采矿机、用于采矿机的框架的导轨及切割工具的制作方法

采矿机、用于采矿机的框架的导轨及切割工具
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2019年12月12日提交的美国临时申请62/947,109的优先权，其全部内容通过引用并入本技术。
技术领域
3.本技术涉及一种采矿机，并且更具体地，涉及一种利用具有带凸耳的履带板的辊轨或履带的采矿铲，本技术还涉及用于采矿机的框架的导轨及切割工具。


背景技术：

4.使用采矿铲时，采矿铲的重量和从一个位置到另一个位置的移动会逐渐压缩(例如，压碎)以及磨损辊轨或履带的板。随着辊轨的压缩和磨损，在履带板的驱动凸耳与采矿机的框架之间的间隙会变小。随着时间的流逝，驱动凸耳将开始无意地接触并干扰框架和/ 或下部辊毂(roller hub)，从而限制使用寿命和/或需要耗时的维护。
5.为了防止或阻止驱动凸耳过早地接触框架和/或下部辊毂，驱动凸耳会被修整，以便在驱动凸耳和框架之间再次出现空间。对驱动凸耳进行修整是一个很耗时的过程，并且在铲无法进行工作时会给采矿铲工作带来过多的停机时间。


技术实现要素：

6.根据一种构造，采矿机包括具有导轨的框架，所述导轨具有中心部分。采矿机还包括履带板，所述履带板具有限定辊道的凹陷区域，所述履带板还具有驱动凸耳，其中所述导轨的中心部分被配置成设置在所述凹陷区域内。所述采矿机还包括切割工具，所述切割工具连接至所述框架并且被布置，从而使所述切割工具被配置为当所述驱动凸耳经过所述切割工具时从所述驱动凸耳磨蚀性地去除材料。
7.根据一种构造，用于所述采矿机的框架的导轨包括中心部分、从所述中心部分延伸的侧部以及连接至所述侧部的切割工具。所述切割工具被配置为在履带板沿所述导轨移动时从所述履带板的驱动凸耳磨蚀性地去除材料。
8.根据一种构造，切割工具被配置为连接至采矿机的框架。所述切割工具包括表面，其被配置为当履带板沿着框架移动时磨蚀性地从所述履带板的驱动凸耳去除材料。
9.通过参考具体实施方式和附图，其他构造和各种构造的各个方面将变得显而易见。
附图说明
10.图1是采矿机的透视图。
11.图2是图1的采矿机的履带板的透视图。
12.图3是图2的履带板的正视图，示出了处于第一位置和第二位置的履带板。
13.图4是容纳在图2的履带板的凹陷区域内的导轨的透视图。
14.图5是根据一种结构的图4的导轨的放大图。
15.图6是图4的导轨的切割工具的透视图。
16.图7a是在第一位置的图4的导轨和履带板的侧视图。
17.图7b是图7a的导轨和履带板的放大图。
18.图8a是在第二位置的图4的导轨和履带板的侧视图。
19.图8b是图8a的导轨和履带板的放大图。
20.图9a是在第三位置的图4的导轨和履带板的侧视图。
21.图9b是图9a的导轨和履带板的放大图。
22.图10是根据另一种构造的导轨的局部视图，其具有整体形成的切割工具，该切割工具具有带斜角引线的影线切割面。
23.图11是根据另一种构造的导轨的局部视图，其具有机械附接的切割工具，该切割工具具有带斜角引线的槽纹切割面。
24.图12是根据另一种构造的导轨的局部视图，其具有机械附接的切割工具，该切割工具具有带倒角引线的滚花切割面以及导向剪切导板(piloted shear ledge)。
25.图13
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16示出了位于框架除导轨之外的一个或多个区域上的切割工具的另外的结构。
26.在详细解释任何构造之前，应理解，这些构造在其应用中不限于在以下描述中阐述或在以下附图中示出的构造细节和部件的布置。其他构造也是可能的，并且所描述和示出的构造能够以各种方式实践或执行。
具体实施方式
27.图1示出了采矿机10，其包括推动采矿机10的原动机(未示出)。采矿机10的框架 14由第一履带18和第二履带22支撑。履带板26连接在一起，以形成第一履带18和第二履带22。
28.参见图2和图4，每个履带板26包括第一侧面或内侧面30(图2)和第二侧面或外侧面34(图4)。在所示的构造中，当采矿机10推进时，内侧面30面向采矿机10的框架 14，外侧面34背离框架14并接触地面。外侧面34包括基本平坦的表面，从而允许采矿机10平坦地在地面移动。内侧面30包括凹陷区域或履带板辊道(roller path)38。
29.继续参见图2，履带板辊道38在履带板26的内侧面30的整个宽度上延伸。履带板辊道38包括两个壁或侧表面46(仅示出了一个)和下表面50。在所示的构造中，侧表面46 基本上彼此平行，并且垂直于履带板26的内侧面30，尽管其他构造可以包括与所示布置不同的侧表面和下表面。在所示的构造中，下表面50在侧表面46之间是弯曲的。下表面 50还沿着履带板26的宽度弯曲(例如，在与侧表面46之间的方向正交的方向上)。
30.履带板26还包括驱动凸耳54。驱动凸耳54位于履带板辊道38的任一侧上。在所示的构造中，侧表面46分别形成每个驱动凸耳54的表面。驱动凸耳54的上表面58是基本平坦的(例如，基本平行于内侧面30)。驱动凸耳54可以由多种材料中的任何材料制成。在某些结构中，驱动凸耳54至少部分的由锰或锰钢制成。在一些构造中，驱动凸耳54至少部分的由哈德菲尔德锰钢(hadfield manganese steel，也称为奥氏体锰钢)制成。驱动凸耳54可包括例如0.8％至1.25％的碳和11％至15％的锰。其他构造可以包括不同量或不同范围的碳和
锰。在一些构造中，驱动凸耳54由除碳和/或锰以外的材料制成。
31.随着时间的流逝，采矿机10(图1)在履带板26上的重量会侵蚀履带板辊道38(例如，压扁)。例如，参照图3，辊道和驱动凸耳的原始轮廓以虚线示出。如图3所示，履带板辊道38随着其承受采矿机10的重量而变深和变宽(由磨损后的履带板辊道38a表示)。另外，驱动凸耳54由于变形过程而自然地垂直变长(由机器使用后具有上表面58a的驱动凸耳54a表示)。履带板26的总位移等于履带板辊道38侵蚀的量加上驱动凸耳54变长的量。需要修整驱动凸耳54并减小其长度，以使驱动凸耳54不接触并且不损坏框架14和下部的辊毂(未示出)。
32.参照图4，导轨62被容纳在履带板26的履带板辊道38内。导轨62是框架14(图1) 的一部分，并且当原动机推进采矿机10时，导轨62移动通过连续的履带板26的履带板辊道38。导轨62包括中心部分66和两个侧部(例如，翼)。中心部分66沿其长度和宽度均以与履带板辊道38互补的方式弯曲(即，中心部分66是凸起的，并且具有与凹陷的履带板辊道38相同的曲率半径)。在所示的构造中，中心部分66是硬面的或被涂覆的，以在导轨62的中心部分66和履带板辊道38之间实现目标可预测的摩擦和磨损。
33.侧部从中心部分66的侧面沿与中心部分66延伸的方向大致正交的方向延伸。每个翼 70都包括切割工具74。切割工具74被布置，从而在中心部分66被接纳在履带板辊道38 内时，切割工具74可以与驱动凸耳54对准。在所示的构造中，切割工具74通常与翼70 的表面齐平。在一些构造中，切割工具74与翼70一起形成；在其他构造中，切割工具74 连接到翼70(例如，通过紧固件)。如图5所示，在一些构造中，翼70包括部分76，部分76在一个平行于中心部分66方向的方向上成一定角度。在驱动凸耳54穿过翼70到达切割工具74时，成角度的部分76可以为驱动凸耳54提供更好的引导角。弯曲或倒圆的引导也可以得到相同的效果。
34.在某些构造中，切割工具74(或多个工具74)不连接至侧部。例如，切割工具74替代性的在某个位置连接至导轨62的中心部分66，该位置仍然使切割工具74能够接触并磨削驱动凸耳54。在其他结构中，切割工具74根本不连接至导轨62。相反，切割工具74 在一个位置连接至框架14的另一区域(例如，与导轨62相邻的区域)，该位置仍使切割工具74接触并磨削驱动凸耳54。
35.在一些构造中，切割工具74通过紧固件(例如，螺栓或其他结构)或通过另一个机械结构可释放地连接到框架14(例如，连接到导轨62或框架14的另一个区域)。在一些构造中，框架14可以包括一个或多个剪切台(shear ledge)，以帮助切割工具74连接或对准至框架14，和/或为切割工具74提供支撑。总的来说，可以预期，在采矿机10的履带的运行寿命期间，根据采矿机10下部工件中不同部件的相对状况(例如，导轨62、辊、惰轮或履带板26)，可以在多个点去除、替代和/或添加切割工具74。可释放地连接工具 74有助于这种类型的维护。
36.在某些构造中，切割工具74永久性地连接到框架14(例如，连接到导轨62或框架 14的另一个区域)。例如，切割工具74可以直接焊接或熔合到框架14上。在其他结构中，切割工具74与框架14一体地形成为单件(例如，在制造过程中铸造)。
37.切割工具74可以包括多种材料中的任何材料。例如，在一些构造中，切割工具74至少部分地由工具钢制成。在一些实施例中，切割工具74至少部分地由标准低合金钢制成，以
将锰(或其他材料)从驱动凸耳54上切下。在一些构造中，切割工具74的材料与导轨 62本身和/或框架14的另一部分的材料相似或一样。在一些结构中，切割工具74至少部分地由碳化合金(carbide)或工业陶瓷切割工具制成。替代地，切割工具74可以例如由高度耐用的研磨材料(例如氧化铝或氮化硼)制成，该研磨材料能够从驱动凸耳54上磨削去除锰(或其他材料)。在一些构造中，并且如上所述，切割工具74被直接应用到导轨 62的完成的翼70上(例如，与翼70一体形成为单件)。在其他构造中，切割工具74是独立的，并且机械地附接到导轨62。在一些构造中，例如，切割工具74的材料可以通过以下方式制成：等离子转移弧(pta)、激光熔覆(laser cladding)、高速氧燃料(hvof) 喷涂、电镀、mig焊接(采用传统mig焊接技术进行硬面处理)、烧结和热压、选择性熔化处理(通过电子束)、基材中的研磨颗粒悬浮物(即，在铸件或树脂/玻璃纤维体中悬浮的研磨颗粒，很像砂轮)或通过钎焊进行磨料附着等。
38.如图6所示，在所示的构造中，切割工具74具有大体矩形的形状，并且在外表面上包括影线图案(hatch pattern)78。影线图案78包括通道，通道有助于引导碎屑(例如，切下的锰)从切割工具74离开，从而使得切割工具74保持基本清洁(即，外表面没有碎屑，使得切割工具74可以继续切削驱动凸耳54)。影线图案78的通道还在切割工具74 的外表面上产生边缘。边缘提供了附加的切割表面并有助于去除更多的材料。在其他构造中，切割工具74具有与所示形状和尺寸不同的其他形状和尺寸，以及具有其他的影线图案78。在一些构造中，切割工具74不包括影线图案78。
39.在所示的构造中，在翼70(图4)和切割工具74之间的导轨62(图4)上安装有背板82和背衬86。背板82由钢制成并直接接触翼70，虽然其他构造包括不同的材料。背板82可具有剪切台，以便为剪切力提供支撑。在所示的构造中，背衬86由尿烷制成，并且被夹在切割工具74和背板82之间。背衬86用于偏置或弹簧加载切割工具74(例如，背离背板82)。在过度过载的情况下，弹簧加载切割工具74可以通过允许切割工具74偏置而防止切割工具74的外表面上过载。其他构造不包括背板82和/或背衬86。
40.如图4和7b所示，在一些构造中，当采矿机10的履带板26是新的并且处于第一或未剥蚀位置时，在驱动凸耳54和侧部之间存在间隙90。切割工具74与驱动凸耳54之间的接触压力几乎为零或就是零。随着采矿机10的移动，履带板辊道38与导轨62的中心部分66之间仅存在接触。
41.如图8a
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9b所示，较深的履带板辊道38a减小了侧部与驱动凸耳54之间的间隙。随着采矿机10的移动，接触在导轨62和履带板辊道38a之间与驱动凸耳54和切割工具74 之间共享。在驱动凸耳54和切割工具74之间还存在高的接触压力。
42.履带板辊道38在采矿机10的使用过程中被剥蚀，并且驱动凸耳54逐渐增长(例如，剥蚀的过程可能需要几千小时)。随着间隙90减小，驱动凸耳54逐渐与切割工具74接触。每当驱动凸耳54经过切割工具74时，就会从驱动凸耳54上清除少量的、受控的材料(例如，通过摩擦)。从驱动凸耳54修剪的材料量取决于履带板辊道38剥蚀的量(例如，履带板辊道38越是被剥蚀，则越多的材料被去除)。当驱动凸耳54的材料被磨削时，驱动凸耳54与切割工具74之间的接触压力减小，间隙90可能会重新出现。
43.切割工具74允许修整驱动凸耳54而不用维护。当采矿机10移动时，材料被连续地从驱动凸耳54上修剪掉，使得驱动凸耳54不会长到过度的长度。不需要为了手动地修整驱
动凸耳54而使轨道18、22分开。这可以节省维护成本，并且允许采矿机10持续运行而无需为了维修驱动凸耳54而停机。
44.图10
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16示出了可以连接至框架14(例如，联接至框架14的导轨或其他部件)的切割工具的其他示例性构造。与上述的切割工具74相同，图10
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16中的切割工具也磨削驱动凸耳54，并且可以具有与以上针对导轨62和切割工具74所述的特征和优点中的至少一些相同的特征和优点。
45.图10示出了用于框架14的导轨162。导轨162具有一体形成的切割工具170，该切割工具170具有影线切割面172和成角度的引导线。如图10所示，切割工具170与导轨 162一体地形成为单件(例如，在制造过程中铸造)。导轨162包括中心部分166和至少一个侧部168。切割工具170被形成为侧部168的一部分，尽管如上文在其他构造中所述的，切割工具170也可以替代性地形成为导轨162或框架14的不同区域的一部分或以其他方式连接至导轨162或框架14的不同区域。在一些构造中，在中心部分166的相对侧上设置有两个侧部168，每个侧部168具有其自己的切割工具170。在所示的构造中，中心部分166沿着纵向方向180延伸。切割工具170的切割面172大体上是平坦的，并且每个切割面172相对于纵向方向180以40
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50度之间的角度延伸。其他构造包括用于切割面 172的不同角度或角度范围，以及与切割工具170和切割面172所展示的形状不同的形状。在一些构造中，在切割工具170上仅提供了单个切割面172，或者提供了两个以上的面172。
46.图11是用于框架14的导轨262的局部视图。导轨262具有机械附接的切割工具270，切割工具270具有槽纹切割面272和成角度的引导线。如图11所示，切割工具270是独立的部件，其通过一个或多个螺栓278或其他紧固件机械且可释放地连接至导轨262。在某些构造中，切割工具270由与导轨262不同的材料制成。如图11所示，导轨262包括中心部分266。切割工具270直接连接到中心部分266，尽管如上文在其他构造中所述的，切割工具270也可以替代性地形成为导轨262或框架14的不同区域的一部分或以其他方式连接至导轨262或框架14的不同区域。在某些构造中，另一类似的切割工具270连接至中心部分266的相对侧。其他结构还包括与所示的切割工具270不同的形状和尺寸。
47.图12是用于框架14的导轨362的局部视图。导轨362具有机械附接的切割工具370。切割工具370具有带倒角引导线的滚花切割面372，并且导轨362包括引导剪切台374，其被成形为容纳切割工具370的一部分。剪切台374为切割工具370提供支撑。至少一个螺栓378或其他紧固件延伸穿过切割工具370以将切割工具370可释放地固定到导轨362。导轨362包括中心部分366。切割工具370连接到中心部分366，尽管如上文在其他构造中所述的，切割工具370也可以替代性地形成为导轨362或框架14的不同区域的一部分或以其他方式连接至导轨362或框架14的不同区域。在一些构造中，另一类似的切割工具370连接至中心部分366的相对侧。其他结构还包括与所示的切割工具370不同的形状和尺寸。
48.图13
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15示出了连接至框架14的后导轨462以及邻近于后导轨462(例如，在后导轨 462的相对侧)独立地连接至框架14的切割工具470。切割工具470通过螺栓478或延伸穿过切割工具470的其他紧固件机械地连接到框架14，以将切割工具470可释放地固定到框架14，尽管在其他结构中，切割工具470与框架14整体地形成为单个部件(例如，整体铸造)或者永久性地连接至框架14(例如，通过焊接)。所示的切割工具470包括滚花切割面472，尽管其他构造包括影线或槽纹切割面或其他有助于切割的切割面。在一些构造中，类似于切割
工具170或270，切割工具470包括成角度的引导线。如图14和15所示，当采矿机10移动时，履带板26越过后导轨462，并且材料被连续地从履带板26的驱动凸耳54上修整掉，使得驱动凸耳54不会增长到过度的长度。
49.图16示出了切割工具570，其被机械地附接到框架14的下侧，在转向轮574和后惰轮576之间。切割工具570通过螺栓578或延伸穿过切割工具570的其他紧固件机械地连接至框架14，以将切割工具570可释放地固定到框架14，尽管在其他构造中，切割工具 570与框架14一体地形成为单件(例如，一体铸造)或者以其他方式永久地连接到框架 14(例如，通过焊接)。所示的切割工具570包括滚花切割面572，尽管其他构造包括影线或槽纹切割面或其他有助于切割的切割面。在一些构造中，类似于切割工具170或270，切割工具570包括成角度的引导线。
50.尽管已经参照附图中示出的某些示例详细描述了各种构造，但是在所描述和示出的一个或多个独立方面的范围和精神内存在各种变化和修改。