это наиболее удобно для эксплуатации.

Поскольку режущая кромка ковша наиболее часто подвергается неправильной эксплуатации и находится под значительной нагрузкой во время эксплуатации, необходимо, чтобы она сохраняла свою прочность и целостность, чтобы избежать поломки. В процессе наплавки сваркой передней грани режущей кромки до восстановления ее первоначальной формы также возникает риск повреждения режущей кромки, если эта операция выполняется неправильно. Режущая кромка должна быть предварительно нагрета, и процесс сварки необходимо производить очень осторожно, чтобы избежать образования трещин. Растрескавшаяся режущая кромка вызовет необходимость съема ковша с экскаватора и ее ремонта. Однако если нет необходимости ремонтировать режущую кромку с применением сварки так часто, то одна возможная причина отказа уменьшается или ограничивается, что сводит к минимуму вероятность растрескивания или выхода из строя режущей кромки.

Один фактор, который может повлиять на необходимость ремонта или восстановления режущей кромки на ковше относится к тому, способна ли система, предназначенная для крепления сменного изнашиваемого элемента к режущей кромке, надежно соединять вместе эти детали. Система соединения должна быть способна перемещать сменный изнашиваемый элемент на достаточное расстояние относительно режущей кромки, чтобы сменный изнашиваемый элемент можно было установить на режущую кромку. Эта величина перемещения носит название затяжки (например, соединительная система должна перемещать изнашиваемый элемент на достаточное расстояние относительно режущей кромки для того, чтобы выбрать любой зазор или расстояние между изнашиваемым элементом и режущей кромкой). Если соединительная система может перемещать изнашиваемый элемент только на малое расстояние относительно режущей кромки, такая соединительная система имеет малую способность затяжки, и в таких системах компания, занимающаяся эксплуатацией шахты или разреза, может быть вынуждена восстанавливать режущие кромки более часто (для обеспечения того, что соединительная система будет обеспечивать достаточную затяжку для перемещения сменного изнашиваемого элемента и надежного удержания его на режущей кромке). Для соединительных систем с малой величиной возможной затяжки процесс восстановления должен быть относительно точным для гарантии того, что соединительная система будет способна перемещать сменный изнашиваемый элемент и удерживать его на режущей кромке. Системы со сменными изнашиваемыми элементами, которые неплотно удерживаются на опорной конструкции, будут, как правило, испытывать больший износ и будут более подвержены риску потери изнашиваемого элемента. Хотя преждевременный износ режущей кромки может представлять собой главную проблему, преждевременный износ других опорных конструкций, таких как адаптеры, также может увеличивать время простоя и затраты из-за необходимости более частой замены.

Соответственно, усовершенствование разъемных соединительных систем, предназначенных для крепления сменных изнашиваемых элементов к режущей кромке ковша, весьма бы приветствовалось в горнорудной и строительной отраслях промышленности. Существует необходимость в соединительных системах, которые бы отличались простотой и безопасностью при установке и съеме и надежностью в эксплуатации, позволяли бы осуществлять значительную затяжку, обеспечивали бы более длительные периоды времени между восстановлениями ковша, допускали бы более широкий диапазон изменений размеров в процессах производства различных деталей и обеспечивали бы в результате меньшее время простоев землеройных машин. Такие усовершенствования привели бы в результате к меньшим затратам благодаря уменьшению необходимости в резервных ковшах и уменьшению затрат, связанных с восстановлением режущей кромки ковшей.

Раскрытие изобретения

Изобретение относится к усовершенствованным монтажным узлам, в которых отделяемые детали удерживаются вместе прочным, простым и надежным образом, с возможностью их разъема. Данное изобретение особенно полезно для крепления сменных изнашиваемых элементов к опорным конструкциям землеройного оборудования. Монтажные узлы в соответствии с настоящим изобретением просты в применении, являются повторно используемыми и надежно удерживают сменный изнашиваемый элемент, обеспечивая его эффективную затяжку на опорной конструкции.

Одним объектом изобретения является сменный защитный элемент для землеройного оборудова- 3 024983 ния, такой как зуб ковша экскаватора, содержащий передний конец, предназначенный для зацепления с выкапываемым материалом и задний конец, включающий в себя монтажную часть с отверстием, который накрывает опорную конструкцию, прикрепленную к землеройному оборудованию, при этом отверстие имеет первую часть, проходящую сквозь монтажную часть в первом направлении, которое является направлением вставки в монтажную часть клина и втулки запирающей системы, предназначенной для удержания сменного элемента на опорной конструкции, и вторую часть, проходящую только частично сквозь монтажную часть в указанном первом направлении, причем монтажная часть имеет бурт, расположенный во второй части отверстия поперечно наружу от его первой части и параллельно второму направлению, перпендикулярному первому направлению. При этом монтажная часть выполнена таким образом, что она может удерживать втулку, частично установленную во второй части отверстия, на месте, предотвращая ее перемещение во втором направлении, а ее бурт - удерживать втулку на месте перед вставкой клина в отверстие.

Бурт может проходить в поперечном направлении вдоль всего заднего края отверстия или только снаружи первой части отверстия.

Предпочтительно задняя стенка отверстия служит для прижима втулки с обеспечением плотности посадки сменного элемента на опорной конструкции, когда клин вставлен в отверстие.

Предпочтительно передняя стенка второй части отверстия предназначена для предотвращения перемещения вперед втулки и обеспечения за счет этого пространства для вставки клина в отверстие.

Кроме того, в сменном защитном элементе может быть установлен упругий элемент, предназначенный для прижатия к замку во время эксплуатации.

Другим объектом изобретения является монтажный узел для землеройного оборудования, содержащий опорную конструкцию, предназначенную для крепления к землеройному оборудованию и имеющую отверстие и ось;

описанный выше сменный защитный элемент, предназначенный для установки на опорную конструкцию, отверстие которого отцентрировано относительно отверстия в опорной конструкции;

замок, содержащий втулку и конусообразный клин, предназначенные для установки в указанные отверстия таким образом, что втулка входит в зацепление с осью и сменным защитным элементом, при этом втулка установлена с возможностью поворота вокруг оси для проталкивания сменного элемента на опорную конструкцию, когда клин вставляется в указанные отверстия.

Предпочтительно замок содержит вставку, находящуюся в зацеплении с клином для перемещения вдоль клина, когда он вставляется в указанные отверстия, и способную перемещаться относительно втулки для увеличения необходимой затяжки, обеспечиваемой за счет поворота втулки.

При этом вставка расположена в выемке, образованной во втулке, при этом вставка выполнена с возможностью перемещения внутри выемки вдоль дугообразной поверхности, выполненной внутри выемки.

Предпочтительно клин и вставка выполнены с витками резьбы, которые входят в зацепление друг с другом, так что поворот клина обеспечивает перемещение его вдоль вставки.

Вставка может быть прикреплена к опорной конструкции, при этом клин своими противоположными сторонами находится в зацеплении со вставкой и втулкой.

Предпочтительно втулка содержит первую несущую часть для контакта со сменным элементом, вторую несущую часть для контакта с осью и шток, соединяющий между собой первую и вторую несущие части, причем шток имеет выгнутую переднюю поверхность, изогнутую вдоль длины штока для зацепления с клином, а втулка выполнена с возможностью поворота вокруг оси, когда клин вставлен в указанные первое и второе отверстия.

При этом клин и втулка выполнены с витками резьбы, которые входят в зацепление друг с другом, так что поворот клина обеспечивает перемещение его вдоль втулки.

Другие аспекты, преимущества и характерные особенности настоящего изобретения будут описаны более подробно ниже и станут очевидны из последующего подробного описания примеров конструкций, выполненных в соответствии с данным изобретением.

Краткое описание чертежей

Изобретение проиллюстрировано с помощью примера и не ограничено приложенными чертежами, на которых одинаковые или аналогичные элементы имеют одинаковые условные обозначения и на которых на фиг. 1А показан в увеличенном изображении общий вид типичного примера сменного защитного элемента и режущей кромки ковша, которые могут удерживаться вместе с помощью разъемных соединительных элементов, выполненных в соответствии с данным изобретением;

на фиг. 1В дан вид сверху на часть режущей кромки ковша со сменным защитным элементом, прикрепленным к ней в соответствии с данным изобретением;

на фиг. 2А - общий вид сменного защитного элемента, выполненного в соответствии с данным изобретением;

на фиг. 2В - вид сбоку на сменный защитный элемент; на фиг. 2С - вид сверху на сменный защитный элемент;

на фиг. ЗА - общий вид части традиционной режущей кромки землеройного ковша;

- 4 024983 на фиг. 3В - вид сбоку на традиционную режущую кромку ковша;

на фиг. 4 - общий вид втулки, предназначенной для использования в замке в соответствии с данным изобретением;

на фиг. 5А - вид спереди на вставку, предназначенную для использования в замке в соответствии с данным изобретением;

на фиг. 5В - вид сверху на вставку; на фиг. 5С - вид сбоку на вставку;

на фиг. 6А - общий вид вставки, прикрепленной к втулке для образования блока втулки, предназначенного для использования в замке в соответствии с данным изобретением;

на фиг. 6В - вид спереди на блок втулки; на фиг. 6С - вид сбоку на блок втулки;

на фиг. 6Ό и 6Е - виды в разрезе блока втулки, выполненном вдоль линии 6-6 на фиг. 6С;

на фиг. 7А - вид сбоку на клин, предназначенный для использования в замке в соответствии с данным изобретением;

на фиг. 7В - вид сверху на клин;

на фиг. 7С - вид сбоку на клин, находящийся в зацеплении с вставкой; на фиг. 7В - вид в разрезе, выполненном вдоль линии 7Ό-7Ό на фиг. 7; на фиг. 7Е - вид в разрезе, выполненном вдоль линии 7Е-7Е на фиг. 7С; на фиг. 7Р - вид в разрезе, выполненном вдоль линии 7Р-7Р на фиг. 7С;

на фиг. 8А - увеличенный общий вид монтажного узла, выполненного в соответствии с данным изобретением;

на фиг. 8В - 8Е показан монтажный узел с использованием соединительных элементов по фиг. 2А 7Р в соответствии с данным изобретением;

на фиг. 9А и 9В - некоторые возможные разновидности конструкции вставки, которые могут использоваться в некоторых примерах выполнения монтажных узлов в соответствии с данным изобретением;

на фиг. 10А и 10В - другой пример режущей кромки ковша, к которому может присоединяться сменный защитный элемент с помощью соединительных элементов в соответствии с еще одним примером осуществления данного изобретения;

на фиг. 11А и 11С - другой пример вставки, которая может использоваться в монтажных узлах в соответствии с еще одним примером осуществления данного изобретения;

на фиг. 12 - другой пример втулки, которая может использоваться в монтажных узлах в соответствии с еще одним примером осуществления данного изобретения;

на фиг. 13 - увеличенный общий вид альтернативного монтажного узла, выполненного в соответствии с данным изобретением;

на фиг. 14А-14Р - монтажный узел с использованием альтернативных соединительных элементов, изображенных на фиг. 10А-12, в соответствии с данным изобретением;

на фиг. 15А и 15В - другой пример режущей кромки ковша, к которой может присоединяться сменный защитный элемент с помощью соединительных элементов в соответствии с еще одним примером осуществления данного изобретения;

на фиг. 16А и 16В - другой пример вставки, которая может использоваться в монтажных узлах в соответствии с еще одним примером осуществления данного изобретения;

на фиг. 17А и 17В - другой пример защитного элемента, который может крепиться с помощью соединительных элементов в соответствии с еще одним примером осуществления данного изобретения;

на фиг. 18 - увеличенный общий вид другого альтернативного варианта выполнения монтажного узла, выполненного в соответствии с данным изобретением с использованием элементов, показанных на фиг. 15А-17В;

на фиг. 19 дан вид в разрезе, выполненном вдоль линии 19-19 на фиг. 20;

на фиг. 20 - общий вид альтернативного варианта втулки, выполненной в соответствии с данным изобретением.

Для специалиста, который рассматривает приложенные чертежи, следует отметить, что различные части, показанные на этих чертежах, не обязательно выполнены в одном и том же масштабе.

Подробное описание изобретения

Приведенное ниже техническое описание изобретения и приложенные чертежи описывают примеры характерных особенностей соединительных блоков, предназначенных для разъемного соединения друг с другом различных отделяемых деталей в соответствии с примерами осуществления данного изобретения. Хотя данное изобретение имеет более широкие области применения, оно особенно полезно для разъемного присоединения сменных изнашиваемых элементов к опорным конструкциям в землеройном оборудовании и при выполнении землеройных работ. Сменные защитные элементы могут представлять собой, например, коронки зубьев, адаптеры, защитные насадки или другие сменные компоненты. Примеры машин, на которых могут применяться запорные механизмы в соответствии с данным изобретением, могут включать в себя, без ограничения рамок объема данного изобретения, механические одноковшовые экскаваторы, канатно-скребковые экскаваторы, фронтальные одноковшовые погрузчики, гидравли- 5 024983 ческие одноковшовые экскаваторы, землечерпальные машины и погрузочно-доставочные машины.

На фиг. 1А и 1В показан пример сменного защитного элемента и режущей кромки ковша, которые могут удерживаться вместе с помощью разъемных соединительных блоков в соответствии с данным изобретением. Режущая кромка 102 представляет собой часть ковша (здесь не показан), предназначенного для любого из множества типов землеройных машин. Сменный защитный элемент 106 показан в виде защитной насадки, которая устанавливается на режущую кромку 102 и крепится к режущей кромке с помощью замка 150. Защитный элемент 106 включает в себя отверстие или проем 110, который в общем случае центрируется с отверстием 152 в режущей кромке, предназначенным для вставки замка 150, который удерживает защитный кожух на режущей кромке (см. фиг. 2А-2В). Этот пример установки защитного элемента (в качестве сменного изнашиваемого элемента) на режущей кромке (в качестве опорной конструкции) используется для удобства иллюстрации различных аспектов данного изобретения. Однако аспекты данного изобретения могут быть использованы для взаимного крепления других компонентов, таких как другие сменные изнашиваемые элементы, к другим опорным конструкциям. Только в качестве примеров можно отметить, что аспекты данного изобретения могут использоваться для крепления адаптеров к режущим кромкам или крепления коронок зубьев к адаптерам. Кроме того, эти различные другие детали могут иметь другие типы конструкций и/или другие формы, без выхода за рамки объема данного изобретения.

Как показано на фиг. 1В, режущая кромка 102 может включать в себя несколько сменных защитных элементов 106, распределенных вдоль ее ширины ^₁ (на фиг. 1В показаны три сменных защитных элемента 106). В этом примере сменные защитные элементы 106 показаны как расположенные на расстоянии друг от друга изнашиваемые насадки. Обычно зубья (здесь не показаны) крепились бы к режущей кромке между защитными элементами. В альтернативном варианте защитные элементы могут быть шире, чем показано, для исключения наличия зазоров между ними, если данное конкретное применение не требует наличия зубьев на режущей кромке. Каждый сменный защитный элемент 106 крепится к режущей кромке с помощью замка 150.

На фиг. ЗА и 3В показана традиционная режущая кромка 102 с закругленным передним концом 151. Тем не менее могут применяться и другие режущие кромки, имеющие другие типы конструкции и другие передние концы. Режущая кромка 102 включает в себя отверстие или проем 152, в который вставляется замок 150 в соответствии с данным изобретением. Проем 152 включает в себя переднюю стенку 154 и заднюю стенку 156. Задняя стенка 156 включает в себя два, по существу, параллельных концевых сегмента 156а и 156Ь (показаны, как имеющие вертикальную ориентацию) и наклонный промежуточный сегмент 156с, соединяющий концевые сегменты 156а и156Ь. Промежуточный сегмент 156с предпочтительно соединяется с концевым сегментом 156а под закругленным углом или кромкой для образования оси вращения или монтажного уголка 157 для замка 150. Возможны и другие формы и/или конструкции внутренних стенок (например, стенок 154 и 156), без выхода за рамки объема данного изобретения. К примеру, промежуточный сегмент 156с мог бы отсутствовать, так что задняя стенка 156 имела бы фактически прямую вертикальную ориентацию. В этой конструкции пересечение задней стенки 156 и нижней поверхности режущей кромки может образовывать ось вращения или монтажный уголок для замка. Кроме того, могут быть предусмотрены другие конструктивные элементы в качестве оси вращения для замка, лишь бы эта конструкция позволяла втулке входить в зацепление и поворачиваться для затяжки и удержания сменного изнашиваемого элемента на опорной конструкции.

На фиг. 2А-2С показан пример защитного элемента 106, который может одеваться на режущую кромку в соответствии с данным изобретением. Защитный элемент 106 включает в себя пару стоек 108а, 108Ь, проходящих в заднем направлении, которые образуют зазор 104, в который вставляется режущая кромка таким образом, что стойки надеваются сверху в виде седла на передний конец 151 режущей кромки 102. Зазор 104 в этом примере имеет закругленную переднюю несущую (опорную) поверхность 104а, которая является дополняющей по форме и стыкуется с закругленным передним концом 151 режущей кромки, но она может иметь другие формы, в особенности если предназначена для других конструкций режущей кромки. К примеру, зазор может быть сформирован для соответствия по форме режущей кромке, имеющей острый вертикальный передний край или скошенный передний край. Сменный изнашиваемый блок в соответствии с данным изобретением может применяться с режущей кромкой, изготовленной из толстолистового металла, или с литой режущей кромкой. Верхняя стойка 108а включает в себя отверстие 110, с помощью которого замок в соответствии с данным изобретением может входить в зацепление, и через которое нему может быть обеспечен доступ.

Проем 110 защитного кожуха предпочтительно включает в себя более узкий передний участок 110а и более широкий второй участок 110Ь. Как показано на чертежах, первый участок 110а проема 110 образует переднюю часть проема и проходит полностью сквозь верхнюю стойку 108а защитного элемента 106, тогда как задний участок 110Ь проходит только частично сквозь верхнюю стойку 108а. В одном варианте осуществления данного изобретения бурт 112а проходит по всей ширине более широкого заднего участка 110Ь. В еще одном варианте осуществления данного изобретения (здесь не показан) бурт 112а может быть предусмотрен только в боковых участках 110с, тогда как остальная часть отверстия представляет собой первый участок, проходящий сквозь стойки. В любом из этих вариантов осуществления

- 6 024983 данного изобретения бурт 112а проходит в проем 110 и образует поверхность, поверх которой проходит часть замка, чтобы предотвратить вытягивание защитного элемента 106 вверх и на удаление от режущей кромки, когда он испытывает определенные нагрузки во время копки грунта. В данном изобретении нижняя стойка 108а предпочтительно является укороченной для уменьшения количества материала, необходимого для изготовления этой детали, снижения стоимости изготовления и веса сменного изнашиваемого элемента на машине.

Замок 150 в соответствии с данным изобретением включает в себя резьбовой клин 350, такой как описан в патенте США №7174661, и втулку 200. Втулка и клин взаимодействуют друг с другом, а также со сменным изнашиваемым элементом и опорной конструкцией, так что втулка вращается, когда клин вставляется в блок, для обеспечения достаточного натяжения, чтобы плотно притянуть сменный изнашиваемый элемент к опорной конструкции. Хотя резьбовой клин и втулка являются предпочтительными, чтобы избежать использования молотка, в данном изобретении могут использоваться также клин и втулка, устанавливаемые и снимаемые с помощью молотка.

В варианте осуществления данного изобретения, показанном на фиг. 4-8, втулка 200 входит в зацепление как со сменным защитным элементом 106, так и с опорной конструкцией 102. Втулка 200 предпочтительно включает в себя первую или верхнюю несущую часть 202, которая накрывает бурт 112а и входит в зацепление с задней стенкой 112 проема 110 в защитном элементе 106. Контакт несущей части 202 с задней стенкой 112 облегчает затяжку сменного защитного элемента 106 на опорной конструкции 102, когда втулка вращается. Несущая часть 202 накрывает бурт 112с, чтобы предотвратить вытягивание верхней стойки 108а вверх и в сторону от режущей кромки 102, когда направленные вниз нагрузки прикладываются к переднему концу 118 защитного кожуха во время копки грунта. Опорная часть 202 не прикладывает постоянного направленного внутрь сжимающего усилия к бурту 112а (или, в противном случае, к защитному элементу 106) для удержания защитного элемента плотно прижатым к режущей кромке, как это имеет место в традиционной запирающей конструкции Уислера. Это изменение в назначении втулки значительно уменьшает величину усилия, прикладываемого к втулке, что может позволить использовать втулку малых размеров и снизить риск отказа втулки.

Верхняя несущая часть 202 включает в себя проходящие поперечно боковые участки 209. Боковые участки 209 проходят в поперечном направлении наружу от штока 201 втулки 200 и в поперечном направлении наружу от более узкой части 110а проема 110 для вставки в боковые участки 110с более широкой задней части 110Ь проема 110. Эти поперечно расположенные боковые участки 209 предпочтительно ограничены задней стенкой 112, буртом 112а и передней стенкой 110й для удержания втулки на месте перед вставкой клина во время его установки и после удаления клина во время замены сменного изнашиваемого элемента. Выражаясь конкретнее, зацепление боковых участков 209 с буртом 112с и передней стенкой 110й предотвращает проскальзывание клина сквозь отверстие 152 в режущей кромке 102 для облегчения монтажа. Это не только облегчает и ускоряет монтаж, но может обеспечить значительное преимущество, когда монтаж производится ночью или в плохую погоду. Поиск втулки, соскользнувшей с режущей кромки и упавшей вниз, может быть затруднителен и может привести к тому, что рабочему придется находиться в опасном месте под ковшом. Те же самые преимущества обеспечиваются также во время съема, т.е. боковые части 209 поддерживают втулку 200 на защитном элементе 106 после того, как клин был удален из блока. Передняя стенка 110й удерживает втулку в заднем положении для обеспечения пространства для вставки переднего конца клина во время монтажа. Могли бы быть предусмотрены и другие конфигурации, помимо боковых частей 209, для достижения той же самой цели, но эта конструкция является предпочтительной, поскольку она является эффективной конструкцией относительно общей конструкции, она не уменьшает прочность и не влияет отрицательно на функционирование защитного кожуха или других компонентов сменного изнашиваемого блока, она является надежной и экономичной в изготовлении. Кроме того, как отмечалось выше, бурт 112с может быть ограничен только боковыми участками 110с, так что только боковые участки 209 выполняют функцию выталкивания на заднюю стенку 112 и/или предотвращения перемещения стойки 108а на удаление от режущей кромки 102.

Задняя сторона 200а втулки 200 включает в себя, кроме того, вторую или нижнюю несущую часть 204, которая входит в зацепление с углом 156й в проеме 152 режущей кромки 102. Соединение несущей части 204 со штоковой частью 201 может включать в себя закругленный уголок размера и формы, аналогичных размеру и форме закругленного углового края 156й стенки 156 режущей кромки. В этом примере конструкции втулка 200 в общем случае образует С-образную конструкцию, которая вставляется в проемы 110 и 152 защитного элемента 106 и режущей кромки 102. Уголок 156й образует ось вращения 157 для втулки, чтобы обеспечить поворот или вращение втулки для повышенной затяжки. Как отмечалось выше, могут быть использованы и другие конструкции в качестве фиксатора для втулки.

В предпочтительной конструкции замок 150 также включает в себя вставку 250, которая крепится к втулке с возможностью перемещения. Вставка образует соединение между клином и втулкой таким образом, что втулка поворачивается или вращается вокруг оси вращения 157, когда клин вставляется в блок или вынимается из блока, с тем чтобы обеспечить сменный изнашиваемый элемент со значительной затяжкой.

Противоположная передняя сторона 200Ь втулки 200 включает в себя полую часть или выемку 210, в которую вставляется вставка 250. Выемка 210 в этом примере образована: (а) фактически дугообразной

- 7 024983 внутренней поверхностью 210а, (Ь) двумя противоположными боковыми стенками 210Ь и 210с, и (с) в общем случае открытым пространством 2106 между боковыми стенками 210Ь и 210с, противоположными внутренней поверхности 210а. Плавно закругленные края и углы предпочтительно обеспечены между различными поверхностями и стенками выемки. Внутренняя поверхность 210а предпочтительно имеет дугообразную форму вдоль длины штока 201 (т.е. в вертикальном направлении, как показано на фиг. 6С). Эта дугообразная поверхность образует траекторию, вдоль которой вставка 250 перемещается относительно втулки, когда клин вставляется в блок или вынимается из блока. Когда клин вставляется в сменный изнашиваемый блок, резьба на клине 350 входит в зацепление с резьбой на вставке 250. Вращение клина в одном направлении вызывает перемещение клина вниз и глубже в блок. Относительное перемещение клина вдоль вставки заставляет вставку перемещаться назад, когда более широкая часть клина вставляется в проем. Это перемещение вставки заставляет втулку 200 вращаться вокруг оси вращения 157. Это перемещение втулки приводит к тому, что вставка перемещается вдоль дугообразной внутренней поверхности 210а выемки 210, хотя сама вставка может перемещаться вертикально только на небольшое расстояние относительно режущей кромки 102.

Боковые стенки 210Ь и 210с выемки 210 предназначены для удержания вставки на втулке 200, и в результате взаимодействия с внутренней поверхностью 210а они направляют вставку вдоль предписанной траектории перемещения относительно втулки. В одном варианте осуществления данного изобретения боковые стенки 210Ь, 210с проходят немного внутрь по направлению друг к другу, когда они проходят вперед и на удаление от внутренней поверхности 210а. К примеру, боковые стенки могут соединяться под углом в диапазоне от 15 до 45°, и в одном предпочтительном примере под углом приблизительно 30°, хотя возможны и другие углы смыкания. Это переднее смыкание боковых стенок образует в результате переднюю поверхность 2106, которая является более узкой, чем ширина вставки в ее самой широкой части, для предотвращения выпадения втулки через переднюю часть выемки. Боковые стенки 210Ь и 210с также предпочтительно приближаются друг к другу в направлении от верхнего конца 214 к нижнему концу 216 втулки 200. К примеру, боковые стенки могут сходиться вместе вдоль длины штока 201 под углом в диапазоне от 2 до 15° и предпочтительно под углом приблизительно 7°. Предпочтительно, чтобы этот угол смыкания боковых стенок был приблизительно равен углу конусности клина для простоты использования и обеспечения требуемого пространства, хотя это не обязательно, и возможны другие углы смыкания. Это смыкание боковых стенок в направлении вниз приводит в результате к тому, что боковые стенки 210Ь, 210с образуют пространство, более узкое, чем ширина вставки 250 в ее более широком верхнем конце, чтобы предотвратить выпадение вставки из нижней части выемки 210. Эти различные углы смыкания образуют путь для направления вставки 250 вдоль желаемой траектории без застревания и без выпадения вставки из втулки 200. Углы смыкания также предназначены для удержания вставки во втулке, когда клин не находится в зацеплении, например во время транспортировки, монтажа и удаления замка. Верхний конец выемки 210 является открытым и достаточно большим для образования входного отверстия 210е, через которое вставка вставляется в выемку. Хотя вставка предпочтительно вставляется путем скольжения внутрь выемки 210 во время первоначального изготовления замка, также ее может вставлять конечный пользователь перед монтажом в сменный изнашиваемый блок. Могут использоваться и другие конструктивные варианты (т.е. кроме смыкающихся боковых стенок), включая, например, использование шпонки и шпоночного паза, частей обода на внешних краях стенок, образующих полую часть, которая накрывает вставку для удержания ее на месте и направления вдоль желаемой траектории.

Как отмечалось выше, вставка 250 способна перемещаться внутри выемки 210 (т.е. относительно втулки 200) в ответ на перемещение вниз клина. Выемка образует направляющий канал для направления перемещения вставки вдоль предписанной траектории. Когда клин вставляется в блок для затяжки соединения, втулка вращается и поворачивается вокруг оси вращения 157 таким образом, что верхняя несущая часть 202 прижимается к задней стенке 112 для перемещения защитного элемента 106 назад и его плотного прижатия к режущей кромке 102, т.е. таким образом, что несущая поверхность 104а на защитном кожухе плотно прижимается к переднему концу 151 режущей кромки 102.

Выемка 210 предпочтительно включает в себя полость 212, которая показана как удлиненная вертикальная прорезь во внутренней поверхности 210а, для образования пространства для вставки и монтажа упругого элемента 302 (фиг. 6Ό и 6Р). Тем не менее полость 212 может быть любого желаемого размера или формы, или быть расположенной в другой части выемки, или полностью отсутствовать, в этом случае упругий элемент может крепиться другим способом, без выхода за рамки объема данного изобретения. Упругий элемент 302 может изготавливаться из любого желаемого материала, такого как резина (например, резина твердостью по Шору 65 по шкале Ό), другие эластомеры или полимерные материалы (например, пенополиуретан твердостью 80 с замкнутыми ячейками с удлинением ячеек 2%), или разнообразные пружинные блоки. Упругий элемент обеспечивает постоянное усилие, которое толкает вставку 250 вперед, и при эксплуатации она находится в постоянном контакте с клином 350. Этот контакт обеспечивает гарантированное зацепление резьбы на вставке 250 с резьбой на клине 350, когда клин вставляется в блок или вынимается из блока, и снижает риск выпадения клина в процессе копки грунта. Затяжка, обеспечиваемая упругим элементом 302, также предназначена для удержания вставки 250 в выемке 210

- 8 024983 во время транспортировки и хранения втулки, а также во время установки и съема замка 150. Упругий элемент 302 также выполняет функцию обеспечения некоторой эластичной затяжки к втулке и соответственно к защитному кожуху для поддержания плотной посадки между защитным кожухом и опорным элементом. Эта плотная посадка не предназначена для выдерживания ударных нагрузок и не способна выдерживать ударные нагрузки машины во время копки грунта, но она предназначена для выбора зазора между защитным кожухом и режущей кромкой, так что когда ударная нагрузка прикладывается к защитному кожуху, он уже находится в контакте с режущей кромкой, и, следовательно, меньшее повреждение наносится поверхности раздела между режущей кромкой и защитным кожухом.

Вставка 250 вставляется в выемку 210 втулки 200 в данном примере реализации соединительного блока (фиг. 5А-5С). Как показано на фиг. 5С, задняя внутренняя поверхность 252 вставки 250 является изогнутой от верхнего конца 260 вставки до нижнего конца 262 вставки. Эта кривизна внутренней поверхности 252 предпочтительно соответствует изогнутой форме внутренней поверхности 210а в выемке 210, но она может и отличаться от нее, лишь бы вставка 250 могла перемещаться относительно втулки вдоль предписанной траектории. Однако в общем случае, чем лучше эти две поверхности соответствуют друг другу, тем ниже контактное давление, тем меньше прикладываемая точечная нагрузка, что приводит в результате к меньшим нагрузкам на оба элемента. Передняя внешняя поверхность 256 вставки 250 включает в себя видимые витки резьбы 256 (также называемые резьбовыми сегментами), предназначенные для зацепления с клином. Эта передняя поверхность 256 может иметь форму непрерывной поперечной криволинейной поверхности для вставки клина или, как показано на фиг. 5В, может иметь форму с фасками (например, с плоскими сторонами, соединяемыми закругленными углами), когда используется клин с фасками. Хотя показанная здесь вставка 250 включает в себя три резьбовых сегмента 254, каждый из которых проходит приблизительно на 1/5 расстояния вокруг полной окружности, любое желаемое число резьбовых сегментов 254 и/или любая желаемая протяженность вдоль окружности могут быть обеспечены, без выхода за рамки объема данного изобретения.

Передняя поверхность 256 вставки 250 может иметь конусность от ее верхнего конца 260 к ее нижнему концу 262, как показано на фиг. 5А. Эта конусность предпочтительно позволяет облегчить ввод вставки через входное отверстие 210е в выемку 210 и более легкий проход нижней части вставки через открытое пространство 210й в нижней части 210£ выемки 210, когда она вставляется в выемку, т.е. когда она готова к первому зацеплению с клином, когда он вставляется, но не позволяет вставке выйти из выемки. Боковые стенки 258а и 258Ь вставки 250 также могут иметь конусность вдоль глубины Н вставки (т.е. от передней поверхности 256 к задней поверхности 252, как показано на фиг. 5В), например, чтобы в общем случае соответствовать конусности боковых стенок 210Ь и 210с в выемке 210 (т.е. от открытой передней поверхности к задней поверхности 210а полой части 210), хотя могут использоваться и другие величины конусности. В этом примере вставка 250, боковые стенки 258а и 258Ь сужаются под углом В, показанным на фиг. 5В, причем угол В находится в диапазоне от 15 до 45°, и в одном варианте осуществления данного изобретения - под углом приблизительно 30°, хотя возможны и другие величины конусности, и не конусные конструкции.

На фиг. 6А-6Р показана втулка 200 с вставкой 250, вставленной внутрь выемки 210 втулки 200. Для зацепления втулки 200 и вставки 250 друг с другом нижний конец 262 вставки 250 скользит через входное отверстие 210е в верхнюю часть выемки 210. Поскольку верхний конец 260 вставки 250 более широкий, чем ее нижний конец 262, потому что боковые стенки 210Ь и 210с выемки 210 сужаются внутрь от ее верхней к нижней части и потому что верхний конец 260 вставки 250 шире, чем промежуток между боковыми стенками 210Ь и 210с в донной части 210£ выемки 210, вставка 250 может скользить вверх и вниз в полой части 210 вдоль внутренней поверхности 210а, но она не может скользить все расстояние от нижнего конца полой части 210. Стороны 258а и 258Ь вставки 250 по направлению к ее верхнему концу 260 будут контактировать с боковыми стенками 210Ь и 210с выемки 210, перед тем как вставка 250 выйдет в результате скольжения из низа полой части 210. Эти величины конусности позволяют устанавливать или вынимать вставку 250 только в одном направлении, т.е. через входное отверстие. Входное отверстие предпочтительно находится на верхнем конце выемки 210, что позволяет силам тяжести и упругому элементу 302 удерживать вставку в правильном положении во время установки и удаления. Эти взаимодополняющие скошенные поверхности также удерживают вставку 250 в зацеплении с втулкой 200 во время транспортировки, установки и удаления втулки.

Конусность боковых стенок 258а и 258Ь вставки 250 от ее задней части к передней части и дополняющая ее конусность боковых стенок 210Ь и 210с выемки 210 от ее задней части к передней части предназначена для предотвращения выпадения вставки 250 через открытое пространство 210й в выемке 210. Как хорошо видно на фиг. 5В, 6Ό и 6Е, боковые стенки 258а и 258Ь вставки 250 скошены в направлении от задней поверхности 252 к передней поверхности 256 (т.е. под углом конусности В на фиг. 5В). Боковые стенки 210Ь и 210с полой части 210 имеют аналогичный угол конусности. Поскольку ширина ν₂ задней поверхности 252 вставки (см. фиг. 5В) больше, чем соответствующая ширина открытого пространства 210й полой части 210, вставка 250 не может перемещаться перпендикулярно из полой части 210 через открытое пространство 210й. Эти конструктивные особенности удержания помогают удерживать вставку 250 и втулку 200 вместе, чтобы предотвратить их выпадение или случайное разделение, и

- 9 024983 при этом позволяют относительно легко вставлять вставку 250 в полую часть 210 и относительно легко вынимать вставку 250 из полой части 210.

На фиг. 7А и 7В показан пример реализации клина 350, который может использоваться в замках в соответствии с данным изобретением. Как показано, клин 350 имеет, по существу, округлую форму поперечного сечения и в общем случае имеет форму усеченного конуса от его верхней части к нижней части, причем угол конусности (угол С на фиг. 7А) предпочтительно находится в диапазоне от 2 до 15°, и в одном варианте осуществления данного изобретения составляет приблизительно 7°, хотя могут использоваться и другие величины конусности. Клин 350 проходит от его заднего или верхнего конца 352 к его переднему или нижнему концу 354, и общий диаметр (или размер в поперечном сечении) клина 350 уменьшается непрерывно и равномерно в направлении Ь от верха к низу (или в продольном направлении). В этом примере закругленный клин 350 предпочтительно имеет форму поперечного сечения фактически в виде правильного восьмиугольника с восемью боковыми кромками 356 (например, прямолинейными) и закругленными углами 358 между соседними боковыми кромками 356, как показано на фиг. 7В, но он также может иметь круглое поперечное сечение или иметь другое число граней (фасок). Восьмиугольное поперечное сечение позволяет также избежать нежелательного ослабления клина во время копки грунта. Грани могут также помочь избежать самопроизвольного перемещения клина 350 вниз в отверстие, т.е. когда упругая деформация компонентов под большой нагрузкой приводит в результате к тому, что клин перемещается глубже в блок. Хотя такое самопроизвольное перемещение увеличивает плотность посадки, плотная посадка может в определенных обстоятельствах превысить способность инструментов рабочего вытащить их из блока. В одном примере восьмиугольный клин 350 будет иметь диаметр Ό₁ между противоположными углами и немного меньший диаметр Ό₂ между противоположными гранями, как показано на фиг. 7В. При использовании многогранного клина упругий элемент 302 позволит осуществлять необходимые колебания вставки 250 (см., например, усилие Р на фиг. 6Ό), способствующие вращению клина до тех пор, пока замок 150 не затянет полностью сменный защитный элемент 106 на опорной конструкции 102.

На фиг. 7В показано также, что верхний конец 352 клина 350 может включать в себя зацепляющую конструкцию 360, предназначенную для зацепления инструмента, используемого для поворота клина 350 внутри соединительного блока (например, ручного или электроинструмента, предназначенного для вращения клина 350). Хотя эта показанная на чертеже зацепляющая конструкция 360 для инструмента имеет отверстие квадратной формы (для вставки квадратного конца торцевого ключа, головки гаечного ключа или другого инструмента, могут использоваться и другие зацепляющие конструкции, без выхода за рамки объема данного изобретения, такие как другие формы отверстия (например, многоугольники (такие как восьмиугольники), другие некруглые изогнутые выемки и т.д.), болты с шестигранной головкой, и т.д. Если желательно, как верхняя поверхность 352, так и нижняя поверхность 354 клина 350 может включать в себя зацепляющие конструкции для зацепления инструмента, предназначенного для поворота клина (например, конструкция 360), с тем чтобы он мог войти в зацепление с клином 350 и клин можно было поворачивать либо за его верхний конец, либо за нижний конец.

Клинья 350 этих проиллюстрированных примеров включают в себя, кроме того, витки резьбы 364, равномерно расположенные вдоль продольной длины Ь клина 350. Эти витки резьбы 364 имеют такие размеры и расстояние между ними, чтобы обеспечить зацепление с резьбовыми сегментами 254 вставки 250, как показано на фиг. 7С-7Р. Внешняя поверхность 256 вставки 250 фактически соответствует форме двух закругленных углов 358 и соединяющейся кромки 356 клина 350, который вставляется в нее. Хотя на проиллюстрированном примере конструкции показано, что вставка 250 с тремя резьбовыми сегментами 254 входит в зацепление с тремя позициями на резьбовых участках 364 клина 350, на вставке 250 может быть предусмотрено любое желаемое число резьбовых сегментов 254, без выхода за рамки объема данного изобретения. Клин 350 может изготавливаться из любых желаемых материалов (например, стали), любым желаемым образом (например, литьем или механообработкой), без выхода за рамки объема данного изобретения.

На фиг. 7Ό-7Ρ даны виды в сечении клина 350 и вставки 250, находящихся в зацеплении друг с другом (для ясности втулка 200 не показана на этих чертежах). Как показано на фиг. 7Ό (в продольном сечении), резьбовые сегменты 254 вставки 250 входят в зацепление с витками резьбы 364 клина 350. Это зацепление позволяет вставлять клин в блок и вынимать его из блока, когда клин 350 вращается относительно вставки 250, и предотвращает выпадение клина во время копки грунта. На фиг. 7Е в общем случае дан вид в сечении через резьбу 254 вставки 250 (и через резьбовую зону 364 клина 350, в которую входит резьба 254). Как показано на фиг. 7Ό и 7Е, витки резьбы 254 вставки 250 предпочтительно не простираются вдоль всей внутренней поверхности клина 350 в пределах витков резьбы 364, как показано с помощью наличия промежутков между витками резьбы 254 и центральной частью клина 350 на этих чертежах, так что нагрузка воспринимается более крупными плоскими сегментами 255, которые включают в себя фаски 356 в описанном здесь клине 350. Тем не менее возможны и другие конструкции.

На фиг. 7Р в общем случае дан вид в сечении через зоны клина 350 и вставки 250 за пределами витков резьбы 364 и 254. Клин 350 и вставка 250 соприкасаются друг с другом на фасках 356 (т.е. в зонах между участками резьбы 254 и 364), а не на участках резьбы 254 и 364. Как показано на фиг. 7Р, одна

- 10 024983 уплощенная кромка 356 клина 350 входит в уплощенную зону фаски передней поверхности 256 вставки 250, в то время как соседние уплощенные кромки 356 клина 350 отделены от вставки 250 зазорами С₃. Зазоры С₃ выполнены таких размеров, чтобы облегчить вставку увеличивающегося диаметра клина, когда он вставляется в сменный изнашиваемый блок. Присутствие упругого материала 302 помогает поворачивать клин 350 относительно вставки 250 (т.е. перемещение вставки 250 позволяет обеспечить больший диаметр Ό! между противоположными углами клина для вращения над плоской верхней поверхностью 256 вставки (за счет деформации упругого материала), и затем упругий материал 302 выталкивает вставку 250 обратно в зацепление с участками резьбы 364, когда меньший диаметр Ό₂ между фасками клина 350 оказывается расположенным в резьбовом сегменте 254). Размеры зазоров С₃ также будут несколько изменяться в зависимости от протяженности, с которой клин 350 располагается внутри соединительного блока (когда более узкое поперечное сечение клина 350 входит в зацепление с вставкой 250, зазор С₃ будет относительно большим, а когда широкое поперечное сечение клина 350 входит в зацепление с вставкой 250, зазор С₃ станет меньше или может даже исчезнуть). Таким образом, зазоры позволяют вставлять клин 350 на любую глубину и помогают поддерживать зацепление фаски 356 с фаской 256 между клином 350 и вставкой 250. Во время копки грунта любые из зазоров С₃ могут временами смыкаться, когда боковые стенки 210Ь, 210с поддерживают и стабилизируют клин и зацепление между витками резьбы для предотвращения его выпадения под большой нагрузкой.

Блок и работа одного примера реализации монтажного узла 400, включающего примеры деталей, показанные и описанные выше со ссылкой на фиг. 1А-1Р, будут описаны более подробно со ссылкой на фиг. 8А-8Е. В качестве первоначального этапа, показанного стрелкой 402 на фиг. 8А, вставка 250 (если это не сделано уже на стадии изготовления) скользит в выемку 210 через входное отверстие 210е, так что вставка 250 и втулка 200 соединяются вместе. Упругая вставка 302 внутри выемки 210 будет выталкивать вставку вперед в направлении открытого пространства 2106 (см. фиг. 6Е).

Верхний конец 261 передней стороны 200Ь втулки 200 (т.е. между входным отверстием 210е и верхним концом 214 втулки 200) предпочтительно сформирован как сквозной канал 263 с внутренним диаметром, рассчитанным на вставку того участка клина 350, который не был перемещен вниз в зацепление с вставкой 250. Благодаря повороту втулки 200 во время установки и удаления, сквозной канал 263 предпочтительно углубляется, когда он проходит на удаление от входного отверстия 210е для обеспечения достаточного просвета для вставки в него клина во время первоначальной установки (т.е. когда втулка находится в своем максимально выдвинутом вперед положении).

Затем защитный элемент 106 накладывается поверх и вокруг переднего конца 151 режущей кромки 102, как в общем виде показано на фиг. 8А стрелкой 404. После этого втулка 200 вставляется в отцентрированные друг относительно друга отверстия 110 и 152 защитного элемента 106 и режущей кромки 102 соответственно, так что фактически С-образная задняя сторона 200а втулки 200 размещается вокруг бурта 112а и уголка 1566, образуя ось вращения 157 в задней стенке 156, которая в общем виде показана стрелкой 406 на фиг. 8А. Говоря более конкретно, нижняя несущая часть 204 втулки 200 входит в зацепление с осью вращения 157, образованной монтажным уголком 1566 режущей кромки 102, а несущая часть 202 проходит над буртом 112а защитного элемента 106 для удержания защитного кожуха на режущей кромке во время копки грунта. Боковые участки 209 верхней несущей части 202 вставляются внутрь боковых участков 110с проема для удержания клина на месте во время установки и удаления клина для облегчения процесса и предотвращения любого случайного выпадения втулки через проем 152 в режущей кромке 102.

В это время клин 350 вставляется через проем 110 в проем 152 вдоль передней стенки 154 проема 152 (как в общем случае показано стрелкой 408 на фиг. 8А). Вставка 250 также устанавливается и выступает внутри проема 152 для вхождения в зацепление с клином. Клин 250 затем поворачивают (по стрелке 410), так что витки резьбы 364 клина 350 входят в зацепление с резьбовыми сегментами 254 вставки 250 и перемещают клин глубже внутрь блока. Стадии расположения монтажного узла 400 во время вращения клина показаны на видах частичных разрезов на фиг. 8В-8Е.

На фиг. 8В показан клин 350, образующий вначале контакт и входящий в зацепление с вставкой 250, установленный во втулке 200. Как показано, в это время клин 350 проходит через проем 110 в защитном элементе 106 и одной стороной контактирует с передней стороной 154 проема 152 в режущей кромке 102. Как упоминалось выше, если желательно, эта передняя боковая стенка 154 может, по меньшей мере, частично накрываться защитным элементом (например, изготовленным из более твердого материала). Защитный элемент опционально может быть снабжен резьбой вместо втулки для зацепления с витками резьбы 364 клина 350. Витки резьбы на клине 350 входят в зацепление с резьбовыми сегментами 254 вставки 250. Поскольку самая узкая часть клина 350 входит в зацепление между стенкой 154 и вставкой 250 на этом этапе, вставка 250 находится в своем самом нижнем положении внутри проема 210 и своем крайнем положении поворота по часовой стрелке, что заставляет втулку 200 находиться в ее крайнем положении поворота против часовой стрелки (оба эти положения определяются, если смотреть с точек отсчета, показанных на фиг. 8Ρ-8Ό). т.е. когда несущая часть 202 только что вошла в контакт с задней стенкой 112 проема 110 защитного кожуха. Поскольку втулка 200 находится в своем крайнем положении поворота против часовой стрелки, из-за наличия контакта между боковыми частями 209 и пе- 11 024983 редней стенкой 1106 и благодаря зацеплению втулки 200 с осью вращения 157, защитный кожух располагается в своем крайнем переднем положении относительно режущей кромки 102, когда клин вставлен и находится в зацеплении, т.е. в незатянутом положении.

Клин 350 может быть повернут и затянут до той степени, которая необходима для прочной установки на место несущей поверхности 104а на переднем конце зазора 104 между стойками 108а, 108Ь защитного элемента 106 напротив режущей кромки 102 для выбора зазора между этими деталями. Дальнейшая затяжка приведет к деформации упругой вставки 302 в полой части 210. Положение, показанное на фиг. 8В, может применяться, например, когда режущая кромка 102 и защитный элемент 106 находятся в новом или относительно новом состоянии. Следует отметить, что размер ν₃, показанный на дальней правой стороне фиг. 8Ό, отображает расстояние между конечными краями защитного элемента 106 и режущей кромки 102. Размер \ν₃ представляет собой просто удобный размер для измерения относительно произвольно выбранной точки отсчета на режущей кромке и не предназначен для того, чтобы являться установочным размером заднего конца режущей кромки (хотя он может являться этим размером).

Когда клин 350 вставляется в монтажный узел 400, вставка 250 перемещается назад в результате перемещения клина вниз. Это перемещение назад вставки 250 заставляет втулку 200 поворачиваться или вращаться назад (т.е. по часовой стрелке, как показано на чертежах) относительно оси вращения 157, т.е. нижняя несущая часть 204 втулки 200 остается в зацеплении с монтажным уголком 156с, образующим ось вращения для втулки 200. Верхняя несущая часть 202 вращается назад для ее прижатия к задней стенке 112 и проталкивания защитного элемента 106 дальше на режущую кромку 102. Это вращение втулки заставляет вставку перемещаться вдоль внутренней поверхности 210а. Однако вставка 250 остается в зацеплении с клином 350. Ни клин, ни вставка не вращаются относительно режущей кромки. Хотя вставка будет стремиться перемещаться назад, вставка 250 может не перемещаться значительно в вертикальном направлении относительно режущей кромки 102, когда клин вставляется в блок.

Это вращение втулки 200, вызванное взаимодействием клина 350 с вставкой 250, приводит в результате к значительно большей затяжке по сравнению с традиционными конструкциями Уислера или другими нетрадиционными замками на основе клина и втулки, такими как описаны в патенте США №7730652. Хотя на практике фактическое перемещение назад традиционной втулки может состоять из серии неравномерных сдвигающих перемещений (т.е. когда один кронштейн может временами перемещаться без перемещения другого кронштейна), общее перемещение традиционной втулки со временем является перемещением непосредственно назад. В прошлом втулка конструировалась так, что она осуществляла это прямолинейное перемещение назад независимо от того, перемещались ли кронштейны втулки вверх для прижатия стоек сменного изнашиваемого элемента к режущей кромке (так, как показано в патентах США №7730652, 7174661 (фиг. 12) и 3121289) или просто накладывались на части сменного изнашиваемого элемента и оказывали толкающее усилие назад (как показано в патенте США №7174661 (фиг. 8)). Затяжка, обеспечиваемая замками на основе клина и втулки, характерными для уровня техники, предшествующего данному изобретению, ограничивалась только величиной наружной конусности клина. Благодаря уравновешиванию усилия, необходимого для установки клина и уменьшения риска выпадения клина, конусность на таких клиньях была небольшой, что, в свою очередь, ограничивает возможную величину затяжки для сменного изнашиваемого элемента. Это новаторское использование вставки и поворота втулки приводит в результате к величине затяжки, которая в некоторых случаях превышает в три-четыре раза величину затяжки предшествующих замков на основе клина и втулки, без какого-либо увеличения конусности клина.

Ссылка на фиг. 8Е сделана для дополнительного пояснения, касающегося соотношения между перемещением вставки 250 относительно вращения втулки 200. Хотя втулка 250 не вращается относительно режущей кромки 102 или клина, центр вращения (СОК) отмечен на чертеже для обозначения точки, вокруг которой вставка перемещается относительно втулки (т.е. когда вставка перемещается вдоль дугообразной внутренней поверхности 210а, когда втулка 200 вращается вокруг оси вращения 157). Вертикальное расстояние между центром вращения СОК и точкой контакта (РОС) втулки 200 и задней стенки 112 защитного элемента 106 образует рычажный кронштейн, который называется здесь рычагом вставки. Вертикальное расстояние между осью вращения 157, вокруг которой вращается втулка, и точкой контакта РОС образует еще один рычажный кронштейн, который называется здесь рычагом втулки. Чем ближе длина рычага вставки к длине рычага втулки, тем большую величину затяжки будет генерировать соединительный блок. Другими словами, если втулка 200 имеет относительно большую длину над центром вращения вставки, малые перемещения назад вставки будут приводить в результате к относительно большим перемещениям на противоположном верхнем конце втулки 200 (т.е. включая верхнюю несущую поверхность 202). Кроме того, чем короче рычаг вставки относительно рычага втулки, тем большее усилие может прилагаться замком к защитному элементу 106. Иными словами, чем выше центр вращения вставки 250 расположен относительно оси вращения 157, тем больше величина усилия, которое может быть приложено для перемещения защитного элемента 106 во время установки защитного элемента 106. Имеется в виду только установочное усилие, а не допустимое сопротивление нежелательному удалению защитного кожуха (которое зависит от модуля упругости секции втулки 200, а не от сдвигающего усилия клина 350).

- 12 024983

Вращение втулки 200 вокруг оси вращения 157 может вызвать качание вверх верхней несущей части 202, так чтобы образовался небольшой зазор между ней и буртом 112а (если такой зазор уже не существовал). Будет ли образовываться зазор или нет, зависит от относительного угла расположения втулки относительно защитного кожуха. Однако поскольку верхняя несущая часть 202 предпочтительно, как правило, не прижимает верхнюю стойку 108а к режущей кромке, такой зазор не препятствует установке защитного кожуха на режущей кромке. Даже в повернутом положении, когда несущая поверхность 104а плотно прижата к переднему концу 151 режущей кромки 102, верхняя несущая часть 202 все же препятствует верхней стойке 108а совершать какое-либо ненужное перемещение на удаление от режущей кромки во время копки грунта.

С течением времени и по мере использования (например, при жестких условиях, которым оборудование этого типа может подвергаться во время копки грунта) передний конец 151 режущей кромки 102 будет в общем случае изнашиваться, и плотность посадки сменного изнашиваемого элемента будет ослабляться. Когда происходит износ, эластичная вставка 302 будет вначале выталкивать наружу вставку 250 для обеспечения ограниченного сопротивления перемещению сменного изнашиваемого элемента под нагрузкой. Однако по мере продолжения износа и увеличения зазора между защитным элементом 106 и режущей кромкой 102 будет увеличиваться перемещение, что может вызвать дребезг и аналогичные явления между режущей кромкой 102 и защитным элементом 106. Неплотная установка сменных изнашиваемых деталей способствует увеличению износа, и если он станет слишком большим, это увеличивает риск выпадения клина. Соответственно, с течением времени пользователь может пожелать выполнить повторную затяжку соединения между защитным элементом 106 и режущей кромкой 102. В альтернативном варианте защитный кожух может быть сконструирован для его полного износа приблизительно к тому моменту времени, когда необходима повторная затяжка, так чтобы большая затяжка клина производилась в то время, когда новый защитный кожух устанавливается на режущей кромке. Эта повторная затяжка или дополнительная затяжка может выполняться путем вращения клина 350 (как показано на фиг. 8С стрелкой 420). Это вращение заставляет клин 350 перемещаться вниз от положения, где он был перед этим, что вызывает перемещение более широкой часть клина 350 в проем 152 между стенкой 154 и вставкой 250 (благодаря продольной конусности клина 350). Как указывалось, выше, перемещение вниз клина 350 заставляет вставку 250 перемещаться назад и вызывает поворот втулки 200 назад вокруг оси вращения 157. Этот поворот или вращение втулки заставляет вставку 250 скользить дальше вдоль внутренней поверхности 210а выемки 210 во втулке 200 (показано на фиг. 8С стрелкой 422). Вращение вокруг монтажного уголка 1566 заставляет верхнюю несущую часть 202 втулки 200 перемещаться дальше назад, что, в свою очередь, заставляет защитный элемент 106 перемещаться дальше назад и к более плотной посадке на режущей кромке 102. Следует отметить изменение расстояния \ν₃, между фиг. 8В и 8С, которое отображает величину затяжки, возможную в этом соединительном блоке. В результате такого действия опять же несущая поверхность 104а защитного элемента 106 плотно прижимается к переднему концу 150 режущей кромки 102, что в результате уменьшает нежелательный дребезг и взаимное перемещение между режущей кромкой 102 и защитным элементом 106.

По мере дальнейшей эксплуатации передний конец 150 режущей кромки 102 может еще больше изнашиваться. Этот износ может опять же вызвать ослабление затяжки соединения, что опять же может привести к дребезгу, нежелательному относительному перемещению между режущей кромкой 102 и защитным элементом 106 и т.п. Соответственно, пользователь может опять пожелать повторно затянуть замок 150 между режущей кромкой 102 и защитным элементом 106 или первоначально затянуть новый сменный изнашиваемый элемент на более изношенной режущей кромке. Это может быть выполнено опять же вращением клина 350 (как показано на фиг. 8Ό стрелкой 424). Это дополнительное вращение заставляет клин 350 перемещаться вниз от его предыдущего положения, что перемещает более широкую часть клина 350 внутрь проема 152 между стенкой 154 и вставкой 250 (благодаря продольной конусности клина 350). Перемещение вниз клина 350 заставляет вставку 250 перемещаться назад, что, в свою очередь, заставляет втулку 200 вращаться дальше по часовой стрелке вокруг монтажного уголка 1456 (показано на фиг. 8Ό стрелкой 426). Вращение вокруг этого закругленного края уголка 1566 заставляет верхнюю часть втулки 200 (включая поверхность 202) перемещаться вправо, что, в свою очередь, заставляет защитный элемент 106 перемещаться вправо. Следует отметить изменение расстояния ν₃ между фиг. 8С и 8Ό. Это действие опять же приводит к прижатию проема 104 защитного элемента 106 плотно к переднему концу 150 режущей кромки 102, тем самым уменьшая нежелательный дребезг и взаимное перемещение между режущей кромкой 102 и защитным элементом 106.

На фиг. 8Ό показан монтажный узел 400, находящийся, по существу, в его максимально затянутом состоянии, благодаря значительному смыканию между поверхностью 200а втулки 200 и поверхностями 156с, 156а и 112.

Следует отметить, что описанная выше конструкция со ссылкой на фиг. 8Β-8Ό позволяет обеспечить значительную затяжку, что может использоваться для многократной повторной затяжки новых сменных изнашиваемых элементов на режущей кромке с возрастающим износом (или на другой опорной конструкции) или позволить повторно затягивать блок многократно на протяжении эксплуатации, когда это необходимо или желательно. Благодаря относительно большой возможной величине затяжки, обес- 13 024983 печиваемой этим замком 150 (например, от 0,5 до 2 дюймов), эти многократные этапы затяжки могут выполняться без необходимости частой наплавки переднего конца 151 режущей кромки 102.

Как описано выше, упругий элемент 302 прикладывает усилие, которое заставляет вставку 250 перемещаться на удаление от внутренней поверхности 210 втулки 200, что увеличивает зацепление витков резьбы между вставкой 250 и клином 350. действие этого усилия заключается в выталкивании втулки 200 на расстояние от клина 350, и поскольку втулка 200 находится в непосредственном контакте со сменным изнашиваемым элементом, она поддерживает некоторое давление на сменный изнашиваемый элемент в стремлении увеличить плотность посадки защитного кожуха на режущей кромке. В одном примере упругий элемент 302 обеспечивает усилие величиной примерно 4000 фунтов в его полностью сжатом состоянии, которое, как отмечено выше, прикладывается для удержания сменного изнашиваемого элемента на режущей кромке. Таким образом, поскольку усилия на запирающий механизм изменяются с прошествием времени (например, из-за динамических нагрузок и ударов), упругий элемент 302 помогает поддерживать более плотное соединение между соединяемыми деталями с целью уменьшения ограниченным образом ухудшения состояния деталей, вызванного ударной нагрузкой (и тем самым снижает необходимость или частоту, с которой деталь или детали должны проходить восстановление). Эта характерная особенность называется здесь эластичной затяжкой. Упругий элемент 302 также помогает предотвратить нежелательное вращение клина в процессе эксплуатации благодаря удержанию вставки 250 и клина 350 в плотном контакте за счет сил трения (в особенности для клиньев с восьмиугольным поперечным сечением, но также до определенной степени для клиньев круглого поперечного сечения).

Следует отметить, что в этом сменном изнашиваемом блоке различные компоненты соединяются друг с другом без вертикального сжимающего усилия (т.е. втулка 200 вертикально не прижимает защитный элемент 106 к режущей кромке 102 или не прикладывает сжимающего усилия между поверхностями 156с и 112а) при нормальном использовании. Отсутствие вертикального сжимающего усилия между режущей кромкой 102 и защитным элементом 106 существенно уменьшает усилия на втулку 200 и делает соединение и относительное перемещение деталей проще и легче. Расширяющее усилие на несущие части 202, 204 прикладывается только тогда, когда достаточно большое направленное вниз усилие прикладывается к переднему концу 118 защитного элемента 106, так что верхняя несущая часть 202 действует для удержания верхней стойки 108а на режущей кромке 102.

Кроме особенности улучшенной затяжки, описанной выше, вращающаяся вставка 250, которая входит во втулку 200, может обеспечить дополнительные преимущества. К примеру, использование вращающейся вставки 250 обеспечивает лучшую центровку между витками резьбы, связанными с втулкой (т.е. расположенными на вставке) и витками резьбы на клине 350, чем это было бы возможно в противном случае. Использование вращающейся вставки 250 также помогает обеспечить более плавную и более равномерную нагрузку между втулкой 200 и клином 350. В других системах с клином и втулкой клин и втулка не могут быть хорошо отцентрированы друг относительно друга (т.е. один компонент может быть немного сдвинут относительно другого), что может привести к появлению точки сужения где-то вдоль их поверхности раздела, что приводит к образованию точки концентрации напряжений. Эта точка концентрации напряжений может быть расположена в любом месте вдоль траектории зацепления, например, рядом с нижней частью поверхности раздела между клином и втулкой, если клин имеет небольшую конусность, около верхней части, если клин имеет слишком большую конусность, где-то в середине, если втулка изготовлена с небольшим отклонением от допусков, и т.д. Тем не менее будет присутствовать некоторая точка с большими напряжениями, расположенная на границе контакта между втулкой и клином. Однако запирающие механизмы, выполненные в соответствии с данным изобретением, с вращающейся вставкой 250 стремятся автоматически настроиться для перемещения от состояния более высокого напряжения к более низкому напряжению и, таким образом, стремятся уравновесить нагрузку вдоль длины вставки с клином и также равномерно расположить вставку во втулке для обеспечения более равномерной нагрузки на втулке. Эти уменьшения напряжения, обеспечиваемые вращением вставки, а также отсутствие нормального прижатия сменного изнашиваемого элемента к режущей кромке приводит к более длительному полезному сроку службы замка 150, так что замки могут зачастую повторно использоваться для монтажа нескольких следующих друг за другом сменных изнашиваемых элементов, перед тем как потребуется их замена.

Другая преимущественная особенность замков, выполненных в соответствии с данным изобретением, относится к способности замка фактически затягиваться внутри блока, если клин 350 выталкивается вверх из нижней части (например, в направлении стрелки 470 на фиг. 8Е) во время копки грунта. Как можно легко понять, традиционный клин, как правило, ослабляется, когда он выталкивается вверх из своего отверстия (из-за уменьшенной толщины у конусной части). Взаимодействие между втулкой 200, вставкой 250 и клином 350 приведенного выше примера запирающих механизмов, выполненных согласно данному изобретению, однако заставляет данные запирающие механизмы затягиваться больше, если клин 350 выталкивается вверх (например, за счет мусора или других материалов, контактирующих с нижней частью клина 350 в направлении стрелки 470). Говоря более конкретно, когда направленное вверх усилие прикладывается к клину, как показано стрелкой 470 на фиг. 8Е, выталкивание клина 350 вверх заставит вставку также перемещаться вверх из-за резьбового зацепления между этими двумя ком- 14 024983 понентами. Благодаря соединению вставки 250 с втулкой 200, перемещение вверх вставки с клином приведет в результате к появлению затягивающего усилия в замке, которое приведет к тому, что вставка будет прижиматься плотнее к резьбе клина, причем сменный изнашиваемый элемент будет затягиваться на режущей кромке или на обоих компонентах. Независимо от образующихся в результате перемещений, конечный результат заключается в том. что такое перемещение вверх клина стремится сделать плотнее зацепление клина, чтобы препятствовать его выпадению. Это представляет собой усовершенствование по сравнению с замками, предшествующими данному изобретению, которые полагаются на затягивающее усилие клина, когда такое направленное вверх перемещение (по сравнению с данным изобретением) приводит в результате к большему риску выпадения клина. Это затягивающее действие значительно снижает риск потери клина во время эксплуатации и помогает поддержать стабильное соединение между скрепленными друг с другом деталями.

Многие разновидности монтажного узла 400 и его отдельных компонентов возможны без отхода от рамок объема данного изобретения. В качестве более конкретных примеров различные компоненты, такие как втулка 200, вставка 250, клин 350 и сменный защитный элемент 106 могут иметь самые разнообразные размеры, форму и конструкции, без отхода от рамок объема данного изобретения. В некоторых примерах запирающие компоненты монтажного узла 400 могут по существу или полностью вставляться внутрь проемов 110 и 152 деталей, подлежащих соединению. Кроме того, различные компоненты соединительной системы могут быть изготовлены из любых желаемых материалов, без отхода от рамок объема данного изобретения, таких как различные марки стали, и компоненты могут изготавливаться любым желаемым образом, без выхода за рамки объема данного изобретения, как, например, с помощью методов отливки в форму, ковки, сварки или механообработки. Втулка 200, клин 350 и вставка 250 могут быть изготовлены из любых подходящих или желаемых материалов для соответствующего применения и любым подходящим или желаемым образом, без отхода от рамок объема данного изобретения. Для землеройного оборудования запирающие компоненты предпочтительно отливаются из низколегированной стали для обеспечения требуемой прочности, твердости и жесткости. Как отмечалось выше, замки, выполненные в соответствии с данным изобретением, включающие в себя клин, втулку и вставку (как описано выше), могут использоваться для крепления других сменных изнашиваемых элементов на месте, таких как коронка к адаптеру. В этой конструкции передняя часть адаптера включает в себя отверстие с осью вращения, а коронка включает в себя отверстие с задней стенкой, предназначенной для зацепления втулкой для удержания коронки на адаптере. Кроме того, хотя замок показан только в вертикальной ориентации (которая является обычной при установке замка для удержания сменного изнашиваемого элемента (такого как защитный кожух) на режущей кромке ковша), он мог бы вставляться горизонтально (например, параллельно режущей кромке), в особенности при креплении коронки к адаптеру или другого такого элемента к основанию. Конечно же, ссылки на относительные термины, такие как вертикальный или горизонтальный, даны для удобства при рассмотрении чертежей. Землеройное оборудование способно принимать различные ориентации, отличные от показанных здесь.

На фиг. 9А и 9В показаны некоторые потенциальные разновидности вставки, которая может быть включена во втулку 200. Как отмечалось выше, различные величины конусности вставки 250 и выемки 210 предназначены для удержания вставки 250 на втулке 200, например во время транспортировки, монтажа и съема. Эти величины конусности (как на вставке 250, так и в выемке 210) не требуются. К примеру, вставка 500 удерживается на втулке без конусной выемки. Вставка 500, показанная на фиг. 9А, включает в себя внешнюю поверхность 502, которая может быть аналогична внешней поверхности 256 для вставки 250, описанной выше (включая присутствие резьбовых сегментов). Внутренняя поверхность 504 этого примера конструкции вставки 500 включает в себя направленный назад выступ, относительно тонкостенное ребро или брусок 506. Это ребро или брусок 506 может вставляться внутрь упругого элемента 302 в полой части 210 втулки 200, как в общем случае описано выше со ссылкой на фиг. 4 и фиг. 6А-6Е. Ребро или брусок 506 и упругий элемент 302 могут быть предназначены для удержания вставки 500 внутри выемки 210, когда втулка 200 не находится в зацеплении в сменном изнашиваемом блоке (например, во время транспортировки, монтажа или съема). Хотя клин 350 будет стремиться удерживать различные детали вместе в окончательно собранном блоке и во время копки грунта, конусности или ребра также помогают предотвратить вращение вставки во время вращения клина. Ребро или брусок 506 может перемещаться вдоль или быть направленным внутри прорези или канавки 304, сформированной в упругом элементе 302. В этом альтернативном варианте осуществления данного изобретения упругий элемент 302 действовал бы тем же общим образом, как описано выше, например, со ссылкой на фиг. 6Ό и 6Е.

Могут использоваться и другие разновидности втулки. К примеру, замок в соответствии с данным изобретением может работать без вставки. В этом примере втулка 275 снабжена резьбовым каналом 276, в котором она входит в зацепление с резьбовым клином 350 (фиг. 19 и 20). Резьбовой канал сформирован с выпуклой кривизной в вертикальном направлении (т.е. в общем случае вокруг горизонтальной оси). В этом варианте осуществления данного изобретения зацепление клина с выпуклым резьбовым каналом заставляет втулку вращаться вокруг оси вращения 157 образом, аналогичным вращению втулки 200 с вставкой 250. Хотя эта конструкция устраняет необходимость во вставке, затягивающая способность этого замка ниже. Что касается втулки 200, возможны различные разновидности. К примеру, несущие

- 15 024983 части могут быть изменены, и конфигурация выемки и бурта может быть различной.

В еще одном альтернативном варианте осуществления данного изобретения упругий элемент необязательно должен быть отдельным от вставки. К примеру, на фиг. 9В показана вставка 530, которая включает в себя внешнюю поверхность 552, которая может быть аналогична внешней поверхности 256 для вставки 250, описанной выше (включая наличие резьбовых сегментов). Внутренняя поверхность 554 этого примера вставки 550 включает в себя одну или несколько опорных шпилек 556 (например, с поперечным сечением квадратной, круглой или другой формы), интегрально сформированных с ней (или прикрепленных к ней). Опорная шпилька (шпильки) 556 могут быть покрыты эластичным материалом 558, который прикрепляется к опорной шпильке (шпилькам) 556 и/или к нижней поверхности 554 вставки 550 (например, с помощью клея или скрепляющих веществ, с помощью механических соединителей и т.п.). Шпилька с эластичным материалом 558 помещается в выемку 212, сформированную во внутренней поверхности 210а полой части 210 втулки 200, когда вставка 550 вставляется внутрь полой части 210. Шпилька (шпильки) 556 и эластичный материал 558 помогают удерживать вставку 550 с втулкой 200, когда втулка 200 не находится в зацеплении в общем соединительном блоке (например, во время транспортировки или монтажа). Клин 350 будет удерживать различные детали вместе в окончательно собранном блоке без конусных стенок выемки. Эластичный материал 558 может деформироваться, когда вставка 550 перемещается относительно втулки 200. Эластичный материал 558 может функционировать образом, в общем случае описанным выше в отношении упругого элемента 302, показанного на фиг. 6Ό и 6Е. Упругий элемент мог бы в альтернативном варианте прикрепляться непосредственно к вставке, когда он используется для вставки в выемку 210.

Другой пример соединительного блока описан ниже со ссылкой на фиг. 10А-14Р. В этом примере сменного изнашиваемого блока защитный элемент 106 может иметь такую же или аналогичную конструкцию, как показанная на фиг. 2А-2С и описанная выше. Соответственно более подробное описание этого защитного кожуха здесь не повторяется. Аналогично, клин в этом примере соединительного блока может быть таким же или аналогичным клинообразным элементам 350, описанным выше со ссылкой на фиг. 7А-7Р, и, следовательно, более подробное описание этого клина 350 здесь не повторяется.

На фиг. 10А и 10В показан пример режущей кромки 600. Хотя внешняя форма режущей кромки 600 аналогична внешней форме традиционной режущей кромки 102, режущая кромка 600 включает в себя нетрадиционный проем 602, который имеет другую конфигурацию. Проем 602 в этом примере режущей кромки 600 включает в себя наклонную заднюю стенку 604 и фактически вогнутую переднюю стенку 606 (например, криволинейной формы) для вхождения в него поворотной вставки. Боковые стенки 608а и 608Ь проема 602 включают в себя прорези 610а и 610Ь для вхождения в него опорных элементов поворотной вставки.

На фиг. 11А-11С даны различные виды поворотной вставки 650, которая может быть включена в состав режущей кромки 600, описанной выше со ссылкой на фиг. 10А и 10В (на фиг. 10А дан общий вид, на фиг. 11В дан вид сбоку, а на фиг. 11С дан вид спереди поворотной вставки 650). Эта поворотная вставка 650 включает в себя полую и вогнутую часть 652 опорной поверхности. Каждая сторона 654а и 654Ь вставки 650 включает в себя выступающий наружу опорный элемент 656а и 656Ь соответственно. Опорные элементы 656а и 656Ь могут быть выполнены в форме цилиндров (или усеченных конусов), которые проходят поперечно наружу от сторон 654а и 654Ь в противоположных направлениях. Эти опорные элементы 656а и 656Ь вставляются в прорези 610а и 610Ь, предусмотренные в боковых стенках 608а и 608Ь проема 602 режущей кромки 600. Опорные элементы 656а и 656Ь могут иметь размеры и форму относительно прорезей 610а и 610Ь такие, чтобы опорные элементы 656а и 656Ь могли свободно скользить вдоль прорезей 610а и 610Ь, и чтобы опорные элементы 656а и 656Ь могли вращаться относительно режущей кромки 600, когда опорные элементы 656а и 656Ь находятся внутри прорезей 656а и 656Ь (даже у глухих концов 612а, 612Ь прорезей 610а и 610Ь).

Когда поворотная вставка 650 установлена в режущей кромке 600, она может располагаться таким образом, что ее округлая внешняя поверхность 658 выступает внутрь и ориентирована близко к вогнутой передней стенка 606 режущей кромки 600 и таким образом, что часть 652 вогнутой несущей поверхности направлена назад и видна внутри проема 602 режущей кромки.

На фиг. 12 показана втулка 700, которая может использоваться в этом примере сменного изнашиваемого блока в соответствии с данным изобретением. Эта втулка 700 аналогична втулке 200, описанной выше со ссылкой на фиг. 4 и фиг. 6А-6Р, в различных отношениях. К примеру, втулка 700 включает в себя заднюю сторону 700а аналогичной формы, включающую в себя: (а) переднюю несущую часть 702, которая накрывает бурт 112а и контактирует с задней стенкой 112 защитного элемента 106, (Ь) боковые части, которые поперечно выступают из несущей части 702 для вставки в более широкие боковые части 110с проема 110 в защитном элементе 106, и (с) вторую несущую часть 704, которая зацепляется с режущей кромкой 600 (например, с закругленным уголком 604а на нижней поверхности 614 режущей кромки 600, который образует ось вращения 615, вокруг которой вращается втулка). В этом примере конструкции сторона 700а втулки 700 фактически образует С-образную конструкцию, которая вставляется в проемы 110 и 602 защитного элемента 106 и режущей кромки 600 соответственно.

Передняя сторона 700Ь втулки 700, противоположная стороне 700а, включает в себя резьбовые сег- 16 024983 менты 706, которые входят в зацепление с витками резьбы 364, расположенными на клине 350. Резьбовые сегменты 706 проходят вдоль приблизительно от 1/3 до 1/5 полной окружности и расположены на расстоянии друг от друга вдоль по существу всей продольной длины Ь втулки 700. Хотя любое число отдельных резьбовых сегментов 706 может быть предусмотрено вдоль продольной длины Ь втулки 700 (например, от 2 до 15), проиллюстрированный здесь пример включает в себя 7 резьбовых сегментов 706. Резьбовые сегменты 706 интегрально сформированы, как часть конструкции втулки 700, например, с использованием любого желаемого метода изготовления, такого как отливка.

На фиг. 13 в общем случае проиллюстрированы этапы, включающие в себя сборку сменного изнашиваемого блока 800 в соответствии с этим примером данного изобретения. В начале, как показано стрелкой 802 на фиг. 13, опорные элементы 656а и 656Ь поворотной вставки 650 скользят в прорези 610а и 610Ь проема 602 режущей кромки 600. Как только опорные элементы 656а и 656Ь достигнут концов 612а и 612Ь прорезей 610а и 610Ь, поворотная вставка 650 может быть повернута (если необходимо), так чтобы ее изогнутая передняя поверхность 658 была направлена в сторону и находилась радом с вогнутой передней стенкой 606 проема 602 и так чтобы ее вогнутая поверхность 652 была видна внутри проема 602 (поворотная вставка 650 может вращаться относительно свободно на ее опорах 656а и 656Ь, когда она установлена в прорезях 610а и 610Ь).

Затем защитный элемент 106 надвигается поверх режущей кромки 600 с поворотной вставкой 650, так что режущая кромка вставляется в зазор 104 защитного элемента 106, образованный между стойками 108а, 108Ь, до тех пор, пока опорная поверхность 104а не войдет в контакт с передним концом 616 режущей кромки 600. Это действие в общем виде показано на фиг. 13 стрелкой 804. Как только защитный элемент 106 будет установлен на режущую кромку 600, втулка 700 вставляется через проем 110 и проем 602 таким образом, что нижняя несущая часть 704 входит в зацепление с краем 604а монтажного уголка проема 602 режущей кромки и так что верхняя несущая часть 702 проходит поверх бурта 112а защитного элемента 106 и входит внутрь проходящих поперечно боковых частей 110с проема 110. Этот этап показан на фиг. 13 стрелкой 806. В это время в процессе сборки различные части сменного изнашиваемого блока 800 находятся в относительно ослабленном (незатянутом) состоянии.

Как только сборка будет выполнена до состояния, описанного выше, клин 350 вставляется в проем 110 (показано в общем виде на фиг. 13 стрелкой 808). Как только он будет установлен в требуемое положение, клин 350 поворачивают (показано стрелкой 810) для зацепления витков резьбы 364 клина 350 с резьбовыми сегментами 706 втулки 700. Виды частичных разрезов окончательно собранного соединительного блока 800 показаны на фиг. 14А-14Р.

На фиг. 14А-14Р далее показаны преимущества характерных особенностей улучшенной затяжки соединительного блока 800 в соответствии с примерами реализации данного изобретения. На фиг. 14А показан сменный изнашиваемый блок 800, когда клин 350 входит в зацепление с поворотной вставкой 650 и втулкой 700. Когда клин 350 первоначально затягивают, как показано стрелкой вращения 820 на фиг. 14А, несущая поверхность 104а защитного элемента 106 входит в зацепление с передним концом 616 режущей кромки 600. Несущие части 702 и 704 втулки 700 находят на поверхность 112 и/или бурт 112а защитного элемента 106 и прижимаются к краю 604а закругленного уголка режущей кромки 600, чтобы заставить защитный элемент 106 перемещаться вправо относительно режущей кромки 600 (на основе ориентации, показанной на фиг. 14А).

В момент времени, показанный на фиг. 14А, сравнительно узкая часть клина 350 входит в зацепление между поворотной вставкой 650 и втулкой 700. Клин 350 может быть повернут и затянут до степени, необходимой для плотного прижатия несущей поверхности 104а защитного элемента 106 к переднему концу 616 режущей кромки 600. Положение, показанное на фиг. 14А, может быть применимо, например, когда режущая кромка 600 и защитный элемент 106 находятся в новом или относительно новом состоянии. Следует отметить сравнительно большое расстояние между правыми концами защитного элемента 106 и режущей кромки 103, как показано в виде размера \ν₄ на фиг. 14А. Размер \ν₄ приведен просто для удобства относительно произвольно выбранной точки отсчета на режущей кромке и не предназначен для задания положения заднего конца режущей кромки (хотя он мог бы использоваться для этого).

С течением времени и в процессе эксплуатации (например, при жестких условиях, которым оборудование этого типа может подвергаться во время копки грунта) передний конец 616 режущей кромки 600 может оказаться изношенным. Это показано на фиг. 14В наличием зазора О, который образовался между передним концом 616 и внутренней поверхностью проема 104 (зазор О появляется в результате стесывания материала режущей кромки 600 и/или защитного элемента 106). Такой износ приведет к ослаблению посадки защитного кожуха на режущей кромке, что может вызвать дребезг и другие нежелательные относительные перемещения между защитным элементом 106 и режущей кромкой 600, что может привести к ускоренному износу и т.п. Соответственно, по прошествии времени пользователь может пожелать выполнить повторную затяжку соединения между режущей кромкой 600 и защитным элементом 106. Это может быть выполнено в данном примере соединительного блока 800 путем вращения клина 350 относительно остальной части блока 800 (как показано на фиг. 14С стрелкой 822). Это вращение заставляет клин 350 перемещаться вниз, что приводит к перемещению более широкой части клина 350 внутрь проемов 110 и 602 между поворотной вставкой 650 и втулкой 700 (благодаря продольной конусности

- 17 024983 клина 350). В альтернативном варианте необходимость повторной затяжки может соответствовать необходимости замены изношенного сменного изнашиваемого элемента новым сменным изнашиваемым элементом, так что дополнительная затяжка применяется при установке нового сменного изнашиваемого элемента, вместо того, чтобы выполнять повторную затяжку сменного элемента, уже находящегося в эксплуатации.

Перемещение вниз клина 350 заставляет вставку 650 вращаться по часовой стрелке (как показано на общем виде фиг. 14С и 14Ό) вокруг ее опорных элементов 656а и 656Ь, что, в свою очередь, заставляет втулку 700 вращаться по часовой стрелке вокруг края закругленного уголка или оси вращения 604а (показанной путем сравнения различных позиций элементов на фиг. 14С и 14Ό). Вращение вокруг монтажного уголка 604а заставляет верхнюю часть 702 втулки 700 перемещаться назад, что, в свою очередь, заставляет защитный элемент 106 перемещаться назад и дальше на режущую кромку (как показано на фиг. 14С и 14Ό). Это действие опять же приведет к плотному прижатию защитного элемента 106 к переднему концу 616 режущей кромки 600, тем самым уменьшая нежелательный дребезг и взаимное перемещение между режущей кромкой 102 и защитным элементом 106. Нет необходимости производить наплавку переднего конца 616 и/или проема 104. Уменьшенный размер расстояния ν₄, показанный путем сравнения фиг. 14А и 14Ό, иллюстрирует часть затяжки, обеспечиваемую в этой соединительной системе.

В результате дополнительной эксплуатации и износа с течением времени (например, при жестких условиях, которым оборудование этого типа может подвергаться во время выполнения землеройных работ) передний конец 616 режущей кромки 600 может подвергнуться дополнительному износу. Это показано на фиг. 14Е наличием зазора О, который опять же появился между передним концом 616 и внутренней поверхностью проема 104 (зазор О является результатом срабатывания материала режущей кромки 600 и/или защитного элемента 106). Как указывалось ранее, этот износ опять же может привести к ослаблению соединения, что может вызвать дребезг, нежелательное взаимное перемещение между режущей кромкой 600 и защитным элементом 106, ускоренный износ и т.п. Соответственно, пользователь опять может пожелать выполнить повторную затяжку соединения между режущей кромкой 600 и защитным элементом 106 или установить новый защитный кожух на режущую кромку. Как описано выше, это может быть выполнено путем дальнейшего вращения клина 350 относительно остальной части блока 800 (как показано на фиг. 14Е стрелкой 824). Это вращение заставляет клин 350 перемещаться дальше вниз, что заставляет более широкую часть клина 350 перемещаться внутрь проемов 110 и 602 между поворотной вставкой 650 и втулкой 700 (благодаря продольной конусности клина 350).

Это дальнейшее перемещение вниз клина 350 заставляет вставку 650 вращаться далее по часовой стрелке (как показано на фиг. 14Е и 14Р) вокруг ее опорных элементов 656а и 656Ь, что, в свою очередь, заставляет втулку 700 вращаться далее вокруг закругленного уголка 604а (показано путем сравнения различных позиций элементов на фиг. 14Е и 14Р). Вращение вокруг этого монтажного уголка 604а заставляет верхнюю несущую часть 702 втулки 700 перемещаться назад, что, в свою очередь, заставляет защитный элемент 106 перемещаться назад (как показано на фиг. 14Е и 14Р). Это действие будет прижимать защитный элемент 106 плотно к переднему концу 616 режущей кромки 600, тем самым уменьшая нежелательный дребезг и взаимное перемещение между режущей кромкой 102 и защитным элементом 106. Это действие повторной затяжки может повторяться столько раз, сколько необходимо, например, по меньшей мере, до тех пор, пока поверхность 700а втулки не достигнет внутренней поверхности 604 режущей кромки 600.

Следует отметить, на основе сравнения фиг. 14А-14Р, что каждый из элементов, а именно клин 350, поворотный элемент 650 и втулка 700, поворачивается назад (вправо на фиг. 14А-14Р), когда клин 350 затягивается для увеличения величины затяжки (т.е. для увеличения перемещения защитного элемента 106 относительно режущей кромки 600). Отметим, например, изменение размера ν₄ при сравнении фиг14А, 14Ό и 14Р.

Конструкция, описанная выше со ссылкой на фиг. 13-14Р, позволяет обеспечить существенное и повторяющееся перемещение защитного элемента 106 (или альтернативно повторяемую установку последовательных защитных кожухов) относительно режущей кромки 600, тем самым позволяя осуществлять затяжку сменного изнашиваемого блока 800 множество раз в процессе эксплуатации. Благодаря относительно большой способности затяжки в этом сменном изнашиваемом блоке 800 эти многократные этапы затяжки могут выполняться без необходимости частой наплавки переднего конца 616 режущей кромки 600 (например, путем нанесения сваркой нового материала на режущую кромку). Кроме того, в этом сменном изнашиваемом блоке 800 различные компоненты соединяются вместе обычно без вертикального сжимающего усилия (т.е. втулка 700 не прижимает вертикально защитный элемент 106 к режущей кромке 600 или не прикладывает сжимающего усилия между поверхностями 112а и 614. за исключением случая, когда имеются определенные вертикальные нагрузки). Отсутствие нормального вертикального сжимающего усилия между режущей кромкой 600 и защитным кожухом 106 уменьшает напряжения на втулке 700 и делает установку и/или относительное перемещение деталей проще и легче. Если желательно, несущая часть 702 втулки 700 может не опираться на заднюю стенку 112а защитного элемента 106, опционально она опирается только на поперечные стороны этих компонентов (например, у

- 18 024983 ближних боковых участков 110с).

На фиг. 15А-18 показан еще один вариант в соответствии с данным изобретением. На фиг. 15А и 15В показан пример режущей кромки 900, которая может использоваться в соединительных блоках согласно данному изобретению. Хотя внешняя форма режущей кромки 900 может быть такой же, как внешняя форма традиционной режущей кромки 102 или аналогичной ей, проем 902 будет отличаться. Проем 902 в режущей кромке 900 включает в себя наклонную заднюю стенку 904, аналогичную показанной на фиг. 10А и 10В (включая закругленный край 904а нижнего угла) и криволинейную выгнутую переднюю стенку 906, предназначенную для установки в нее подвижной вставки, как будет описано более подробно ниже.

Вставка 950 включает в себя полую или вогнутую несущую поверхность 952. Эта несущая поверхность 952 входит в зацепление с клином в окончательно собранном замке. Каждая сторона 954а и 954Ь вставки 950 включает в себя упругий ленточный элемент 956а и 956Ь соответственно. Упругие ленточные элементы могут быть изготовлены из заготовок эластомерного материала, такого как резина или аналогичный материал. Эти упругие ленточные элементы 956а и 956Ь помогают поддерживать поворотную вставку 950, когда она установлена в проеме 902 режущей кромки 900, путем зацепления с боковыми стенками 908а и 908Ь проема 902. Поворотная вставка 950 включает в себя округлую поверхность 958, расположенную напротив части 952 несущей поверхности. Округлая поверхность 958 может иметь кривизну, которая в общем случае соответствует кривизне передней поверхности 906 проема 902.

Когда вставка 950 установлена в проем 902 режущей кромки 900, вставка 950 располагается таким образом, что ее округлая внешняя поверхность 958 находится вблизи наклонной передней стенки 906 режущей кромки 900, и так, что вогнутая несущая поверхность 952 направлена назад и видна внутри проема 902 режущей кромки 900. Несущая поверхность 952 будет установлена таким образом, чтобы она входила в зацепление с клином в окончательно собранном соединительном блоке, как будет описано более подробно ниже со ссылкой на фиг. 18.

На фиг. 17А и 17В показан пример защитного кожуха 1000, который может использоваться в этом примере соединительного блока в соответствии с данным изобретением. Этот защитный кожух 100 аналогичен элементу 106, описанному выше со ссылкой на фиг. 2а-2С, в различных отношениях. К примеру, защитный кожух 1000 может включать в себя внешнюю поверхность, имеющую форму, аналогичную внешней форме защитного кожуха, описанного выше, и он может образовывать зазор 1008, в который вставляется режущая кромка.

Подобно защитным элементам 106 защитный элемент 1000, показанный на фиг. 17А и 17В, включает в себя проем 1002, имеющий более узкую часть 1002а и более широкую часть 1002Ь. Как показано на фиг. 17А, более узкая часть 1002а проема 1002 проходит полностью сквозь верхнюю стойку защитного кожуха 1000, тогда как более широкая задняя часть 1002Ь проходит только частично сквозь верхнюю стойку. Таким образом, более широкая часть 10026 образует бурт 1012, поверх которого будет располагаться верхняя несущая часть 702 втулки 700. Втулка 700 в этом примере соединительного блока может быть такой же или аналогичной описанной выше со ссылкой на фиг. 12, например с верхней частью 702, имеющей в поперечном направлении немного большую ширину, чем другие части втулки 700. Хотя более широкая часть 1002Ь проема 1002 в этом примере имеет фактически И-образную форму 1010 (как видно на фиг. 17В), она могла бы включать в себя только боковые части 1002, расположенные на каждой стороне сквозной части 1002а.

На фиг. 17А и 17В, кроме того, показано, что задняя сторона 1004 проема 10002 может опционально включать в себя одно или несколько отверстий или углублений 1006, которые могут входить в зацепление или соприкасаться с частью задней стороны втулки 700. Элемент из упругого (например, эластомерного) материала может вставляться в отверстие (отверстия) или углубление (углубления) 1006. Упругий материал может быть изготовлен из куска эластомерного материала, такого как резина или аналогичный материал. Упругий материал действует как пружина и помогает удерживать верхнюю несущую часть 702 втулки 700 выдвинутой вперед относительно защитного кожуха 1000 для обеспечения более плотной посадки.

На фиг. 18 в общем виде показаны этапы, связанные со сборкой сменного изнашиваемого блока 1100 согласно этому примеру данного изобретения. Вначале, как показано стрелкой 1102 на фиг. 18, поворотную вставку 950 путем скольжения вставляют в проем 902 режущей кромки 900, так что криволинейная поверхность 958 располагается рядом со стороной 906, и так что криволинейная несущая поверхность 952 видна внутри проема 902. Кроме того, упругие элементы 956а и 956Ь устанавливают для зацепления соответственно с боковыми стенками 908а и 908Ь проема 902. Когда она установлена, криволинейная поверхность 958 поворотной вставки 950 может быть способна перемещаться вдоль криволинейной поверхности 906 проема 902.

Затем защитный кожух 1000 устанавливают поверх режущей кромки 900 с вставкой 950, уже находящейся в проеме 1008 защитного кожуха 1000. Это действие в общем виде показано на фиг. 18 стрелкой 1104. Когда защитный кожух 1000 войдет в зацепление поверх режущей кромки 900, втулку 700 вставляют через проем 1002 и проем 902, так чтобы нижняя несущая часть 704 вошла в зацепление с монтажным уголком 904а проема 902 режущей кромки, и так чтобы верхняя монтажная часть 702 была вставле- 19 024983 на поверх бурта защитного кожуха 1000 в боковые части 1010. Этот этап показан на фиг. 18 стрелкой 1106. На этом этапе различные детали соединительного блока 1100 могут оставаться относительно незатянутыми.

В это время клин 350 вставляют в проем 1002 (показано в общем виде на фиг. 18 стрелкой 1108). Как только клин 350 окажется в нужном положении, его вращают (показано стрелкой 1110) для того, чтобы витки резьбы 364 клина 350 вошли в зацепление с резьбовыми сегментами 706 втулки 700.

При использовании, когда клин 350 затянут и его более широкая часть вставляется в проемы 902 и 1002, поворотная вставка 950 будет перемещаться относительно передней стенки 906 режущей кромки 900, тем самым вызывая вращение втулки 950 вокруг монтажного уголка 904а. Это действие заставляет защитный кожух 1000 прижиматься к режущей кромке 900 образом, фактически аналогичным описанному выше со ссылкой на фиг. 14А-14Р. Соответственно более подробное описание этого перемещения и затяжки этого примера соединительного блока здесь не приводится.

Как описано выше, одно из важнейших преимуществ соединительных блоков, выполненных в соответствии с примерами данного изобретения, относится к большей величине затяжки, которая может быть обеспечена при использовании этих соединительных систем. Хотя использование данного изобретения обеспечивает создание относительно компактных и встроенных внутрь соединительных систем (т.е. соединительные блоки могут быть полностью или по существу располагаться внутри проемов, предусмотренных в соединяемых друг с другом компонентах, тем не менее соединительные системы, выполненные в соответствии с примерами данного изобретения, позволяют обеспечить достаточно большие перемещения между подлежащими соединению компонентами (например, перемещение слева направо защитного кожуха относительно режущей кромки в описанных выше примерах в диапазоне, например, от 0,5 до 2 дюймов). Хотя эта характерная особенность имеет преимущество, заключающееся в том, что она позволяет исключить или существенно уменьшает необходимость наварки режущей кромки, как описано выше, она обеспечивает также и другие преимущества. К примеру, эта возможность большой затяжки также допускает большие отклонения размеров при изготовлении различных деталей соединительного блока и/или проемов в деталях, подлежащих соединению (например, клин может быть затянут до степени, необходимой для выбора зазоров и надежного удержания различных деталей вместе). Эти характерные особенности также помогают при сборке и разборке соединений, поскольку: (а) различные детали могут быть соединены друг с другом с относительно свободной посадкой до тех пор, пока не будет завершен окончательный этап затяжки, и (Ь) различные части могут находиться в неплотной посадке, когда клин ослабляется, так что процесс разборки является легким.

Кроме того, хотя аспекты данного изобретения были описаны выше в связи с использованием вращаемых резьбовых клиньев, это необязательное требование во всех системах и способах, соответствующих данному изобретению. Наоборот, если желательно, по меньшей мере некоторые преимущественные характеристики данного изобретения могут быть реализованы при использовании традиционного вставляемого (или забиваемого молотком) клина или широко известного клина со шлицами. К примеру, если желательно, забиваемый молотком клин может использоваться в сочетании с втулкой (например, подобной втулке 200, или с другими конструкциям втулки, описанным выше), вставкой (например, подобной вставке 250, или с другими конструкциям вставки, описанным выше) и/или упругим элементом (например, подобным элементу 302, или с другими конструкциями упругого элемента, описанными выше). Хотя такая система не была бы системой без использования молотка (и была бы лишена преимуществ некоторых примеров данного изобретения), такая запорная система все же обладала бы преимуществами увеличенной затяжки, как описано выше. Соответственно, по меньшей мере некоторые аспекты данного изобретения относятся к использованию одной или нескольких различных частей запорного механизма, описанных выше, снабженных вставляемыми, рычажными клиньями и/или клиньями со шлицами.

Данное изобретение описано выше и показано на прилагаемых чертежах со ссылкой на разнообразные примеры конструкций, характерных особенностей, элементов и комбинаций конструкций, особенностей и элементов. Однако цель данного технического описания изобретения - предложить примеры различных характерных особенностей и концепций, касающихся данного изобретения, но не ограничить объем данного изобретения. Специалист в соответствующей области техники поймет, что многочисленные вариации и модификации могут быть сделаны в отношении примеров конструкций и способов, описанных выше, без выхода за рамки объема данного изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Сменный защитный элемент (106) для землеройного оборудования, такой как зуб ковша экскаватора, содержащий передний конец, предназначенный для зацепления с выкапываемым материалом, и задний конец, включающий в себя монтажную часть с отверстием (110), который способен накрывать опорную конструкцию (102), предназначенную для крепления к землеройному оборудованию, при этом отверстие (110) имеет первую часть (110а), проходящую сквозь монтажную часть в первом направлении, которое является направлением вставки в монтажную часть клина (350) и втулки (200) запирающей системы, предназначенной для удержания сменного элемента (106) на опорной конструкции (102), и вторую

- 20 024983 часть (110Ь), проходящую только частично сквозь монтажную часть в указанном первом направлении, причем монтажная часть имеет бурт (112а), расположенный во второй части (110Ь) отверстия (110) поперечно наружу от его первой части (110а) и параллельно второму направлению, перпендикулярному первому направлению, отличающийся тем, что монтажная часть выполнена таким образом, что она может удерживать втулку (200), частично установленную во второй части (110Ь) отверстия (110), на месте, предотвращая ее перемещение во втором направлении, а ее бурт (112а) - удерживать втулку (200) на месте перед вставкой клина (350) в отверстие (110).
2. Сменный элемент (106) по п.1, отличающийся тем, что бурт (112а) проходит в поперечном направлении вдоль всего заднего края отверстия (110).
3. Сменный элемент (106) по п.1, отличающийся тем, что бурт (112а) проходит поперечно только снаружи первой части отверстия (110).
4. Сменный элемент (106) по п.1, отличающийся тем, что задняя стенка (156) отверстия (110) служит для прижима втулки (200) с обеспечением плотности посадки сменного элемента (106) на опорной конструкции (102), когда клин (350) вставлен в отверстие (110).
5. Сменный элемент (106) по п.1, отличающийся тем, что передняя стенка (110ό.) второй части (110Ь) отверстия (110) предназначена для предотвращения перемещения вперед втулки (200) и обеспечения за счет этого пространства для вставки клина (350) в отверстие (110).
6. Сменный элемент (106) по п.1, отличающийся тем, что в нем предусмотрен упругий элемент (302), предназначенный для прижатия к замку (150) во время эксплуатации.
7. Монтажный узел (400) для землеройного оборудования, содержащий опорную конструкцию (102), предназначенную для крепления к землеройному оборудованию и имеющую отверстие (152) и ось (157);

сменный защитный элемент (106) по любому из пп.1-6, предназначенный для установки на опорную конструкцию (102), отверстие (110) монтажной части которого отцентрировано относительно отверстия (152) в опорной конструкции (102); и замок (150), содержащий втулку (200) и конусообразный клин (350), предназначенные для установки в указанные отверстия (152, 110) таким образом, что втулка входит в зацепление с осью (157) и сменным защитным элементом (106);

при этом втулка (200) установлена с возможностью поворота вокруг оси (157) для проталкивания сменного элемента (106) на опорную конструкцию (102), когда клин (350) вставляется в указанные отверстия (152, 110).
8. Монтажный узел (400) по п.7, в котором замок (150) содержит вставку (250), находящуюся в зацеплении с клином (350) для перемещения вдоль клина (350), когда клин (350) вставляется в указанные отверстия (152, 110), и способную перемещаться относительно втулки (200) для увеличения необходимой затяжки, обеспечиваемой за счет поворота втулки (200).
9. Монтажный узел (400) по п.8, в котором вставка (250) расположена в выемке (210), образованной во втулке (200), при этом вставка (250) выполнена с возможностью перемещения внутри выемки (210) вдоль дугообразной поверхности (210а), выполненной внутри выемки (210).
10. Монтажный узел (400) по п.8, в котором клин (350) и вставка (250) выполнены с витками резьбы, которые входят в зацепление друг с другом, так что поворот клина (350) обеспечивает перемещение его вдоль вставки (250).
11. Монтажный узел (400) по п.8, в котором вставка (250) прикреплена к опорной конструкции (102), а клин (350) своими противоположными сторонами находится в зацеплении со вставкой (250) и втулкой (200).
12. Монтажный узел (400) по п.7, в котором втулка (200) содержит первую несущую часть (202) для контакта со сменным элементом (106), вторую несущую часть (204) для контакта с осью (157) и шток (201), соединяющий между собой первую и вторую несущие части, причем шток (201) имеет выгнутую переднюю поверхность, изогнутую вдоль длины штока для зацепления с клином (350), а втулка (200) выполнена с возможностью поворота вокруг оси (157), когда клин (350) вставлен в указанные первое (152) и второе (110) отверстия.
13. Монтажный узел (400) по п.12, в котором клин (350) и втулка (200) выполнены с витками резьбы, которые входят в зацепление друг с другом, так что поворот клина (350) обеспечивает перемещение его вдоль втулки (200).