Изнашиваемый элемент землеройного орудия
Группа изобретений относится к сменному режущему элементу землеройного оборудования. Технический результат – оптимальное распределение материала, используемого для изготовления элементов режущей кромки, снижение веса и удобство при монтаже. Изнашиваемый элемент содержит продольно простирающуюся монтажную часть, выполненную с возможностью присоединения к монтажному узлу землеройного орудия, и, по меньшей мере, одну изнашиваемую часть, соединенную с монтажной частью и образующую, по меньшей мере, одну кромку землеройного орудия, и несколько продольно разнесенных ребер, выступающих из, по меньшей мере, одной изнашиваемой части и соединяющихся с монтажной частью. При этом указанные несколько ребер способны воздействовать на направление перемещения материала, проходящего вдоль, по меньшей мере, одной изнашиваемой части. Монтажная часть включает в себя, по существу, плоскую часть, и указанная, по меньшей мере, одна изнашиваемая часть включает в себя, по меньшей мере, одну, по существу, плоскую часть. При этом передняя поверхность, по существу, плоской части и передняя поверхность, по существу, плоской части в основном параллельны. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 18 ил.
[001] Область технического применения
[002] Настоящее изобретение относится к изнашиваемому элементу, в частности, к изнашиваемому элементу землеройного орудия.
[003] Предпосылки создания изобретения
[004] Машины, например грейдеры, бульдозеры, фронтальные погрузчики и экскаваторы обычно используется для перемещения материала. Данные машины содержат землеройное орудие с режущей кромкой, которая взаимодействует с материалом. Грейдеры используются для перемещения, распределения и выравнивания материала, например, щебня и/или грунта. Грейдеры способны перемещать землеройное орудие по поверхности таким образом, что элемент режущей кромки входит в зацепление со щебнем и/или грунтом, смещая, распределяя или выравнивая его.
[005] При эксплуатации машины материал воздействует на элемент режущей кромки, изнашивая его. Следовательно, элемент режущей кромки следует выполнять съемным, прикрепляемым к землеройному орудию и периодически заменяемым. Типовые элементы режущей кромки выполняются в виде отдельной пластины постоянной толщины. Такие типовые элементы режущей кромки относительно затратные в производстве и их сравнительно трудно устанавливать из-за их веса.
[006] Альтернативный вариант осуществления элемента режущей кромки описан в патенте США № 1 633 057 (далее '057 патент), выданном Уолду. Например, элемент режущей кромки по '057 патенту состоит из верхней части, равной половине толщины нижней части. За счет уменьшения толщины верхней части для элемента режущей кромки требуется меньше материала, и она будет весить меньше типового элемента режущей кромки, состоящего из отдельной пластины постоянной толщины. Тем не менее, элемент режущей кромки по '057 патенту, все еще относительно затратен в производстве и его сравнительно трудно устанавливать из-за веса. Кроме того, элемент режущей кромки не способен эффективно разравнивать вокруг себя материал, например, щебень и/или грунт.
[007] Описанная система направлена на преодоление одной или нескольких проблем, изложенных выше.
[008] Краткое изложение существа изобретения
[009] В одном варианте осуществления настоящего изобретения предлагается изнашиваемый элемент землеройного орудия. Изнашиваемый элемент содержит продольно простирающуюся монтажную часть, выполненную с возможностью присоединения к монтажному узлу землеройного орудия. Изнашиваемый элемент также включает в себя, по меньшей мере, одну изнашиваемую часть, соединенную с монтажной частью. По меньшей мере, одна изнашиваемая часть образует, по меньшей мере, одну кромку землеройного орудия. Изнашиваемый элемент дополнительно включает в себя несколько продольно разнесенных ребер, выступающих из, по меньшей мере, одной изнашиваемой части и соединяющихся с монтажной частью. Несколько ребер способны воздействовать на направление перемещения материала, проходящего вдоль, по меньшей мере, одной изнашиваемой части.
[0010] В другом варианте осуществления настоящего изобретения предлагается изнашиваемый элемент землеройного орудия. Изнашиваемый элемент содержит монтажную часть, выполненную с возможностью присоединения к монтажному узлу землеройного орудия. Изнашиваемый элемент включает в себя, по меньшей мере, одну изнашиваемую часть, соединенную с монтажной частью и образующую, по меньшей мере, одну кромку землеройного орудия. По меньшей мере, одна изнашиваемая часть имеет одинаковую толщину монтажной части вдоль первого направления и смещена вдоль первого направления от монтажной части. Изнашиваемый элемент также включает в себя, по меньшей мере, одно ребро, выступающее из, по меньшей мере, одной изнашиваемой части. По меньшей мере, одно ребро способно воздействовать на направление перемещения материала, проходящего вдоль, по меньшей мере, одной изнашиваемой части.
[0011] В другом варианте осуществления настоящего изобретения предлагается изнашиваемый элемент землеройного орудия. Изнашиваемый элемент содержит монтажную часть, выполненную с возможностью присоединения к монтажному узлу землеройного орудия. Изнашиваемый элемент также содержит несколько изнашиваемых частей, разнесенных вдоль дальнего конца монтажной части и соединенных с ней. Каждая изнашиваемая часть образует кромку землеройного орудия. Изнашиваемый элемент также содержит несколько ребер, выступающих из нескольких изнашиваемых частей. Несколько ребер присоединяются и простираются от дальнего конца монтажной части. Каждое ребро способно воздействовать на направление перемещения материала, проходящего мимо соответствующего ребра.
[0012] Краткое описание чертежей
[0013] На рис. 1 представлен вид машины сбоку, в соответствии с примерным вариантом осуществления.
[0014] На рис. 2 представлен вид спереди элемента режущей кромки, присоединенного к отвалу в сборе машины, изображенной на рис. 1.
[0015] На рис. 3 представлен вид сбоку элемента режущей кромки, и отвала в сборе, изображенных на рис. 2.
[0016] На рис. 4 представлен вид в перспективе элемента режущей кромки, изображенной на рис. 2.
[0017] На рис. 5 представлен вид спереди элемента режущей кромки, присоединенного к отвалу в сборе, в соответствии с другим примерным вариантом осуществления.
[0018] На рис. 6 представлен вид сбоку элемента режущей кромки и отвала в сборе, изображенных на рис. 5.
[0019] На рис. 7 представлен вид в перспективе элемента режущей кромки, изображенной на рис. 5.
[0020] На рис. 8 представлен вид спереди элемента режущей кромки, присоединенного к отвалу в сборе, в соответствии с дополнительным вариантом осуществления.
[0021] На рис. 9 представлен вид сбоку элемента режущей кромки и отвала в сборе, изображенных на рис. 8.
[0022] На рис. 10 представлен вид в перспективе элемента режущей кромки, изображенной на рис. 8.
[0023] На рис. 11 представлен вид спереди элемента режущей кромки, присоединенного к отвалу в сборе, в соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления.
[0024] На рис. 12 представлен вид сбоку элемента режущей кромки и отвала в сборе, изображенных на рис. 11.
[0025] На рис. 13 представлен вид в перспективе элемента режущей кромки, изображенной на рис. 11.
[0026] На рис. 14 представлен вид снизу элемента режущей кромки изображенной на рис. 11.
[0027] На рис. 15 представлен вид спереди элемента режущей кромки, присоединенного к отвалу в сборе, в соответствии с еще одним дополнительным вариантом осуществления.
[0028] На рис. 16 представлен вид сбоку элемента режущей кромки и отвала в сборе, изображенных на рис. 15.
[0029] На рис. 17 представлен вид в перспективе элемента режущей кромки, изображенного на рис. 15.
[0030] На рис. 18 представлен вид снизу элемента режущей кромки изображенного на рис. 15.
[0031] Подробное описание изобретения
[0032] Далее приводится подробное описание примерных вариантов осуществления с иллюстрацией на прилагаемых чертежах. Для обозначения одинаковых или подобных частей на всех чертежах будут использоваться те же номера позиций.
[0033] Примерный вариант осуществления машины 10 представлен на рис. 1. Машина 10 может представлять собой грейдер, экскаватор-погрузчик, трактор сельскохозяйственного назначения, фронтальный погрузчик, мини-погрузчик, бульдозер, экскаватор и любой другой вид машин используемой в отрасли, к которой относится данное изобретение. Машина 10, представляющая собой грейдер, содержит раму в сборе 12. Рама в сборе 12 содержит пару передних колес 14 (или других тяговых устройств) и кабину оператора 16. Рама в сборе 12 также содержит один или несколько отсеков 18 для источника энергии (например, двигателя) и связанных с ним элементов системы охлаждения. Источник энергии функционально соединен с одной или несколькими парами задних колес 20 (или других тяговых устройств) для приведения в движение машины 10.
[0034] Машина 10 также содержит одно или несколько землеройных орудий 30. Землеройное орудие (я) 30 содержит один или несколько изнашиваемых элементов, например, один или несколько элементов режущей кромки 40. Для грейдера, как представлено на рис. 1, землеройное орудие 30 включает несколько элементов режущей кромки 40 (например, шесть элементов режущей кромки). Кроме того, возможно использование другого числа элементов режущей кромки 40, например, от одного до восьми элементов, в зависимости от сферы применения.
[0035] На грейдере, представленном на рис. 1, землеройное орудие 30 содержит поворотный круг в сборе 32 (DCM) с отвалом в сборе 34 (или другим монтажным узлом), включая несущую поверхность 36. Элементы режущей кромки 40 съемно крепятся к несущей поверхности 36. Поворотный круг в сборе 32 (DCM) функционально соединен и удерживается рамой в сборе 12 или с другой частью машины 10. Поворотный круг в сборе 32 (DCM) управляет перемещением отвала в сборе 34 и, следовательно, перемещением элементов режущей кромки 40, установленных на несущей поверхности 36 отвала в сборе 34. К тому же, поворотный круг в сборе 32 удерживается гидравлическим ползуном в сборе 38, управляющим перемещением поворотного круга в сборе 32. В результате DCM 32 и/или гидравлический ползун в сборе 38 управляют, как минимум, вертикальным, горизонтальным перемещением или поворотом отвала в сборе 34 и элементами режущей кромки 40, прикрепленными к несущей поверхности 36 отвала в сборе 34. Кроме того, для перемещения элементов режущей кромки 40 могут использоваться различные механические и/или гидравлические устройства, кроме описанных выше DCM 32 и/или гидравлического ползуна в сборе 38.
[0036] На рис. 2-4 представлен примерный вариант осуществления элемента режущей кромки 40. Термин "продольный" относится к измерению длины в продольном направлении элемента режущей кромки 40, как показано стрелкой А на рис. 2. Термин "поперечный" относится к измерению ширины, как правило, между ближним концом или ближней кромкой 58 и кромкой 68 землеройного орудия на элементе режущей кромки 40, как показано стрелкой В на рис. 2. Как показано на чертеже, ближняя кромка 58 и кромка 68 землеройного орудия простираются в основном в продольном направлении. В одном варианте осуществления, длина элемента режущей кромки 40 в продольном направлении составляет от 24 до 92 дюймов, а длина элемента режущей кромки 40 в поперечном направлении составляет от 8 до 16 дюймов. В одном варианте осуществления длина элемента режущей кромки 40 может составлять приблизительно 48 дюймов в продольном направлении и примерно 16 дюймов в поперечном.
[0037] Термины "дальний" и "ближний" используются здесь для примерного обозначения относительного расположения элементов режущей кромки в поперечном направлении. Используемый в данном описании термин "дальний" относится к одному концу элемента режущей кромки 40 в поперечном направлении, например, расположенному около кромки 68 землеройного орудия на элементе режущей кромки 40. Напротив, термин "ближний" относится к концу элемента режущей кромки 40, который находится напротив дальнего конца в боковом измерении, например, расположенного вблизи ближней кромки 58 на элементе режущей кромки 40.
[0038] Кроме того, элемент режущей кромки 40, представленный на рис. 2-4, может располагаться под прямым углом по отношению к обычному направлению перемещения элемента режущей кромки 40, как показано стрелкой С на рис. 3, причем следует учитывать, что элемент режущей кромки 40 может располагаться под углом и/или быть изогнут. Термины "передний" и "задний" также используются здесь для примерного обозначения относительного расположения элементов режущей кромки. Используемый в данном описании термин "передний" относится к одной стороне элемента режущей кромки 40, например, расположенного рядом с передней стороной элемента режущей кромки 40 относительно направления движения машины 10. Напротив, термин "задний" относится к элементу режущей кромки 40, расположенному напротив передней стороны. Задняя часть элемента режущей кромки 40 представляет собой сторону, соединенную или находящуюся вблизи несущей поверхности 36 землеройного орудия 30, на которую установлен элемент режущей кромки 40.
[0039] Элемент режущей кромки 40 допускает замену, обеспечивая производительность и/или эффективность работы машины 10. Например, элемент режущей кромки 40 съемно крепится к несущей поверхности 36 землеройного орудия 30 одним или несколькими крепежными элементами (не показаны), например, болтами, вставленными через одно или несколько монтажных отверстий 42 в элементе режущей кромке 40.
[0040] Элемент режущей кромки 40 содержит одну или несколько монтажных частей 50 с монтажными отверстиями 42, соединенных с одной или несколькими изнашиваемыми частями 60. Элемент режущей кромки 40, представленный на рис. 2-4 содержит одну монтажную часть 50 с ближней кромкой 58 элемента режущей кромки 40 и одну изнашиваемую часть 60, включающую в себя кромку 68 землеройного орудия элемента режущей кромки 40.
[0041] Монтажная часть 50 включает в себя проходящую в продольном направлении плоскую часть 52 с задней поверхностью 54, передней поверхностью 56 и ближней кромкой 58. Как представлено на рис. 3, задняя поверхность 54 и передняя поверхность 56, по существу, плоские, а, по существу, плоская часть 52 сужается в направлении ближнего конца элемента режущей кромки 40, образуя ближнюю кромку 58. По существу, плоская часть 52 крепится к отвалу в сборе 34. Например, плоская часть 52 содержит монтажные отверстия 42 под крепежные элементы (не показаны) для крепления элемента режущей кромки 40 к несущей поверхности 36 отвала 34. Как представлено на рис. 3, задняя поверхность 54 соединяется и примыкает к несущей поверхности 36.
[0042] Изнашиваемая часть 60 включает в себя проходящую в продольном направлении, по существу, плоскую часть 62 с задней поверхностью 64, передней поверхностью 66 и кромкой 68 землеройного орудия. Задняя поверхность 64 и передняя поверхность 66 выполнены, по существу, плоскими, а, по существу, плоская часть 62 сужается по направлению к дальнему концу элемента режущей кромки 40, образуя кромку 68 землеройного орудия. Кроме того, по существу, плоская часть 52 монтажной части 50 и/или, по существу, плоская часть 62 изнашиваемой части 60 могут иметь криволинейный или другой профиль. Далее, как представлено на рис. 3, по существу, плоская часть 52 монтажной части 50 и, по существу, плоская часть 62 изнашиваемой части 60 имеют одинаковую и постоянную толщину Т1 (например, между задней поверхностью 54 и передней поверхностью 56, и между задней поверхностью 64 и передней поверхность 66), по существу, по всей, по существу, плоской части 52 и по всей, по существу, плоской части 62 (за исключением ближней кромки 58, кромки 68 землеройного орудия, монтажных отверстий 42 и/или любых скошенных кромок). В одном варианте осуществления, минимальная толщина Т1 составляет от 10 до 80 миллиметров, например, приблизительно 35 миллиметров в одном варианте. Кроме того, по существу, плоская часть 52 монтажной части 50 и, по существу, плоская часть 62 изнашиваемой части 60 могут иметь переменную толщину, в зависимости от сферы применения. В варианте осуществления, где, по существу, плоская часть 52 и/или, по существу, плоская часть 62 имеют переменную толщину, толщина, по существу, плоской части 52 монтажной части 50, не может превышать толщину, по существу, плоской части 62 изнашиваемой части 60.
[0043] Как представлено на рис. 3, монтажная часть 50 и изнашиваемая часть 60 выполняются таким образом, что образуют, по существу, S-образный профиль. Например, по существу, плоская часть 52 монтажной части 50 может простираться в поперечном направлении по оси A1, проходящей по середине толщины, по существу, плоской части 52 и, по существу, плоской части 62 изнашиваемой части 60 и может простираться в поперечном направлении по оси А2, лежащей по середине толщины, по существу, плоской части 62. Как представлено на рис. 3, оси A1 и A2 могут быть параллельны и/или смещены по глубине. Кроме того, передняя поверхность 56, по существу, плоской части 52 монтажной части 50 и передняя поверхность 66, по существу, плоской части 62 изнашиваемой части 60 могут быть в основном параллельны и/или смещены по глубине. Поскольку S-образный профиль, по меньшей мере, является участком изнашиваемой части 60, то он может быть выровнен в поперечном направлении по нижней части отвала в сборе 34 (например, несущей поверхности 36).
[0044] Элемент режущей кромки 40 может содержать одно или несколько ребер 70. Ребра 70 способны воздействовать на направление перемещения материала, проходящего вдоль изнашиваемой части 60 и могут иметь размеры, пропорциональные элементу режущей кромки 40, создавая опору для изгиба S-образного профиля элемента режущей кромки 40, что укрепляет структурную целостность элемента режущей кромки 40. В примерном варианте осуществления, представленном на рис. 2-4, элемент режущей кромки 40 содержит восемь ребер 70. Кроме того, может выполняться меньше или больше восьми ребер 70. Ребра 70 выступают из передней поверхности 66, по существу, плоской части 62 изнашиваемой части 60 и разнесены в продольном направлении. Как представлено на рис. 3, ребра 70 соединяются с дальним концом монтажной части 50 и простираются от дальнего конца монтажной части 50. Ребра 70 также могут выступать из изнашиваемой части 60 таким образом, что ребра 70 выравниваются в поперечном направлении, по меньшей мере, по нижнему участку монтажной части 50. Каждое ребро 70 имеет дальний конец 72, расположенный в поперечном направлении около середины, по существу, плоской части 62 изнашиваемой части 60. Как представлено на рис. 3, каждое ребро 70 также имеет глубину D1, которая постепенно уменьшается у дальнего конца 72.
[0045] Максимальная глубина D1 соответствует расстоянию между передней поверхностью 56, по существу, плоской части 52 монтажной части 50 и передней поверхностью 66, по существу, плоской части 62 изнашиваемой части 60. В одном варианте осуществления максимальная глубина D1 составляет примерно три толщины Т1 или менее. Кроме того, как представлено на рис. 2-4, передняя поверхность каждого ребра 70 плавно переходит в переднюю поверхность 56, по существу, плоской части 52 монтажной части 50 и переднюю поверхность 66, по существу, плоской части 62 изнашиваемой части 60.
[0046] На рис. 5-7, в соответствии с другим вариантом осуществления, представлен элемент режущей кромки 140. Элемент режущей кромки 140 похож на элемент режущей кромки 40, представленный на рис. 1-4, с описанными ниже различиями.
[0047] Элемент режущей кромки 140 включает несколько изнашиваемых частей или зубьев 160, вместо одной изнашиваемой части 60, изображенной на рис. 1-4. Каждый зуб 160 имеет те же свойства, что и отдельная изнашиваемая часть 60 описанная выше. В примерном варианте осуществления, представленном на рис. 5-7, элемент режущей кромки 140 содержит восемь зубьев 160. Кроме того, может выполняться меньше или больше восьми зубьев 160. Зубья 160 присоединены и продольно разнесены вдоль дальнего конца монтажной части 50. Как представлено на рис. 5, каждый зуб 160 имеет ширину W1, которая постепенно уменьшается от ближнего конца зуба 160, который соединяется с монтажной частью 50 по направлению к соответствующей кромке 68 землеройного орудия. Каждый зуб 160 включает одно или несколько ребер 70, а в примерном варианте осуществления, представленном на рис. 5-7, каждый зуб 160 включает в себя одно ребро 70, проходящее по центру зуба 160 относительно ширины W1. Кроме того, как представлено на рис. 6, задняя поверхность 64 зубьев 160 может иметь скошенные кромки. Соотношение ширины W1 зубьев 160 к ширине зазора между парой смежных зубьев 160 приблизительно равно 3:1 или менее (например, ширина W1 может быть равна или более чем в три раза превышать ширину зазора).
[0048] На рис. 8-10, в соответствии с другим вариантом осуществления, представлен элемент режущей кромки 240. Элемент режущей кромки 240 похож на элемент режущей кромки 140, представленный на рис. 5-7, с различиями, описанными ниже.
[0049] Элемент режущей кромки 240 включает монтажную часть 250 и несколько изнашиваемых частей или зубьев 260. В варианте осуществления, представленном на рис. 8-10, элемент режущей кромки 240 содержит двенадцать зубьев 260. Кроме того, может выполняться меньше или больше двенадцати зубьев 260. Зубья 260 присоединены и продольно разнесены вдоль дальнего конца монтажной части 250. Как представлено на рис. 5, каждый зуб 260 имеет ширину W2, которая постепенно уменьшается от ближнего конца зуба 260, присоединяемого к монтажной части 50 по направлению к соответствующей кромке 68 землеройного орудия.
[0050] Монтажная часть 250 и зубья 260 похожи на описанные выше монтажную часть 50 и зубья 160, но не включают ребра 70 и могут иметь различные боковые профили, как представлено на рис. 9. Например, по существу, плоская часть 52 и, по существу, плоские части 62 элемента режущей кромки 140 могут иметь разную толщину Т1, а элемент режущей кромки 140 может иметь профиль, отличающийся от S-образного.
[0051] Как представлено на рис. 9, по существу, плоская часть 52 монтажной части 250 имеет переменную толщину Т2 (например, между задней поверхностью 54 и передней поверхностью 56), которая постепенно уменьшается от дальнего конца монтажной части 250, присоединяемой к зубьям 260 в направлении ближней кромки 58, а, по существу, плоская часть 62 каждого зуба 260 имеет переменную толщину T3 (например, между задней поверхностью 64 и передней поверхностью 66), которая постепенно уменьшается от ближнего конца зуба 260, присоединяемого к монтажной части 250 по направлению к кромке 68 землеройного орудия. Постепенное уменьшение толщины Т2 и Т3 может быть, по существу, плавным, например максимальная толщина Т2, по существу, плоской части 52 монтажной части 250 может располагаться ближе к дальнему концу монтажной части 250 (или зубьев 260), чем к ближней кромке 58, а максимальная толщина Т3, по существу, плоской части 62 каждого зуба 260 может располагаться ближе к их ближним концам (или монтажной части 250), чем к кромке 68 землеройного орудия. Таким образом, в поперечном направлении середина элемента режущей кромки 240 толще, чем ближняя кромка 58 и кромка 68 землеройного орудия. Кроме того, максимальная толщина Т3 каждого зуба 260 может быть больше максимальной толщины Т2 монтажной части 250, а средняя толщина Т3 каждого зуба 260 может быть больше средней толщины Т2 монтажной части 250. В одном варианте осуществления, толщина Т2, по существу, плоской части 52 монтажной части 250 не может превышать толщину Т3, по существу, плоской части 62 зубьев 260. Толщина Т2 и/или толщина Т3 может изменяться приблизительно от 10 мм до 80 мм, в зависимости от сферы применения. В одном варианте осуществления, минимальная толщина Т2, может составлять около 35 миллиметров, например, для сохранения структурной целостности, а минимальная толщина Т3 может составлять 60 миллиметров, например, для большего срока службы.
[0052] Кроме того, по меньшей мере, некоторая часть толщины Т2 монтажной части 250 может простираться назад и вперед относительно расположения ближней кромки 58, где монтажная часть 250 становится толще по направлению к ее дальнему концу. По меньшей мере, часть передней поверхности 56 монтажной части 250 может быть наклонена вперед по направлению к дальнему концу монтажной части 250.
[0053] Середина элемента режущей кромки 140 в поперечном направлении, может включать в себя уступ 280. Как представлено на рис. 9, уступ 280 выполняется на задней поверхности 54, по существу, плоской части 52 монтажной части 250 и поверхности 282, которая располагается под нижней кромкой несущей поверхности 36 отвала в сборе 34 при креплении элемента режущей кромки 140 к несущей поверхности 36. В варианте осуществления, представленном на рис. 8-10, уступ 280 выполнен под прямым углом. Кроме того, поверхность 282 может образовывать острый или тупой угол относительно задней поверхности 54. Поверхность 282 может располагаться на относительно более толстом участке монтажной части 250, где толщина Т2 монтажной части 250 простирается в направлении назад и вперед относительно положения ближнего края 58.
[0054] На рис. 11-14, в соответствии с другим вариантом осуществления, представлен элемент режущей кромки 340. Элемент режущей кромки 340 похож на элемент режущей кромки 40, представленный на рис. 1-4, с различиями, описанными ниже.
[0055] Элемент режущей кромки 340 включает монтажную часть 350 и изнашиваемую часть 360. Монтажная часть 350 и изнашиваемая часть 360 похожи на описанные выше монтажную часть 50 и изнашиваемую часть 60, но могут иметь различные боковые профили, как представлено на рис. 12. Например, по существу, плоская часть 52 и, по существу, плоские части 62 элемента режущей кромки 340 могут иметь разную толщину Т1, а элемент режущей кромки 340 может иметь профиль, отличающийся от S-образного и не содержать ребра 70.
[0056] Как показано на рис. 12, по существу, плоская часть 52 монтажной части 350 имеет переменную толщину Т4 (например, между задней поверхностью 54 и передней поверхностью 56), которая постепенно уменьшается от дальнего конца монтажной части 350, присоединяемого к изнашиваемой части 360 в направлении ближней кромки 58, а, по существу, плоская часть 62 изнашиваемой части 360 имеет переменную толщину T5 (например, между задней поверхностью 64 и передней поверхностью 66), которая уменьшается от ближнего конца, по существу, плоской части 62, присоединяемого к монтажной части 350 по направлению к кромке 68 землеройного орудия. Постепенное уменьшение толщины Т4 и Т5 может быть по существу плавным, например, максимальная толщины Т4, по существу, плоской части 52 монтажной части 350 может располагаться ближе к дальнему концу монтажной части 350 (или изнашиваемой части 360), чем к ближней кромке 58, а максимальная толщина Т5, по существу, плоской части 62 изнашиваемой части 360 может располагаться ближе к ближнему концу изнашиваемой части 360 (или монтажной части 350), чем к кромке 68 землеройного орудия. Таким образом, в поперечном направлении середина элемента режущей кромки 340 толще, чем ближняя кромка 58 и кромка 68 землеройного орудия. Кроме того, максимальная толщина Т5 изнашиваемой части 360 может превышать максимальную толщину Т4 монтажной части 350, а средняя толщина Т5 изнашиваемой части 360 может превышать среднюю толщину Т4 монтажной части 350. В одном варианте осуществления, толщина Т4, по существу, плоской части 52 монтажной части 350 не может превышать толщину Т5, по существу, плоской части 62 изнашиваемой части 360. Толщина Т4 и/или толщина Т5 может изменяться приблизительно от 10 мм до 80 мм, в зависимости от сферы применения. В одном варианте осуществления, минимальная толщина Т4, может составлять около 35 миллиметров, например, для сохранения структурной целостности, а минимальная толщина Т5 может составлять 60 миллиметров, например, для большего срока службы.
[0057] Кроме того, по меньшей мере, некоторая часть толщины Т4 монтажной части 350 может простираться назад и вперед относительно расположения ближней кромки 58, где монтажная часть 350 становится толще по направлению к ее дальнему концу. По меньшей мере, часть передней поверхности 56 монтажной части 350 может быть наклонена вперед по направлению к дальнему концу монтажной части 350. Кроме того, максимальная толщина Т5 изнашиваемой части 360 может находиться под нижней кромкой несущей поверхности 36 отвала в сборе 34 при креплении элемента режущей кромки 140 к несущей поверхности 36.
[0058] Элемент режущей кромки 340 может содержать один или несколько пазов 390. В варианте осуществления, представленном на рис. 11-14 элемент режущей кромки 340 содержит двенадцать пазов 390. Кроме того, может выполняться меньше или больше двенадцати пазов 390. Каждый паз 390 выполняется на передней поверхности 66, по существу, плоской части 62 изнашиваемой части 360. Как представлено на рис. 11, каждый паз 390 простирается от кромки 68 землеройного орудия по направлению к монтажной части 350 и вдоль большей части ширины изнашиваемой части 360. Ближний конец каждого паза 390 располагается в поперечном направлении около середины элемента режущей кромки 340. Как представлено на рис. 14, каждый паз 390 имеет U-образный профиль с нижней поверхностью 392 и сторонами 394 и небольшой глубиной D2, по сравнению с толщиной T5 изнашиваемой части 360. Нижняя поверхность 392 по существу параллельна передней поверхности 66, по существу, плоской части 62 изнашиваемой части 360. В одном варианте осуществления, глубина D2 составляет около 75% толщины Т5 (или максимальной толщины Т5) изнашиваемой части 360 или менее.
[0059] Стороны 394 пазов 390 образуют кромки 396 передней поверхности 66, по существу, плоской части 62 изнашиваемой части 360. Кромки 396 могут служить самозатачивающимися зубьями по мере износа изнашиваемой части 360. Например, выработка изнашиваемой части 360 может происходить снизу (например, с кромки 68 землеройного орудия) и вверх (ближе к месту прикрепления). При выработке изнашиваемой части 360 ближе к месту прикрепления открываются не изношенные и заостренные участки кромок 396 , допуская самозатачивание кромки 396.
[0060] Пазы 390 могут иметь покрытие из износостойкого материала. Например, нижняя поверхность 392 стороны 394 и/или кромки 396 пазов 390 могут покрываться материалом стойким к истиранию. Стойкий к истиранию материал представляет собой карбиды (например, карбид вольфрама, карбид титана и/или карбид хрома) и/или оксиды металла (например, оксид алюминия и/или оксид хрома). Стойкий к истиранию материал, например, в дисперсной форме наносится в пазы 390 сваркой, плазменной дугой и/или способом лазерной наплавки. В примерном варианте осуществления, представленном на рис. 14, пазы 390 не имеют покрытия, что позволяет пазам 390 сохранять профиль нижней поверхности 392, сторон 394, кромок 396 и глубины D1. Кроме того, пазы 390 могут иметь покрытие.
[0061] На рис. 15-18, в соответствии с другим вариантом осуществления, представлен элемент режущей кромки 440. Элемент режущей кромки 440 похож на элемент режущей кромки 340, представленный на рис. 11-14, с различиями, описанными ниже.
[0062] Элемент режущей кромки 440 включает несколько изнашиваемых частей или зубьев 460, вместо отдельной изнашиваемой части 360, изображенной на рис. 11-14. В варианте осуществления, представленном на рис. 15-18, элемент режущей кромки 440 содержит двенадцать зубьев 460. Кроме того, может выполняться меньше или больше двенадцати зубьев 460. Зубья 460 присоединены и продольно разнесены вдоль дальнего конца монтажной части 350. Как представлено на рис. 15, каждый зуб 460 имеет ширину W3, которая постепенно уменьшается в направлении соответствующей кромки 68 землеройного орудия. Каждый зуб 460 может содержать один или несколько пазов 390, а в примерном варианте осуществления на рис. 15-18, каждый зуб 460 содержит один паз 390, проходящий по центру зуба 460 относительно ширины W3. Кроме того, как представлено на рис. 16, задняя поверхность 64 зубьев 460 имеет скошенные кромки.
[0063] Вдобавок, как представлено на рис. 18, зубья 460 сужаются в направлении задней поверхности 64. Боковые поверхности зубьев 460 (простирающиеся между задней поверхностью 64 и передней поверхностью 66) образуют угол от 0 градусов до 15 градусов по отношению к плоскости, перпендикулярной к передней поверхности 66. Сужение зубьев 460 по направлению к задней поверхности 64 способно улучшить эффективность резания элементом режущей кромки 440 за счет уменьшения сил лобового сопротивления или трения, вызываемых перемещением материала по боковым поверхностям зубьев 460.
[0064] Промышленная применимость
[0065] Описываемые элементы режущей кромки могут использоваться на любой машине, имеющей землеройное орудие. Использование элементов режущей кромкой дает некоторые преимущества. Элементы режущей кромки имеют улучшенные рабочие характеристики и более продолжительный срок службы. Например, элемент режущей кромки способен врезаться и разбивать твердый и/или замерзший грунт и воздействовать на направление перемещения материала, проходящего мимо элемента режущей кромки при перемещении по горизонтали и/или вертикали элементов режущей кромки в грунте.
[0066] Толщина элементов режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440 постепенно уменьшается по направлению к дальнему концу элемента режущей кромки 40, 140, 240, 340, и 440, образуя кромку 68 землеройного орудия, как показано на видах сбоку на рис. 3, 6, 9, 12 и 16. Кроме того, элемент режущей кромки 140, 240 и 440 может содержать зубья 160, 260, и 460 определенной ширины (например, ширины W1, W2, и W3), которая также постепенно уменьшается по направлению к дальнему концу элемента режущей кромки 140, 240 и 440, образуя кромку 68 землеройного орудия, как показано на виде спереди на рис. 5, 8 и 15. Постепенное уменьшение ширины и/или толщины образует скошенный профиль на кромке 68 землеройного орудия для врезания и разбивания твердого и/или замерзшего грунта, например, при горизонтальном и/или вертикальном перемещении элемента режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440 в грунте.
[0067] Элементы режущей кромки 140, 240 и 440 могут также содержать разнесенные друг от друга зубья 160, 260 и 460, позволяющие осуществлять перемещение материала, разбитого кромкой 68 землеройного орудия, через зубья 160, 260 и 460. Ширина W1, W2 и W3 и расстояние между зубьями 160, 260 и 460 могут различаться в зависимости от предполагаемого назначения элемента режущей кромки 140, 240 и 440. Например, ширина W1 зубьев 160 элемента режущей кромки 140 может быть больше ширины W2 и W3 зубьев 260 и 460 элементов режущей кромки 240 и 440 в конструктивных целях, а средняя толщина элемента режущей кромки 140 (например, толщина Т1) может быть меньше средней толщины (например, толщины Т2, Т3, Т4, Т5) элементов режущей кромки 240 и 440.
[0068] Кроме того, шаг (например, ширина зазоров между зубьями) зубьев 160 элемента режущей кромки 140 может быть больше шага зубьев 260 и 460 элементов режущей кромки 240 и 440. Например, данный шаг может зависеть от размера кусков материала разбитого кромкой 68 землеройного орудия. Поскольку ширина W1 и/или шаг элемента режущей кромки 140 может быть больше ширины W2 и W3 и/или шага элементов режущей кромки 240 и 440, то элемент режущей кромки 140 может содержать восемь зубьев 160, в то время как элементы режущей кромки 240 и 440 могут содержать двенадцать зубьев 260 и 460.
[0069] Элементы режущей кромки 40 и 140 могут содержать ребра 70, способные воздействовать на направление перемещения материала, разбитого кромкой 68 землеройного орудия. Перемещение материала может проходить через ребра 70 вдоль изнашиваемой части 60 или зубьев 160, поверх монтажной части 50 к отвалу в сборе 34 на машине 10, которым осуществляется перемещение материала и его сброс на сторону. Ребра 70 также способны сохранять S-образный профиль элемента режущей кромки 40, что укрепляет структурную целостность элемента режущей кромки 40 и делает элемент режущей кромки 40 прочнее.
[0070] Элементы режущей кромки 340 и 440 могут содержать пазы 390, с самозатачивающимися кромками 396, способными врезаться и разбивать твердый и/или замерзший грунта и уменьшающими усилие врезания элементов режущей кромки 340 и 440. Пазы 390 также могут иметь покрытие из стойкого к истиранию материала, что увеличивает срок службы элемента. Таким образом, пазы 390 могут служить местом для нанесения износостойкого материала без их дополнительной машинной обработки. Элемент режущей кромки 240 (не показано) может иметь пазы 390 и/или покрытие из стойкого к истиранию материала.
[0071] Кроме того, по меньшей мере, участок толщиной T4 монтажных частей 250 и 350 элементов режущей кромки 240 и 340 может простираться назад и вперед, например, относительно ближней кромки 58, где монтажные части 250 и 350 становятся толще по направлению к дальнему концу, а, по меньшей мере, часть передней поверхности 56 монтажных частей 250 и 350 может быть наклонена вперед по направлению к дальнему концу монтажных частей 250 и 350. В результате, перемещение материала, разбитого кромкой 68 землеройного орудия, может проходить по передней поверхности 56 монтажных частей 250 и 350 к отвалу в сборе 34 на машине 10, которым осуществляется перемещение материала и его сброс на сторону.
[0072] Элементы режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440 регулируются для оптимального распределения материала, используемого для изготовления элементов режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440, для снижения веса, стоимости и утилизации материала, оставшегося конце срока службы от элементов режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440. Сохранение максимальной толщины в поперечном направлении вблизи середины элементов режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440 увеличивает их срок службы. При монтаже на несущей поверхности 36 элемента режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440 под нижней кромкой несущей поверхности 36 отвала в сборе 34 сохраняется максимальная толщина.
[0073] Как показано на видах сбоку на рис. 3, 6, 9, 12 и 16, монтажные части 50, 250 и 350 имеют меньшую толщину (например, толщину Т1, Т2 или Т4) в сравнении с максимальной толщиной элементов режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440. Например, по существу, плоская часть 52 монтажной части 50, 250 и 350 сужается в направлении ближнего конца элементов режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440, образуя ближнюю кромку 58. Кроме того, по существу, плоская часть 52 монтажной части 250 и 350 может иметь переменную толщину (например, толщину Т2 или Т4), которая плавно уменьшается от дальнего конца к ближней кромке 58.
[0074] Дополнительно, изнашиваемые части 60 и 360 или зубья 160, 260 и 460 также могут иметь меньшую толщину (например, толщину Т1, Т3 или T5) по сравнению с максимальной толщиной элементов режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440. Например, по существу, плоская часть 62 изнашиваемых участков 60 и 360 или зубьев 160, 260 и 460 может сужаться в направлении дальнего конца элементов режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440, образуя кромку(и) 68 землеройного орудия. Кроме того, по существу, плоская часть 62 изнашиваемой части 360 и зубья 260 и 460 могут иметь переменную толщину (например, толщину T3 или T5), которая плавно уменьшается от ближнего конца к кромке 68 землеройного орудия.
[0075] В результате оптимального распределения материала, используемого для изготовления элементов режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440, расходуется меньше материала для изготовления элементов режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440, что снижает затраты на производство и минимизирует объем утилизируемого в конце срока службы материала. Кроме того, элементы режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440 имеют относительно меньший вес, что делает их более удобными при монтаже.
[0076] В дополнение, элементы режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440 могут изготавливаться из литой стали, что сокращает время и затраты на производство описанных выше элементов режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440 и представленных на рис. 2-18, например, по сравнению с металлопрокатом. Таким образом, элементы режущей кромки 40, 140, 240, 340 и 440, включающие вышеописанные признаки, например, монтажные части 50, 250 и 350, изнашиваемые части 60 и 360, зубья 160, 260 и 460 и/или ребра 70, могут быть выполнены в виде единого целого и/или литой детали.
Специалистам в данной области техники очевидно, что в раскрытых элементах режущей кромки возможны различные модификации и вариации. Другие варианты осуществления изобретения очевидны для специалистов в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, после рассмотрения описания и практики использования раскрытых элементов режущей кромки. Предполагается, что описание и примеры следует рассматривать только в качестве иллюстративных, а истинный объем изобретения указывается в следующей формуле изобретения и ее эквивалентах.
1. Изнашиваемый элемент (40, 140) для землеройного орудия (30), содержащий:
продольно простирающуюся монтажную часть (50), выполненную с возможностью присоединения к монтажному узлу (34) землеройного орудия (30); и
по меньшей мере, одну изнашиваемую часть (60, 160), соединенную с монтажной частью (50) и образующую, по меньшей мере, одну кромку (68) землеройного орудия; и
несколько продольно разнесенных ребер (70), выступающих из, по меньшей мере, одной изнашиваемой части (60, 160) и соединяющихся с монтажной частью (50); при этом указанные несколько ребер (70) способны воздействовать на направление перемещения материала, проходящего вдоль, по меньшей мере, одной изнашиваемой части (60, 160);
причем монтажная часть (50) включает в себя, по существу, плоскую часть (52) и указанная, по меньшей мере, одна изнашиваемая часть (60, 160) включает в себя, по меньшей мере, одну, по существу, плоскую часть (62);
при этом передняя поверхность (56), по существу, плоской части (52) и передняя поверхность (66), по существу, плоской части (62) в основном параллельны.
2. Изнашиваемый элемент (40, 140) по п. 1, в котором несколько ребер (70) соединены с дальним концом монтажной части (50).
3. Изнашиваемый элемент (40, 140) по п. 1, в котором, по меньшей мере, одна изнашиваемая часть включает в себя отдельную изнашиваемую часть (60), а несколько ребер (70) выступают наружу из указанной отдельной изнашиваемой части (60).
4. Изнашиваемый элемент (40, 140) по п. 1, в котором, по меньшей мере, одна изнашиваемая часть включает в себя несколько изнашиваемых частей (160), а, по меньшей мере, одно из нескольких ребер (70) выступает наружу из каждой изнашиваемой части (160).
5. Изнашиваемый элемент (40, 140) по п. 1, в котором глубина (D1), по меньшей мере, одного из нескольких ребер соответствует расстоянию между поверхностью (56) монтажной части (50) и, по меньшей мере, одной поверхностью (66), по меньшей мере, одной изнашиваемой части (60, 160).
6. Изнашиваемый элемент (40, 140) по п. 5, в котором, по меньшей мере, одна поверхность, по меньшей мере, одного ребра (70), плавно переходит в поверхность монтажной части (50) и, по меньшей мере, одну поверхность, по меньшей мере, одной изнашиваемой части (60, 160).
7. Изнашиваемый элемент (40, 140) по п. 1, в котором, по меньшей мере, одно из нескольких ребер (70) сужается на своем дальнем конце (72) к середине, по меньшей мере, одной изнашиваемой части (60, 160).
8. Изнашиваемый элемент (40, 140) по п. 1, в котором монтажная часть (50) и, по меньшей мере, одна изнашиваемая часть (60, 160) образуют S-образный профиль.
9. Изнашиваемый элемент (40, 140) для землеройного орудия (30), содержащий:
монтажную часть (50), выполненную с возможностью присоединения к монтажному узлу (34) землеройного орудия (30); и
по меньшей мере, одну изнашиваемую часть (60, 160), соединенную с монтажной частью (50) и образующую, по меньшей мере, одну кромку (68) землеройного орудия; причем указанная, по меньшей мере, одна изнашиваемая часть (60, 160), имеет одинаковую толщину вдоль первого направления монтажной части (50) и смещена вдоль первого направления от монтажной части (50); и
по меньшей мере, одно ребро (70), выступающее из, по меньшей мере, одной изнашиваемой части (60, 160) и способное воздействовать на направление перемещения материала, проходящего вдоль, по меньшей мере, одной изнашиваемой части (60, 160).
10. Изнашиваемый элемент (40, 140) по п. 9, в котором монтажная часть (50) включает в себя, по существу, плоскую часть (52) первой толщины; и, по меньшей мере, одна изнашиваемая часть (60, 160) включает в себя, по меньшей мере, одну, по существу, плоскую часть (62) второй толщины, равную первой толщине; и по меньшей мере, одна, по существу, плоская часть (62), по меньшей мере, одной изнашиваемой части (60, 160), по существу, параллельна, плоской части (52) монтажной части (50).
