矿物开采尖头、尖头保持器和组合的利记博彩app
【专利说明】矿物开采尖头、尖头保持器和组合
[0001 ] 相关申请
[0002]本申请要求2013年6月18 日提交的题为 “Mineral Winning Pick,Tool Holder,and Combinat1n”的美国临时专利申请N0.61/836271的优先权，该申请通过整体合并于此。
技术领域
[0003]本发明涉及一种尖头和尖头保持器，其主要用于矿物开采，诸如采煤，但也能够用于其他地下目的，诸如隧道和道路掘进，或用于城市工程作业的地上目的，诸如道路计划、沟槽切割(陆地和海底)。
【背景技术】
[0004]在通过长壁技术进行煤炭和其他类型开采作业中，常规的是矿物通过单端或双端测距剪切机滚筒移除，单端或双端测距剪切机滚筒横穿矿物面，其中转动切割头部通过所述或每个测距臂承载以跟随地层。通常，每个滚筒设置50或更多位置，在这些位置处需要切割工具。尖头保持器在每个位置处焊接就位。每个尖头保持器支承被设计成接合地面的可更换尖头。在一些构造中，每个尖头保持器还容纳位于尖头后的水喷射器，以便为尖头的作业端(即头部)和煤炭喷射水。通常，每个尖头包括尖头柄部、将尖头保持在尖头保持器内的固定机构、头部和位于头部和柄部之间的过渡区域。过渡区域通常包括后跟和前趾或肩部。
[0005]在使用中，剪切器滚筒围绕其中心轴线转动。随着滚筒转动，尖头保持器围绕滚筒一起旋转，使得尖头接合地面。尖头保持器内的水喷射器将水喷射在尖头和煤炭上，以使灰尘和摩擦点燃的危险最小。
[0006]在剪切器滚筒转动的同时尖头接触壁的情况下，尖头经历由于尖头使待挖掘材料破坏而产生的力F。相对于材料面，诸如沿着法向于且垂直于前方向的线la，力F有时会法向(N)于末端24。线la延伸经过尖头10a的最前的冲击点到尖头组件8a围绕挖掘设备4的转动中心。在这种应用中，沿着线la并只具有法向分量N的力称为法向(或向内)力，并且与切割路径同线或切向(T)的力F(即垂直于线la并只具有切向分量)称为切向(或向后)力。
[0007]随着尖头围绕滚筒6—起转动，尖头将经历有时主要为切向的力F(即垂直于法向地延伸经过末端的撞击点到尖头组件围绕滚筒的转动中心并具有零度角度α的力延伸的力)。其他时候尖头将经历与切向Τ偏离角度α的力，其具有切向分量和法向分量(即切向Τ和法向Ν之间的力)。随着尖头继续转动，尖头将经历主要为法向的力(即在尖头上主要向内并与切向Τ偏离90度的角度α并法向地延伸经过末端24a的撞击点到尖头组件围绕滚筒6的转动中心的力)。主要向内或法向的力和主要向后或切向的力之间的力的转换造成尖头在尖头保持器内晃动。循环晃动造成尖头使尖头保持器过早磨损，如图4所示。尖头保持器上的过早磨损造成尖头锁定系统变得无效，并在使用期间导致尖头从尖头保持器弹出。通常，在尖头破坏或弹出时，尖头也会使水喷射器破坏。
[0008]损坏的保持器必须从滚筒切去，并且新的保持器被焊接在其原位。由于摩擦点燃的危险以及狭窄的黑暗作业区域，通常剪切器滚筒必须从长壁移除(即不能操作)，并移动到安全位置以便整修，例如移动到地表。移动剪切器滚筒、切割剪切器滚筒和尖头保持器之间的焊接部并将新的尖头保持器焊接就位是费时的。这种整修会是时间长和高成本的。
【发明内容】
[0009]本发明涉及一种在矿物开采等中使用的改进尖头和尖头保持器组件。通过本发明的构造，延长了尖头和尖头保持器的有效寿命。延长尖头和尖头保持器的有效寿命转变为所遇到的停机时间减少，以及生产率更大。
[0010]根据本发明的一个方面，尖头具有柄部，柄部包括对于施加到尖头的主要向内和主要向后的载荷来说与尖头保持器的承载表面保持可靠接合的承载表面。通过这种构造，尖头和尖头保持器能够在支承滚筒或切割链操作期间载荷在向后和向内载荷之间变化时更好地抵抗尖头的位移。减小的位移造成部件磨损减小，并且特别是尖头保持器内的开口壁的磨损减小。减小的位移还可增加刀片(即包括尖头的导前边缘的头部的切割部分)和硬质合金末端(嵌置在刀片内)随着尖头接合地面更好地经受材料流流过的能力(即尖头的导前边缘可经历较少磨损，并因此能够更好地将硬质合金末端保持在尖头内)。减小部件磨损并具体地减小尖头和尖头保持器的磨损减小了机器的停机时间，并增加生产率。
[0011]在本发明的另一方面，尖头具有接合地面的头部和配合在保持器内的开口内的柄部。头部和柄部在彼此重合的平面内对准，并且柄部相对于施加到尖头的向内指向力向后倾斜，使得柄部在施加到尖头头部的向内和向后力之间的过渡期间邻靠尖头保持器的前壁和后壁。
[0012]在本发明的另一方面，尖头具有包括接触地面的末端的头部和接收在保持器的开口内的柄部。柄部相对于末端上的向内力向后倾斜(即柄部被定向成使得沿着施加到远端的真实向内指向载荷延伸的线将与柄部交叉)并与保持器内的开口互补，使得柄部和保持器的前后承载表面趋于彼此贴靠，而不管载荷主要向内还是向后。向后倾斜有助于在柄部的承载表面之间分配力，从而降低部件且特别是尖头保持器的磨损。
[0013]根据本发明，尖头接合地面并经历造成尖头在尖头保持器上施加反作用力的力。柄部的向后倾斜通过即使在尖头经历有时大致向内(即具有主要法向力分量)、大致向后(即具有主要切向力分量)或切向和法向之间的力(即具有法向分量和切向分量的力)时也给予尖头邻靠尖头保持器内的孔的前壁和后壁的自然趋势来增加稳定性。
[0014]在本发明的另一方面，尖头的柄部和尖头保持器的开口包括互补固定结构，诸如C形钩和凹部，以更加可靠地将部件联接在一起，从而降低使用期间弹出的危险。
[0015]在本发明的另一方面，柄部的前部和后部通过与尖头保持器上的前后承载表面互补和镜像的偏离表面来限定。尖头和尖头保持器上的前后承载表面增加了尖头贴靠尖头保持器的承载表面。使用沿着尖头柄部和尖头保持器开口的前部和后部偏离的承载表面增加了稳定性，以便在使用期间更好地应对向后和侧向力之间的过渡，即偏离(或横向倾斜)的承载表面能够抵抗向后和侧向载荷，以便在使用期间减小尖头随着载荷变化而产生的位移，并由此降低部件磨损。
[0016]在本发明的另一方面，尖头包括头部和柄部。柄部的前表面设置位于头部和柄部的结合部处的横向倾斜(即向后偏离)表面(即从头部的底部沿着柄部向下延伸)，其被设计成经受普通载荷，但是在受到极大载荷时(诸如在撞击到矿井壁内的金属支承时)，造成尖头沿着头部和柄部的结合部破坏。以此方式，在尖头由于碎裂力而破坏时，尖头肩部从肩部破坏，并且尖头柄部可容易通过使其向下推动(即向内)经过保持器并离开滚筒内的缺口来移除。
[0017]根据本发明的另一方面，尖头头部的底部和尖头保持器包括偏离(或横向倾斜)表面。尖头的离移表面的最宽部分优选被限制成具有总体小于或等于柄部宽度的宽度。尖头保持器和尖头的偏离表面从尖头保持器的顶表面偏移，使得偏离表面贴靠尖头保持器的内表面。偏离表面使尖头和尖头保持器之间的表面面积最大，并因此增加部件之间的承载区域。另外，偏离表面对于侧向力提供稳定性，减小尖头施加到尖头保持器上的表面压力，并且减小尖头随着使用期间载荷方向变化在保持器内的位移。
[0018]根据本发明的另一方面，尖头设置肩部和刀片。肩部在刀片下方延伸，并从刀片向前伸出(即肩部的下侧承载表面在沿着施加到尖头的头部的硬质合金末端的远端的真实向内指向载荷延伸的线的前方延伸)。在尖头位于滚筒上的例子中，下侧承载表面在法向地延伸经过末端的撞击点到尖头组件围绕滚筒的转动中心的线的前方延伸。由于尖头遇到向内执行力，使肩部从刀片向前延伸增加了尖头的稳定性。
[0019]根据本发明的另一方面，尖头设置柄部和具有肩部和刀片的头部。肩部在刀片下方延伸并从刀片向前伸出。柄部相对于向内的力向后倾斜。肩部大致垂直于柄部的后承载表面。具有向后倾斜的承载表面和从刀片向前延伸并大致垂直于柄部的后承载表面的肩部允许后承载表面和肩部经受施加到尖头的向内力。
[0020]根据本发明的另一方面，尖头保持器衬有硬面材料。尖头保持器可在尖头在尖头保持器上施加反作用力的位置、尖头保持器经历流动的位置、尖头锁定件保持在尖头保持器内的位置以及尖头保持器上经历磨损的其他位置处衬有硬面。
[0021]根据本发明的另一方面，尖头没有到柄部的后的跟部，从而在力具有主要切向力分量时以及在力具有主要法向力分量时使得孔的前壁和后壁更好地承载反作用力。没有跟部的尖头还使得孔的前壁和后壁减小不希望的运动，并使尖头和尖头保持器之间的接触压力最小。没有后跟的尖头在尖头经历向内载荷(例如具有主要法向力分量的力)和向后(例如具有主要切向力分量)载荷时使多余的反作用点最少。没有后跟的尖头还可消除尖头和水喷射器之间的任何连接，减小水喷射器过早损坏的可能性。
[0022]在本发明的另一方面，尖头柄部在前后表面上具有间隙，使得柄部只在施加预期反作用力的位置处与尖头保持器的孔具有紧密允差，因此允许柄部以较小的力移除。
[0023]在本发明的另一方面，尖头保持器接收小轮廓水喷射器，其为尖头的作业端(即尖头的头部)和煤炭喷射水，因此允许水喷射器在正常操作中以及在尖头头部变得破坏并向后弹出时得到保护。
[0024]在本发明的另一方面，刀片的一侧或多侧可以设置设计成通过撬动工具接合的凹部，以便从尖头保持器撬动尖头。凹部优选为大致矩形的。
[0025]为了得到本发明的优点和特征的充分理解，可以参照以下说明和附图，其描述和说明与本发明有关的多种构造和概念。
【附图说明】
[0026]图1是现有技术土方作业操作的图示，包括具有尖头组件的辊。
[0027]图2是包括尖头和尖头保持器的现有技术尖头组件的透视图。
[0028]图3是现有技术尖头的侧视图。
[0029]图4是包括经历来自切向和法向载荷的磨损的尖头和尖头保持器的现有技术尖头组件的横截面。
[0030]图5是具有本发明的尖头的两个不同实施方式的剪切器滚筒的横截面的图示。
[0031]图6是包括本发明的尖头和保持器的尖头组件的后透视图，其经历具有横向分量的力和切向和法向之间的力。
[0032]图7是图6的尖头组件的竖直轴向横截面。
[0033]图8是图6的尖头保持器的前透视图。
[0034]图9是图6的尖头保持器的后透视图。
[0035]图10是图6的尖头保持器的顶视图。
[0036]图11是沿着图10的线11-11截取的尖头保持器的横截面。
[0037]图12是图6的尖头的后透视图。
[0038]图13是图6的尖头的侧视图。
[0039]图13a是本发明的替代尖头组件的侧视图。