RU182156U1

RU182156U1 - EXCAVATOR BUCKET TOOTH ASSEMBLY

Info

Publication number: RU182156U1
Application number: RU2018106164U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Леонидович Бурцев; Виталий Владимирович Забабура; Светлана Рудольфовна Чеботарева; Александр Петрович Степанов
Original assignee: Акционерное общество "Уральская сталь" (АО "Уральская сталь")
Priority date: 2018-02-19
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2018-08-06

Abstract

Полезная модель относится к узлу зуба ковша, состоящему из вершины зуба, переходника и механизма, их крепления между собой, и решает техническую проблему недостаточной прочности узла. Техническую проблему решает узел зуба ковша экскаватора, включающий вершину зуба с полостью в задней части, переходник и механизм крепления, причем рядом с входным отверстием полости назад выступают два ушка, каждое из которых имеет две наружные боковые поверхности, превышающие ширину внутренних боковых поверхностей, переходник с передним концом, предназначенным для совмещения с полостью вершины, имеющим отверстие для штифта и боковые выступы для совмещения с ушками вершины, в котором два выступающих ушка имеют небольшую длину относительно корпуса вершины, верхняя и нижняя часть вершины снабжены такими же двумя выступами, при этом сечение всех четырех выступов имеет трапецеидально-округлую форму, переходник имеет четыре наружных выточки, предназначенные для плотного совмещения с четырьмя выступами вершины, верхняя часть вершины зуба снабжена соосным, при совмещении, с отверстием переходника отверстием для штифта, при этом в верхней части вершины зуба выполнена специальная выточка под фиксирующую втулку, а механизм крепления содержит штифт и фиксирующую втулку, снабженные резьбовым соединением. Результатом является повышение прочности конструкции, надежности механизма крепления, а также снижение трудоемкости сборки узла в "полевых" условиях разработки горных пород.The utility model relates to a bucket tooth assembly, consisting of a tooth top, adapter and mechanism, their attachment to each other, and solves the technical problem of the lack of strength of the assembly. The technical problem is solved by the tooth assembly of the bucket of the excavator, which includes the top of the tooth with a cavity in the back, an adapter and a fastening mechanism, and two ears protrude next to the cavity inlet, each of which has two outer side surfaces exceeding the width of the inner side surfaces, an adapter with the front end, designed to align with the cavity of the apex, having an opening for a pin and side protrusions to align with the ears of the apex, in which two protruding ears have a small length The flange of the apex body, the upper and lower part of the vertex are provided with the same two protrusions, while the cross section of all four protrusions has a trapezoidally rounded shape, the adapter has four external grooves designed for tight alignment with the four protrusions of the vertex, the upper part of the tooth apex is provided with coax combining with the adapter hole with a pin hole, while in the upper part of the tooth apex a special undercut under the fixing sleeve is made, and the fixing mechanism contains a pin and a fixing sleeve, provided wed threaded connection. The result is an increase in structural strength, reliability of the fastening mechanism, as well as a decrease in the complexity of the assembly of the unit in the "field" conditions of rock development.

Description

Полезная модель относится к конструкциям рабочих элементов ковшей землеройных машин, а именно - к узлу зуба ковша, состоящему из вершины зуба, переходника и механизма их крепления между собой.The utility model relates to the designs of the working elements of earthmoving machine buckets, namely, to the bucket tooth assembly, consisting of a tooth top, adapter and a mechanism for attaching them to each other.

Из уровня техники давно известны конструкции узлов зубьев ковша, имеющие возможность быстрой замены наиболее изнашиваемой детали - вершины зуба, закрепленной различными способами на переходнике, в свою очередь установленном на кромке ковша экскаватора. Конструкции таких узлов направлены на технологичность изготовления, прочность, совместно с материалом изготовления - износостойкость и устойчивость к большим нагрузкам на узел, возникающим при контакте с горными породами различной плотности в условиях карьерных разработок.The prior art has long known the design of the nodes of the teeth of the bucket, with the ability to quickly replace the most wearing parts - the top of the tooth, mounted in various ways on the adapter, in turn, mounted on the edge of the bucket of the excavator. The design of such nodes is aimed at manufacturability, strength, together with the material of manufacture - wear resistance and resistance to large loads on the node that occur when in contact with rocks of various densities in quarry conditions.

Теоретически, а также в процессе эксплуатации, разработчиками конструкций было установлена прямая зависимость прочности, изнашиваемости и устойчивости к нагрузкам от площади контакта сопрягаемых деталей данного узла. Другое немаловажное значение получила простота и технологичность изготовления механизма крепления, позволяющие быстро и наименее трудоемко производить замену изнашиваемой вершины зуба в "полевых" условиях без специального громоздкого оборудования.Theoretically, as well as during the operation, the designers of the structures established a direct dependence of the strength, wear and tear and load resistance on the contact area of the mating parts of this assembly. Another important feature was the simplicity and manufacturability of the manufacturing of the attachment mechanism, allowing quick and least time-consuming replacement of the wearing tooth tip in the "field" conditions without special bulky equipment.

Из уровня техники известен зуб к ковшам экскаваторов и погрузочных машин, состоящий из приемной части и наконечника, сопрягающихся при помощи выемок и заходящих в них выступов, в котором выемки и заходящие в них выступы выполнены в виде частей тел вращения, образованных вокруг общей оси двух непараллельных линий, ограничивающих в разрезе очертания выемок и выступов, причем обе они могут быть выпуклыми или вогнутыми или одна из этих линий может быть прямой, а находящиеся в скользящем соединении выступ приемной части (или наконечника) и соответствующая выемка в наконечнике (или приемной части) взаимосвязаны с помощью скрепляющего приспособления. (Патент СССР №132140 на изобретение "Зуб к ковшам экскаваторов и погрузочных машин", кл. МПК 84d, 1 и 84d, 3, опубл. в "Бюллетене изобретений" №18 за 1960 г.).From the prior art, a tooth is known for buckets of excavators and loading machines, consisting of a receiving part and a tip, mating with recesses and protrusions entering into them, in which the recesses and protrusions entering into them are made in the form of parts of bodies of revolution formed around two common axes lines restricting the shape of the recesses and protrusions in the section, both of which can be convex or concave, or one of these lines can be straight, and the protrusion of the receiving part (or tip) located in the sliding joint and the corresponding The corresponding recess in the tip (or receiving part) are interconnected with a fastening device. (USSR patent No. 132140 for the invention "Tooth for buckets of excavators and loading machines", IPC class 84d, 1 and 84d, 3, published in the "Bulletin of inventions" No. 18 for 1960).

Одна из первых конструкций узла зуба ковша, направленная на сопряжение деталей с максимально большим пятном контакта, обеспечивает, тем самым, высокие прочностные характеристики и способствует снижению изнашиваемости. Однако на разрезе видно, что имеются слабые места - стенки наконечника по отношению к приемной части имеют небольшую толщину и при большом боковом или вертикальном усилии могут не выдержать нагрузок. К тому же, механизм соединения предусматривает прокладку из упругого материала, безусловно подверженного большей изнашиваемости и ускоренной потере упругих свойств в условиях разработки горной породы, перепадов температур и.т.п.One of the first designs of the bucket tooth assembly, aimed at interfacing parts with the largest possible contact patch, provides, thus, high strength characteristics and helps to reduce wear. However, the section shows that there are weaknesses - the walls of the tip with respect to the receiving part are small in thickness and may not withstand loads with large lateral or vertical forces. In addition, the connection mechanism provides for laying of elastic material, which is certainly subject to greater wear and accelerated loss of elastic properties in the conditions of development of rock, temperature drops, etc.

Наиболее близкой конструкцией, принятой за прототип, является узел зуба, включающий вершину зуба, переходник и механизм крепления, причем через центр вершины и центр переходника проходит продольная плоскость, в котором в задней части вершины зуба выполнены два соосных отверстия и полость, рядом с входным отверстием полости назад выступают два ушка, и каждое из ушек имеет две противоположные боковые поверхности и две противоположные поверхности кромок, которые ориентированы под углом по отношению друг к другу так, что ширина боковой поверхности, находящейся ближе к продольной плоскости, превышает ширину противоположной боковой поверхности, а переходник имеет передний конец, предназначенный для совмещения с полостью в вершине и снабжен отверстием для штифта и отверстием для фиксатора, пересекающим отверстие для штифта, со стороны переднего конца выполнены два противоположных паза, каждый из которых имеет боковую поверхность, ориентированную, по существу, параллельно продольной плоскости, и две противоположные поверхности кромок, причем поверхности кромок расположены под углом друг к другу так, что поверхности кромок двух противоположных пазов находятся дальше всего друг от друга в месте пересечения с боковой поверхностью, а две противоположные поверхности кромок двух противоположных ушек оказываются в тесном контакте с двумя поверхностями кромок соответствующих двух противоположных пазов переходника. (Патент РФ №2119998 на изобретение "Узел зуба, вершина зуба и переходник", МПК⁶ E02F 9/28, опубл. 10.10.1998 в БИ №28, 3 н.п.ф, 7 з.п.ф.).The closest design adopted for the prototype is the tooth assembly, including the tooth tip, adapter and attachment mechanism, with a longitudinal plane passing through the center of the vertex and the center of the adapter, in which two coaxial holes and a cavity are made at the rear of the tooth top, next to the inlet two ears protrude backwards, and each of the ears has two opposite lateral surfaces and two opposite edge surfaces that are oriented at an angle to one another so that the width of the lateral surface the distance closer to the longitudinal plane exceeds the width of the opposite side surface, and the adapter has a front end designed to align with the cavity at the top and is equipped with a pin hole and a hole for the latch crossing the pin hole, two opposite grooves are made from the front end , each of which has a side surface oriented essentially parallel to the longitudinal plane, and two opposite edge surfaces, the edge surfaces being located at an angle to each other so that the surfaces of the edges of two opposite grooves are farthest from each other at the intersection with the side surface, and two opposite surfaces of the edges of two opposite ears are in close contact with two surfaces of the edges of the corresponding two opposite grooves of the adapter. (RF patent No. 2119998 for the invention "Tooth node, tooth apex and adapter", IPC ⁶ E02F 9/28, published on 10/10/1998 in BI No. 28, 3 n.p.f., 7 z.p.f.).

Обоснованная теоретически конструкция также направлена на максимальный контакт сопрягаемых деталей, однако форма ушек, имеющая, по существу, простое прямоугольное сечение, несмотря на некоторую округлость боковых кромок, позволяет отметить возможность разрушения, вследствие больших усилий, прилагаемых, например, от горизонтального перемещения ковша в твердой породе. Излом может произойти в основании сопряжения ушка с основным корпусом вершины зуба, вблизи полости. К тому же, конструкция механизма крепления также не лишена "узких мест", например, утонченной для фиксатора части штифта и сам фиксатор, который должен обладать упругими свойствами длительное время.The theoretically substantiated design is also aimed at maximizing contact of the mating parts, however, the shape of the ears, having a substantially simple rectangular section, despite some roundness of the lateral edges, makes it possible to note the possibility of destruction due to great efforts made, for example, from horizontal movement of the bucket in the solid breed. A kink can occur at the base of the ear pairing with the main body of the tooth apex, near the cavity. In addition, the design of the fastening mechanism is also not without bottlenecks, for example, the pin part that is refined for the lock and the lock itself, which must have elastic properties for a long time.

Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая конструкция, является недостаточная прочность, вследствие далеко выступающих ушек прямоугольного, по существу, сечения, а также недостаточная надежность механизма крепления, вследствие наличия упругого фиксатора штифта.The technical problem to which the claimed design is aimed is insufficient strength, due to the far protruding ears of a rectangular, essentially cross-section, as well as insufficient reliability of the fastening mechanism, due to the presence of an elastic pin retainer.

Техническую проблему решает узел зуба ковша экскаватора, включающий вершину зуба с полостью в задней части, переходник и механизм крепления, причем рядом с входным отверстием полости назад выступают два ушка, каждое из которых имеет две наружные боковые поверхности, превышающие ширину внутренних боковых поверхностей, переходник с передним концом, предназначенным для совмещения с полостью вершины, имеющим отверстие для штифта и боковые выступы для совмещения с ушками вершины, в котором два выступающих ушка имеют небольшую длину относительно корпуса вершины, верхняя и нижняя часть вершины снабжены такими же двумя выступами, при этом сечение всех четырех выступов имеет трапецеидально-округлую форму, переходник имеет четыре наружных выточки, предназначенные для плотного совмещения с четырьмя выступами вершины, верхняя часть вершины зуба снабжена соосным, при совмещении, с отверстием переходника отверстием для штифта, при этом в верхней части вершины зуба выполнена специальная выточка под фиксирующую втулку, а механизм крепления содержит штифт и фиксирующую втулку, снабженные резьбовым соединением.The technical problem is solved by the tooth assembly of the bucket of the excavator, which includes the top of the tooth with a cavity in the back, an adapter and a fastening mechanism, and two ears protrude next to the cavity inlet, each of which has two outer side surfaces exceeding the width of the inner side surfaces, an adapter with the front end, designed to align with the cavity of the apex, having an opening for a pin and side protrusions to align with the ears of the apex, in which two protruding ears have a small length The flange of the apex body, the upper and lower part of the vertex are provided with the same two protrusions, while the cross section of all four protrusions has a trapezoidally rounded shape, the adapter has four external grooves designed for tight alignment with the four protrusions of the vertex, the upper part of the tooth apex is provided with coax combining with the adapter hole with a pin hole, while in the upper part of the tooth apex a special undercut under the fixing sleeve is made, and the fixing mechanism contains a pin and a fixing sleeve, provided wed threaded connection.

Техническим результатом, получаемым при этом, является повышение прочности конструкции, за счет придания трапецеидально - округлой формы выступам ушек и уменьшения их длины, унификации всех четырех ушек - выступов вершины, полного соответствия их формы выступам переходника, а также надежности механизма крепления за счет плотного размещения втулки большой площади соприкосновения с вершиной зуба и зафиксированной резьбовым соединением со штифтом. Дополнительным результатом является снижение трудоемкости сборки узла в "полевых" условиях разработки горных пород.The technical result obtained in this case is to increase the strength of the structure by giving trapezoidally rounded shape to the protrusions of the ears and reducing their length, unification of all four ears - protrusions of the apex, full matching of their shape to the protrusions of the adapter, as well as the reliability of the attachment mechanism due to tight placement bushings of a large area of contact with the top of the tooth and a fixed threaded connection with a pin. An additional result is the reduction in the complexity of the assembly node in the "field" conditions for the development of rocks.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. Для лучшего обзора конструктивных элементов детали изображены в изометрии. На фиг. 1 - изометрия вершины зуба, фиг. 2 - переходник, фиг. 3 - штифт, фиг. 4 втулка, фиг. 5 - изометрия в разрезе собранного уза, фиг. 6 - изометрия узла.-+The essence of the utility model is illustrated by drawings. For a better overview of the structural elements, the parts are shown in isometry. In FIG. 1 - isometry of the apex of the tooth, FIG. 2 - adapter, FIG. 3 - pin, FIG. 4 sleeve, FIG. 5 is an isometric sectional view of the assembled bond; FIG. 6 - isometric node .- +

Узел зуба ковша 1 состоит из вершины зуба 2, переходника 3, механизма крепления, включающего втулку 4 и штифт 5. Вершина зуба содержит полость 6, ушки- выступы 7, имеющие в сечении трапецеидально-округлую форму, отверстие 8 под штифт, проходящее через верхнее ушко 7 до полости 6 и выточку 9 под втулку в нижней части выступающего верхнего ушка 3. В переходнике 3, содержащем основной выступ 10, соответствующий форме полости 6, выполнены наружные пазы 11, соответствующие форме ушек-выступов 7 вершины зуба 2. В основном выступе 10 выполнено отверстие 12, соответствующее по диаметру штифту 5. Во втулке 4, имеющей форму выточки 9, имеется специальный выступ 13 для зацепления с корпусом вершины зуба 2, а на внутреннем диаметре выполнена резьба 14. На штифте 5 имеется шляпка в выполненным в ней монтажным пазом 15, а на утолщенной верхней части штифта 5 нанесена резьба 16 для соединения с резьбой втулки 14.The tooth node of the bucket 1 consists of the top of the tooth 2, the adapter 3, the mounting mechanism, including the sleeve 4 and the pin 5. The top of the tooth contains a cavity 6, the ears-protrusions 7 having a trapezoid-rounded shape in cross section, a hole 8 for the pin passing through the upper the eye 7 to the cavity 6 and the recess 9 under the sleeve in the lower part of the protruding upper eye 3. In the adapter 3, containing the main protrusion 10 corresponding to the shape of the cavity 6, external grooves 11 are made corresponding to the shape of the tabs 7 of the top of the tooth 2. In the main protrusion 10 hole 12 is made, respectively the diameter of the pin 5. In the sleeve 4, having the shape of a recess 9, there is a special protrusion 13 for engagement with the body of the top of the tooth 2, and a thread 14 is made on the inner diameter. On the pin 5 there is a hat in the mounting groove 15 made in it, and on the thickened upper part of the pin 5 has a thread 16 applied to connect with the thread of the sleeve 14.

Все соединяемые детали выполнены для сопряжения с минимальными зазорами, отклонения сопрягаемых поверхностей составляют не более 2°. На чертежах не обозначены монтажные проушины вершины зуба 2 и переходника 3, а также монтажные отверстия переходника 3 для установки его на ковше.All parts to be joined are made for pairing with minimal gaps, the deviations of the mating surfaces are not more than 2 °. The drawings do not indicate the mounting eyes of the top of the tooth 2 and adapter 3, as well as the mounting holes of the adapter 3 for mounting it on the bucket.

Собирается узел следующим образом. В специальную выточку 9 под втулку в нижней части выступающего верхнего ушка 3 вершины зуба 2 вкладывается втулка 4, при этом специальный выступ 13 входит в зацепление с корпусом вершины зуба 2. Затем соединяются вершина зуба 2 и переходник 3, при этом основной выступ 10 переходника 3 входит в плотное соединение с полостью 6 вершины зуба 2, а ушки - выступы 7 вершины зуба входят в плотный контакт с наружными пазами 11 переходника 3. Затем в центральное отверстие втулки 4 в резьбу 14 с помощью приспособления, вставленного в монтажный паз 15 ввинчивается натуго штифт 5 с нанесенной на нем резьбой 16. Нижний конец штифта 5 входит в отверстие 12, фиксируя тем самым плотное соединение вершины зуба 2 и переходника 3. Замену вершины зуба 2 производят без демонтажа переходника 3 с кромки ковша.The node is assembled as follows. A sleeve 4 is inserted into a special recess 9 under the sleeve at the bottom of the protruding upper eye 3 of the top of the tooth 2, while the special protrusion 13 is engaged with the body of the top of the tooth 2. Then the top of the tooth 2 and adapter 3 are connected, while the main protrusion 10 of the adapter 3 enters into a tight connection with the cavity 6 of the top of the tooth 2, and the ears - the protrusions 7 of the top of the tooth come into tight contact with the outer grooves 11 of the adapter 3. Then, into the Central hole of the sleeve 4 into the thread 14 is screwed into the mounting groove 15 a tight pin 5 with the thread 16 applied thereon. The lower end of the pin 5 enters the hole 12, thereby fixing the tight connection of the top of the tooth 2 and the adapter 3. The replacement of the top of the tooth 2 is carried out without dismantling the adapter 3 from the edge of the bucket.

Благодаря форме сопрягаемых деталей, максимальной площади их контакта, узел в собранном состоянии представляет собой единое целое тело эллиптического сечения, отдельные детали и их поверхности которого не подвержены локальным напряжениям и прочностным нагрузкам. Выбор соответствующего материала узла зуба, например, стали 5ХНМЛ, дополнительно придает прочность и снижает износ. Детали узла изготавливаются методом литья с минимальной механической доработкой. Замена изнашиваемой вершины зуба в "полевых" условиях с помощью вкладываемой втулки и завинчивающегося штифта занимает считанные минуты.Due to the shape of the mating parts, the maximum area of their contact, the assembly in the assembled state is a single whole body of elliptical cross-section, individual parts and their surfaces of which are not subject to local stresses and strength loads. The selection of the appropriate material for the tooth assembly, for example, 5XNML steel, additionally gives strength and reduces wear. Parts of the assembly are made by casting with minimal mechanical refinement. Replacing the wear tip of the tooth in “field” conditions with the insert sleeve and the screw pin takes a matter of minutes.

Узлы зуба данной конструкции успешно прошли испытания и используются для горных разработок различных типов ковшей тяжелых карьерных экскаваторов.The tooth units of this design have successfully passed tests and are used for mining various types of buckets of heavy mining excavators.

Claims

The tooth assembly of the excavator bucket, including the top of the tooth with a cavity in the rear, an adapter and an attachment mechanism, and two ears protrude next to the cavity inlet, each of which has two outer side surfaces that exceed the width of the inner side surfaces, an adapter with a front end, designed to align with the cavity of the apex, having an opening for a pin and side protrusions for aligning with the ears of the apex, characterized in that the two protruding ears have a small length relative to the housing the tires, the upper and lower parts of the apex are provided with the same two protrusions, while the cross-section of all four protrusions is trapezoidally rounded, the adapter has four external grooves designed for tight alignment with the four protrusions of the vertex, the upper part of the tooth apex is coaxial, when combined, with an adapter hole, a hole for a pin, while in the upper part of the tooth apex a special undercut under the fixing sleeve is made, and the fixing mechanism contains a pin and a fixing sleeve, equipped with a threaded connection.