一种挖掘截齿之齿座的固定装置 本发明涉及一种挖掘截齿，尤其涉及一种在使用过程中将挖掘截齿齿座固定在支座内的固定装置。
用于连续开采和路面刻槽的挖掘截齿组件一般包括截齿，有时称之为切削工具，截齿可旋转地固定于支座内。支座一般通过焊接固定于滚筒或其它机体上，滚筒或其它机体又由合适的动力装置所驱动。当一些支承截齿的支座被固定于滚筒上，并且滚筒被驱动时，截齿咬入要被开采或被除去的矿体或材料上，并使矿体或材料破碎。这种开采或施工机械的操作在本领域内是公知的。
由于支座被露在外面，因此它将受到磨损和误用，而且当其不能使用时，必须通过截割或用喷枪烧掉而将其从滚筒上取下并更换。为延长支座的寿命，有时采用齿座，齿座又被称为切削工具套、齿套。截齿可旋转地或以其它可拆卸的方式固定于齿座内，而齿座又通过一些机械连接固定于支座内。这有助于防止支座的误用和磨损，从而尽可能地减少或消除滚筒维修所需的停顿时间。这种齿座的应用在本领域内是公知的。例如，授权给D’Angelo的美国专利5,067,775公开了这种齿座的应用，在该专利中齿座被称为齿套。
在开采或其它操作过程中，截齿及齿座要受到相当大的应力，这是公知的。因此，为尽可能地延长截齿的寿命，就需要以尽可能减少截齿齿座移动的方式将截齿齿座固定于支座上。齿座与支座之间的固定要能够防止由振动而产生的松动，这很重要，否则将会导致截齿的过早磨损和失效。在过去，为了尽可能地减少齿座的移动或松动，延长截齿地寿命，人们已经提出或使用了不同的方法将截齿齿座固定于支座内。
例如，授权给Krekeler的美国专利3,749,449公开了一种支座，这种支座具有两个直立的部件或分支，在两个分支之间形成一个沟槽，齿座装配在该沟槽内。一销穿过支座和齿座，并可拆卸地将齿座固定到支座上。Krekeler的专利依赖于齿座底面和支座顶面在沟槽底部的接合，以克服使齿座绕销转动的力。换言之，Krekeler的美国专利依靠精密配合来尽可能减少使用过程中截齿与齿座绕销的转动。否则，齿座在支座内的移动将会对截齿、齿座及支座产生无益的磨损。
另外，授权给Wechner的美国专利4,650,254公开了由两个螺栓将齿座连接到支座上的应用。这两个螺栓水平穿过支座的后表面和齿座的座体部分。这种连接将会受到由振动产生的松动。
本发明的一个目的是提供一种改进的挖掘截齿之齿座的固定装置，该固定装置可以尽可能减少或消除齿座在支座内的任何移动或松动的方式将齿座可靠地固定于支座内。
为实现本发明的上述目的及其它目的和特征，提供一种改进的挖掘截齿之齿座的固定装置。该改进的挖掘截齿之齿座的固定装置包括一截齿的齿座，该齿座具有一凸缘凹槽和一齿座接合表面。该装置还包括一支座，支座设置有一齿座孔，齿座插入该孔内；一支座销孔与齿座孔相交，支座销孔形成一个支座接合表面，该表面相对齿座孔向下倾斜。该装置还包括一具有销轴的销，该销轴具有一销缘，该销缘与凸缘凹槽接合，以限制销轴的横向移动。该销与支座接合表面及齿座接合表面相接合，从而可使销移动，以将齿座引入齿座孔中。
在一最佳实施例中，支座上设置有一支座销孔，该销孔形成了支座的接合表面并向下倾斜。截齿齿座的接合表面是一个横向的销孔。销穿过齿座的横向销孔并与之接合。该销具有一销轴、一第一锁紧件和第二锁紧件，第一和第二锁紧件各具有一个支座接合部分，该部分与支座的销孔活动连接。销轴还具有一销缘，该销缘与凸缘凹槽接合，以限制销轴在横向销孔内的平移。至少第一和第二锁紧件之一可相对二者中的另一个沿销轴移动，从而使第一和第二锁紧件的支座接合部分沿支座的销孔移动，并使齿座引入齿座孔中。
在另一最佳实施例中，销轴具有一螺纹部分，而且第一和第二锁紧件设置有带螺纹的锁紧孔，从而使第一和第二锁紧件之一通过螺纹与销轴啮合，并可相对第一和第二锁紧件中的另一个移动。另外，第一锁紧件可设置有第一直的柱状部分及第一倾斜的柱状部分，而第二锁紧件可设置有一第二直的柱状部分及第二倾斜的柱状部分，从而使第一和第二直的柱状部分与齿座的横向销孔接合，而且第一和第二倾斜的柱状部分形成支座的接合部分，并与支座的销孔接合。
在又一最佳实施例中，齿座设置有一齿座槽，该槽与横向销孔相交，从而可通过相对第一锁紧件移动第二锁紧件将齿座从支座的齿座孔中取下，从而使第一和第二锁紧件不会与横向销孔咬合，而且当第一和第二锁紧件仍然活动接合在支座的销孔内时，齿座可从齿座孔内取出。
在可应用于所有上述实施例的再一最佳实施例中，齿座设置有一齿座台肩，而支座在邻近齿座孔处设置有一支承台肩区域。当齿座被引入齿座孔中时，如上所述，齿座台肩将抵靠在支承台肩区域内。
在可应用于所有上述实施例的另一最佳实施例中，销轴具有一销轴轴线和销轴直径，而且销缘为一个环绕销轴轴线的柱状部分，该柱状部分的直径大于销轴的直径。在可应用于所有上述实施例的又一最佳实施例中，凸缘凹槽是一个与横向销孔相交的销缘孔。
本发明还包括一改进的齿座，这种齿座与支座和销一起使用，所述的支座具有一齿座孔和一向下倾斜的支座销孔，齿座可插入齿座孔；所述的销具有一销轴、一第一锁紧件和一第二锁紧件，第二锁紧件可相对第一锁紧件沿销轴移动，该销轴具有一销缘、可与支座销孔活动接合的第一和第二锁紧件。这种改进的齿座包括外部磨损区域和座体部分，座体部分具有一横向的销孔，当座体部分插入齿座孔内时，横向销孔基本与支座销孔对直，从而使该销可在支座的销孔之间穿过横向销孔移动。该横向销孔形成一凸缘凹槽，该凹槽与销缘接合，以限制销轴在横向销孔内的平移。第一和第二锁紧件与支座销孔及横向销孔接合，从而使第二锁紧件相对第一锁紧件的移动可将座体部分引入支座的齿座孔内。
在一最佳实施例中，齿座的座体部分设置有一齿座槽，从而可通过第二锁紧件相对第一锁紧件的移动将座体部分从齿座孔内取出，以使第一和第二锁紧件不再与横向销孔咬合，并可将座体从齿座孔内抽出，从而使第一和第二锁紧件仍与支座的销孔接合。
在另一最佳实施例中，凸缘凹槽为一个与横向销孔相交的销缘槽。销缘孔最好与横向销孔垂直相交。
本发明还包括一个与支座和齿座一起使用的销，所述的齿座具有一横向销孔，该销孔形成一凸缘凹槽，所述的支座具有一齿座孔和一个支座销孔，齿座插入该孔内，所述的支座孔向下朝横向销孔倾斜并与横向销孔相交。这种改进的销包括一销轴，该销轴包括第一螺距的螺纹部分、一销缘及第二螺距的螺纹部分；第一锁紧件包括第一直的柱状部分、第一倾斜柱状部分，及第一螺纹锁紧孔；第二锁紧件包括第二直的柱状部分、第二倾斜柱状部分和第二螺纹锁紧孔。第一螺纹锁紧孔通过螺纹与销轴的第一螺距的螺纹部分及销轴的第二螺距的螺纹部分相啮合，从而使第一和第二直的柱状部分与横向销孔接合，销缘可与凸缘凹槽接合，以限制销轴在横向销孔内的平移，而且第一和第二直的柱状部分与支座的销孔接合，从而转动销轴就可使第一锁紧件相对第二锁紧件移动并将齿座引入支座的齿座孔内。
在另一最佳实施例中，第一和第二倾斜柱状部分设置有配合沟槽。在又一最佳实施例中，销轴具有一销轴轴线和一销轴直径，销缘是绕销轴轴线的柱状部分，该柱状部分的直径大于销轴的直径。
本发明的优点有很多。例如，通过设置向下倾斜的支座销孔，使得齿座与齿座孔处于一种非常紧密的接合状态。如果座体部分或齿座孔之一为锥形或者二者都为锥形，那么这种紧密配合将会更加牢固，从而当各个部件通过销轴接合在一起时，截齿的座体部分就会楔入齿座孔内。如果齿座设置有一齿座台肩，当齿座引入齿座孔内时，该台肩抵靠在支承台肩区域内，那么将会增加这种装配的可靠性。
本发明的另一优点在于：支座的齿座孔可具有完全围绕齿座并为齿座提供多方向支承的结构。
本发明的又一优点在于：当齿座被磨损时，可通过简单地松动销就可容易地将其取下和更换。
此外，由于在使用过程中，销缘存在于齿座的凸缘凹槽内，因此限制了销轴的平移。从而，可减少或防止第一和第二锁紧件的咬合，并且在松动过程中，保持锁紧件距销的中心基本等距离，以有助于确保齿座易于取下。
参照附图，通过以下的说明将会清楚本发明的其它目的和优点，其中附图清楚示出了本发明的最佳实施例。
虽然说明了本发明的不同实施例，但示出的具体实施例并非用来限制权利要求。可以预料在不脱离本发明的范围内，可对本发明作出不同的变化和修改。
图1为支座、齿座和截齿的侧视图，该图示出了本发明的一个实施例；
图2为沿图1中由直线2-2表示的剖面作出的剖视图，该图的左半部分示出了处于未被固定的状态下的本发明，右半部分示出了处于紧固状态下的本发明；
图3为截齿齿座之座体部分的侧视图，该图示出了齿座槽；
图4为截齿齿座之座体部分的侧视图，该图示出了销槽；
图5为螺纹销的侧视图；
图6为第一锁紧件的侧视图；
图7为第二锁紧件的侧视图。
齿座固定装置100的一个实施例如图1和2所示。这种齿座固定装置100包括一支座102和一齿座108，其中支座102包括一齿座孔104和支座销孔106，齿座108包括一座体部分110，该座体部分通过销112与支座102相配合。在图示的实施例中，截齿114可旋转并且可拆卸地固定在齿座108内。但本发明的范围还覆盖截齿被不可旋转地固定在齿座内的齿座固定装置。
在使用过程中，这种支座102可根据任意所需的型式沿滚筒或其它机体的周边和长度方向分布，并可通过焊接固定于滚筒或其它机体的周边和长度方向上。滚筒或其它机体可被任意现有的合适动力装置所驱动，以使截齿114咬入其所作用的材料并将其破碎。这种应用在本领域内是公知的，因此在本文中不作更多的说明。
截齿114一般具有一加长的齿身。截齿114的截割端120通常包括一硬质的截割镶嵌物122，该镶嵌物122固定于锥形的外部区域124上。硬质截割镶嵌物122可由硬质碳化钨或其它合适的材料制成。该硬质截割镶嵌物122一般固定于锥形外部区域124的端部，截割镶嵌物122可通过钎焊或其它合适的方式固定于外部区域124的端部位置上。截齿114还包括一齿身126，齿身126紧邻锥形外部区域124的台肩128。由于这种截齿在本领域内是公知的，因此不必在本文中作更详细的说明。
齿座可具有不同的结构。在本实施例中示出的齿座108具有一外部磨损区域130和座体部分110，二者在齿座的台肩132处相连接。齿座108上形成一截齿孔134，截齿114可旋转地或以其它方式固定于该截齿孔134中。这种旋转和非旋转的固定在本领域内是公知的，在此不再赘述。
由于齿座108的座体部分110可具有不同的构造，因此如本实施例所示的座体110沿中心轴“A”呈锥形。座体部分110可由硬质材料制成，或者如图所示，座体部分110可设置有一空腔，例如垂直孔136。座体部分110还设置有齿座接合凹槽，在本实施例中座体部分包括一横向的销孔138。本实施例中的横向销孔138为柱状的，并且沿中心轴“B”对中，该中心轴“B”最好与座体部分110的中心轴“A”相交。齿座接合凹槽设置有一齿座接合表面140，在本实施例中示出的接合表面为由横向销孔138所限定的表面，具体地说，是锁紧齿座108时的下表面和拆卸齿座108时的上表面。
如图3所示，齿座的座体部分110限定一齿座槽142，该槽由垂直槽的两个侧面144限定而成，这两个侧面与横向销孔138相交。如图2和3所示，在横向销孔138的两端上，齿座的座体部分110还限定锁紧凹槽146，该凹槽146具有两个垂直凹入的壁148。如图4所示，齿座的座体110还限定一销缘凹槽，在本实施例中是一个销缘槽150。本实施例中的销缘槽150是由两个垂直的狭槽侧面152形成的，并且与横向销孔138垂直相交。在本实施例中，两个垂直的狭槽侧面152在齿座之座体部分110的下端开有倒角153。
支座102一般设置有一齿座孔104，该孔被支承台肩区域160所包围。在本最佳实施例中，齿座孔104是锥形的，从而与齿座108之座体部分110的锥度相匹配。已经发现：最大的总锥角最好为约16°。
支座102还设置有一侧面162和底面164，底面164可通过焊接或其它合适的方法固定于滚筒或其它机体(未示出)上。
齿座孔104及齿座108、截齿114一般沿截齿114的行进方向设置，其行进方向在图1中由方向“C”表示。
如图1和2所示，支座102的齿座孔104可被支承台肩区域160部分环绕，但更典型的是被支承台肩区域160完全包围。本实施例的齿座孔104具有一齿座孔中心轴“A’”，当各个部件装配在一起时，如图所示，该中心轴与齿座108之座体部分110的中心轴“A”重合。
此外，支座102设置有支座销孔106，该销孔为柱状，并沿支座销孔的轴线“D”对中。如图2所示，支座销孔的轴线“D”与横向销孔138的轴线“B”以角度“E”相交。
支座销孔106具有支座接合表面164，在本实施例中，该接合表面由支座销孔106限定而成，具体地说，锁紧齿座108时由上表面构成，放松齿座108时由下表面构成。如图8所示，支座接合表面164及在本实施例中具有轴线“D”的支座销孔106相对齿座孔104向下倾斜。
如图1和2所示，支座销孔106还沿销孔106的下表面限定销孔沟槽166。本实施例中的销孔沟槽166为半圆柱形的。具有圆柱形构造的接合销170放置在销孔沟槽166内。接合销170可压入装配在销孔沟槽166内，在这种情况下，销孔沟槽166可具有一略大于半圆的横截面，或者通过任何合适的固定方法将其定位，例如通过平头焊接或环氧树脂粘接。接合销170可由任意合适的材料制成，例如52100号钢。
如图2、5、6和7所示，销112包括一销轴180，该销轴具有一销轴直径；和沿中心轴“B”装配的第一锁紧件182及第二锁紧件184。本实施例中的销轴180具有第一螺距的螺纹部分186、无螺纹部分188和第二螺距的螺纹部分192，无螺纹的部分188包括一销缘190，销缘190具有销缘侧面191。销缘190在本实施例中是必需的，而销轴可以不必设置无螺纹部分。只要它具有大于销轴180的直径并可装配在座体110之销缘狭槽150中，那么销缘190可以是任何适当的结构。在图示的实施例中，销缘190是一个绕销轴轴线“B”的圆柱形部分193，而且该圆柱形部分193的直径大于销轴的直径。另外，在图示的实施例中，销缘侧面191之间的尺寸可小于垂直槽侧面152之间的尺寸，从而使销轴180可在固定装置内转动，如下所述。
第一螺距的螺纹部分186为一左旋螺纹部分，而第二螺距的螺纹部分192为一右螺纹部分，但也可不必如此。虽然螺纹可被以任何适当的方式制成，但第一和第二螺纹的螺纹部分186和192可被冷轧制成。销轴180还设置有一接合结构194，在图示的本实施例中，接合结构194构成了沿销轴180之轴线对中的六角形凹槽。
如图6所示，第一锁紧件182具有一沿轴线“B”对齐的直的柱状部分196，其外端有一倒角198，该倒角最好相对轴线“B”成45°角。在锁紧台肩200处紧邻直的柱状部分196的是一倾斜的柱状部分202，该部分202具有一中心轴，其中心轴相对轴线“B”成角度“E”。
第一锁紧件182还限定一螺纹锁紧孔204，在图示的实施例中，该锁紧孔构成左旋螺纹孔，以与销轴180之第一螺距的螺纹部分186通过螺纹啮合。
第一锁紧件182还沿倾斜柱状部分202的下表面限定一接合槽206。在本实施例中，接合槽206具有一半圆柱形的结构，从而与接合销170相配合，在下文中将对此作具体说明。
销112具有一销的接合表面210。在图示的实施例中，销的接合表面210具有一齿座接合部分212及一支座的接合部分214。在该实施例中，齿座接合部分212为外表面，具体地说，就是直的柱状部分196锁紧时的下表面和放松时的上表面。支座接合表面214为一外表面，具体地说，就是倾斜的柱状部分202锁紧时的上表面和放松时的下表面。
如图7所示，第二锁紧件184是第一锁紧件182的镜像复制。与第一锁紧件182类似，第二锁紧件184具有一直的柱状部分196’、倒角198’、锁紧台肩200’、倾斜的柱状部分202’及螺纹锁紧孔204’，在该实施例中示出的螺纹锁紧孔204’是右旋螺纹孔，以与销轴180的第二螺距的螺纹部分192通过螺纹啮合。与第一锁紧件182相类似，第二锁紧件184还设置有一销的接合表面210’，其包括一齿座接合部分212’和一支座接合部分214’。与第一锁紧件182相类似，第二锁紧件184的倾斜柱状部分202’具有轴线“D”，该轴线与倾斜柱状部分196’的中心轴“B”成角度“E”设置。
与螺纹轴180类似，第一锁紧件182具有一左旋的螺纹锁紧孔204，而第二锁紧件184具有一右旋的螺纹锁紧孔204’，但也可不这样设置。
为使用如图1-7所示的本发明之实施例，第一或第二锁紧件182或184分别通过螺纹局部拧在销轴180的第一或第二螺距的螺纹部分186或192上。销轴180与第一或第二锁紧件182或184中的一个一起插入支座销孔106内，从而使第一和第二锁紧件182或184的接合沟槽206或206’大体与支座销孔106之一的接合销170对准。
第二或第一锁紧件184或182中的另一个则通过螺纹拧在销轴180之第二或第一螺距的螺纹部分192或186中的另一个上，直到第二或第一锁紧件184或182的接合沟槽与另一支座销孔106的接合销170大体对准。
接着，就可用一个合适的工具与销轴180的接合结构194接合，并恰当地转动销轴180，从而使第一和第二锁紧件182和184相互靠近。同时，第一和第二锁紧件182和184必须保持在合适的位置上，直到接合沟槽206和206’与接合销170接合。如图2的左半部分所示，销轴180可被旋转，直到第一和第二锁紧件182和184的倾斜柱状部分202和202’部分定位于支座销孔106内。
接下来，齿座108的座体部分110就可插入支座102的齿座孔104内，从而使销轴180通过齿座狭槽142滑入齿座座体110的横向销孔138内，并使销缘190滑入销缘槽150。
此时，如图2的左半部分所示，齿座108的座体部分110将会松动地装配在支座102的齿座孔104内。另外，此时销缘190也将会定位于销缘槽150内，从而就可通过销缘190与销缘槽150之间的尺寸公差而使平移，例如销112沿轴线“B”的侧向移动得以限制。
可再次使用适当的工具与销轴180的接合结构194接合，并恰当地旋转销轴180，从而使第一和第二锁紧件182和184相互靠近。当第一和第二锁紧件182和184相互靠近时，锁紧件182和184的直的柱状部分196和196’将通过锁紧件端部的倒角被迫进入横向销孔138。同时，销轴180的旋转将会使倾斜柱状部分202和202’的销接合表面210、210’之支座接合部分214和214’沿支座销孔106移动并与其接合，从而使锁紧件沿方向“F”移动，如图2所示。销缘槽150内的销缘190将会限制平移，例如销112沿轴线“B”的侧向移动，从而使销112相对轴线“A”保持同轴的关系，并减少或防止了第一和第二锁紧件182和184咬合在支座销孔106和横向销孔138内。
同时，锁紧件182和184的销接合表面210、210’的齿座接合部分212和212’将会与齿座座体110的横向销孔138之齿座接合表面140接合，从而沿方向“G”将齿座108的齿座座体部分110以紧密配合的形式强制楔入支座102的齿座孔104内，如图2所示，直到齿座台肩132抵靠在支承台肩区域160内，如图2的右半部分所示。接着，锁紧台肩200将会突出进入齿座座体110的锁紧凹槽146，如图2的右半部分所示。
当齿座座体110的横向销孔138的直径为1.000”至1.001”，齿座槽142的两个垂直的凹槽壁324之间的距离为0.627”至0.630”，销缘槽150的两个垂直槽的侧面152之间的尺寸为0.250”至0.255”，以介于5°±10’和8°±10’之间的角度“E”定位的支座销孔106其直径为1.124”至1.125”，锁紧件182、184之直的柱状部分196和196’其直径为0.998”至0.999”，锁紧件之倾斜的柱状部分202和202’其直径为1.122”至1.123”并以介于5°±10’和8°±10’之间的角度定位，以与支座销孔106相匹配，螺纹锁紧孔204和204’形成一37/64”的通孔，并根据需要在该通孔内攻出5/8”的24个左旋或右旋螺纹，销缘190在两个销缘侧面191之间的尺寸为0.240”至0.245”，销轴180之不带螺纹的部分188其直径为0.54”，第一和第二螺距的螺纹部分186和192根据需要可为5/8”-24的左旋或右旋螺纹时，在图1-7中所示的齿座固定装置100应当起到良好的作用。所有这些部件都可由任何适合牌号的钢材制成，例如洛氏硬度为38-43的4140号钢。
由Nylok Fastener公司生产的Nylok或其它合适的材料或粘合剂都可被用于防止销轴180在使用过程中的转动，并且可以防止第一和第二锁紧件182和184的松动。
当需要更换齿座108时，可简单地通过接合结构194沿相反的方向转动销轴180，直到齿座的座体110可通过齿座槽142从齿座孔104和销轴180上取下。如图2的左半部分所示，为将齿座108拆卸下来，第一和第二锁紧件182和184不必从销轴180上拆下，而且接合沟槽206和206’也不必从接合销170上脱开。
本实施例的优点在于：横向销孔138的柱状表面和锁紧件182和184之直的柱状部分196和196’的配合，以及支座销孔106的柱状表面与锁紧件对应的倾斜柱状部分202和202’的配合将在接合表面之间形成较好的接触关系，从而降低接触应力。此外，由于在使用过程中销缘190定位于凸缘凹槽、销缘槽150内，因此限制了平移，例如销轴180沿轴线“B”的侧向移动。从而，减少或防止前述的第一和第二锁紧件182和184在支座销孔106内的干涉，而且在固定装置100松动的过程中，锁紧件182和184保持与轴线“A”等距，以确保容易地拆卸齿座108。
此外，由于当齿座固定装置100被紧固时，销轴180沿方向“G”移动，因此就形成了锁紧作用，从而固定该装置，并可防止不需要的松动。类似地，在拆卸(解锁)过程中，销沿“G”的反方向向前平移，对齿座108形成一个“撞击”动作，以利于拆卸。本发明的另一优点在于：齿座座体110内的齿座槽142允许齿座108在不将任何销或螺纹从支座102上拆下的情况下被更换。
本文中引用的所有专利和专利申请整体作为参考被引入。
本发明的具体实施例已经被图示和说明，对于本领域的技术人员而言，可在不脱离本发明的范围内对其作出各种变化和修改。下文的权利要求书将覆盖所有落入本发明范围内的修改和等同替换。