斗齿组件、挖掘机构和挖掘机械的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种斗齿组件、挖掘机构和挖掘机械。斗齿组件包括齿座、斗齿和过载保护结构，过载保护结构与斗齿至少在斗齿工作时发生相互作用，其中，斗齿对过载保护结构施加的作用力小于过载保护结构的许用力时，在过载保护结构的作用下斗齿相对于齿座保持在第一位置，斗齿对过载保护结构施加的作用力大于或等于过载保护结构的许用力时，斗齿相对于齿座移动而从第一位置脱离。本发明的技术方案利于防止斗齿过载时斗齿及齿座和斗体等相关结构破坏。
【专利说明】
斗齿组件、挖掘机构和挖掘机械
技术领域
[0001]本发明涉及挖掘技术领域，特别涉及一种斗齿组件、挖掘机构和挖掘机械。
【背景技术】
[0002]挖掘机械(如连续墙液压抓斗)的挖掘机构(如连续墙液压抓斗的抓斗)包括斗体和斗齿组件两部分。其中，斗齿组件又包括焊接于斗体上的齿座和通过销轴连接于齿座上的斗齿。
[0003]根据工程实践及研究表明，抓斗的作业效率与斗齿的安装角度有重要关系。图1为现有技术中抓斗的斗齿安装于斗体后斗齿侵入角示意图。如图1所示，抓斗10’上安装有斗齿11’。斗齿11’的侵入角Θ为抓斗完全张开时斗齿的内侧表面与水平面的夹角。
[0004]为了在抓斗侵入作业时加深抓斗侵入作业介质的深度，增强抓斗对作业介质的抓取能力，斗齿的侵入角应保持在合适的范围。通常斗齿的垂直度越大时，抓斗的侵入深度越大，斗齿的工作效率越高。但当斗齿的侵入角增大时，斗齿容易发生断裂损毁，主要是因为侵入角较小时，作用在斗齿内侧的力可以将抓斗向上顶起，从而绕开坚硬的石块或地质结构，进而避免强行闭合时使斗齿过载。因此，在抓斗设计时存在着“抓斗效率提升”与“抓斗结构保护”的一对基础矛盾。
[0005]现有技术中，在进行斗齿设计时往往将增强斗齿结构强度作为设计目标，通过优化斗齿结构的方法，增强斗齿抗弯抗折能力。同时，现有技术中斗齿组件的斗齿与齿座的连接结构通常为单销轴套接方式。
[0006]图2为现有技术中斗齿组件的带有局部剖视的结构示意图。其中示出了现有技术中齿座和斗齿的连接结构。如图2所示，斗齿组件20’包括齿座21’和斗齿22’，齿座21’具有齿座连接头211’，斗齿22’具有斗齿连接头221’，齿座连接头211’和斗齿连接头221’通过销轴23’连接，从而将斗齿22’连接于齿座21’上。
[0007]图2所示的斗齿组件的主要设计意图为防止斗齿22’与齿座21’配合产生间隙，减少两者之间产生摩擦磨损，增加使用寿命。
[0008]在实现本发明的过程中发明人发现，以上现有技术具有如下不足之处:
[0009]上述技术方案中均并未涉及针对挖掘机构切削挖掘过程中遇到过载或较大刚性冲击时，斗齿、齿座及齿座焊接部位、斗体的过载保护问题，即忽略了斗齿弯曲、断裂以及齿座和斗体破坏保护问题。当斗齿设计结构强度较小时，过载或冲击将直接造成斗齿的弯曲变形或断裂，需更换新斗齿后才能正常工作，费用较高。当斗齿设计结构强度较大时，由于斗齿完全套接在齿座上，载荷通过两者的接触面直接传递到齿座上，进而引起齿座或齿座与斗体的焊接点的断裂或撕裂现象，更严重的是导致斗体发生变形或者焊接结构的撕裂，维修难度更大，费时费力，且维修成本巨大。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于提供一种斗齿组件、挖掘机构和挖掘机械，旨在解决斗齿过载时，斗齿及齿座、斗体等相关结构易受破坏的问题。
[0011]本发明第一方面提供一种斗齿组件，所述斗齿组件包括齿座和与所述齿座连接的斗齿，所述斗齿组件还包括过载保护结构，所述过载保护结构与所述斗齿至少在所述斗齿工作时发生相互作用，其中，所述斗齿对所述过载保护结构施加的作用力小于所述过载保护结构的许用力时，在所述过载保护结构的作用下所述斗齿相对于所述齿座保持在第一位置，所述斗齿对所述过载保护结构施加的作用力大于或等于所述过载保护结构的许用力时，所述斗齿相对于所述齿座移动而从所述第一位置脱离。
[0012]进一步地，所述斗齿组件还包括止挡结构，所述止挡结构使所述斗齿相对于所述齿座从所述第一位置脱离后相对于所述齿座不超出第二位置。
[0013]进一步地，所述过载保护结构包括与所述斗齿相互作用的弹性元件。
[0014]进一步地，所述过载保护结构还包括安装于所述齿座或所述斗齿中的一个上的顶块，所述弹性元件的所述弹性力通过所述顶块传递至所述斗齿，所述顶块包括第一卡接部，所述齿座或所述斗齿中的另一个上设有第二卡接部，在所述斗齿相对于所述齿座保持在第一位置时，所述第一卡接部与所述第二卡接部保持卡接配合，在所述斗齿相对于所述齿座从所述第一位置脱离时，所述第一卡接部与所述第二卡接部解除配合。
[0015]进一步地，所述齿座和所述斗齿中的一个包括安装槽，所述弹性元件和所述顶块安装于所述安装槽内，所述第一卡接部包括设置于所述顶块的端部的卡接凸起，所述第二卡接部包括设置于所述齿座和所述斗齿中的另一个上的卡接凹槽。
[0016]进一步地，所述卡接凸起为楔形凸起，所述卡接凹槽为与所述楔形凸起配合的楔形凹槽。
[0017]进一步地，所述过载保护结构包括使所述斗齿相对于所述齿座保持在所述第一位置的限位结构，在所述作用力大于或等于所述许用力时，所述限位结构通过自身结构破坏解除对所述斗齿相对于所述齿座的位置限定。
[0018]进一步地，所述限位结构包括在所述第一位置连接所述斗齿和所述齿座的限位柱，在所述作用力大于或等于所述许用力时所述限位柱断裂。
[0019]进一步地，所述斗齿组件包括销轴，所述斗齿与所述齿座通过所述销轴连接，在所述作用力大于或等于所述许用力时，所述斗齿的移动包括围绕所述销轴的转动。
[0020]进一步地，所述齿座和所述斗齿中的一个具有安装凸体，另一个具有安装凹槽，所述安装凸体位于所述安装凹槽内，所述安装凸体在所述安装凹槽内至少在前后方向上具有活动空间。
[0021]进一步地，所述安装凸体包括位于所述销轴的轴线内侧的凸体前面和位于所述销轴的轴线外侧的凸体背面，还包括连接所述凸体前面和所述凸体背面的凸体顶面，所述安装凹槽包括位于所述销轴的轴线内侧的凹槽前面和位于所述销轴的轴线外侧的凹槽背面，还包括连接所述凹槽前面和所述凹槽背面的凹槽底面。
[0022]进一步地，在所述第一位置，所述安装凸体的所述凸体背面和所述安装凹槽的所述凹槽背面贴合。
[0023]进一步地，所述斗齿组件还包括止挡结构，所述止挡结构使所述斗齿相对于所述齿座从所述第一位置脱离后相对于所述齿座不超出第二位置，其中，所述止挡结构包括所述凸体前面和所述凹槽前面，在所述第二位置，所述安装凸体的所述凸体前面与所述安装凹槽的所述凹槽前面贴合。
[0024]进一步地，所述凸体顶面包括以所述销轴的轴线为回转轴线的第一回转表面，所述凹槽底面包括以所述销轴的轴线为回转轴线且与所述第一回转表面滑动配合的第二回转表面。
[0025]进一步地，所述齿座包括朝向所述斗齿且位于内侧的齿座前端面，所述斗齿包括朝向所述齿座且位于内侧的斗齿前端面，在所述第一位置，所述齿座前端面与所述斗齿前端面贴合。
[0026]进一步地，所述斗齿组件还包括止挡结构，所述止挡结构使所述斗齿相对于所述齿座从所述第一位置脱离后相对于所述齿座不超出第二位置，所述齿座包括朝向所述斗齿且位于外侧的齿座后端面，所述斗齿包括朝向所述齿座且位于外侧的斗齿后端面，其中，所述止挡结构包括所述齿座后端面和所述斗齿后端面，在所述第二位置，所述齿座后端面与所述斗齿后端面贴合。
[0027]进一步地，在脱离所述第一位置后所述斗齿的入侵角小于在所述第一位置时所述斗齿的入侵角。
[0028]本发明第二方面提供一种挖掘机构，包括斗齿组件，所述斗齿组件为本发明第一方面中任一项所述的斗齿组件。
[0029]进一步地，所述挖掘机构为连续墙液压抓斗的抓斗，所述抓斗包括斗体和设置于所述斗体上的所述斗齿组件。
[0030]本发明第三方面提供一种挖掘机械，包括挖掘机构，所述挖掘机构为根据本发明第二方面所述的挖掘机构。
[0031]基于本发明提供的斗齿组件、挖掘机构和挖掘机械，斗齿组件包括齿座、斗齿和过载保护结构，过载保护结构与斗齿至少在斗齿工作时发生相互作用，其中，斗齿对过载保护结构施加的作用力小于过载保护结构的许用力时，在过载保护结构的作用下斗齿相对于齿座保持在第一位置，斗齿对过载保护结构施加的作用力大于或等于过载保护结构的许用力时，斗齿相对于齿座从第一位置脱离。过载保护结构的设置，使斗齿组件在正常工作时斗齿处于合理的工作位置即第一位置，在斗齿过载时斗齿发生位移，改变斗齿的受力状态，从而利于防止斗齿过载时斗齿及齿座和斗体等相关结构破坏。
[0032]通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
【附图说明】
[0033]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0034]图1为现有技术中抓斗的斗齿安装于斗体后斗齿侵入角示意图。
[0035]图2为现有技术中斗齿组件的带有局部剖视的结构示意图。
[0036]图3为本发明第一实施例的斗齿组件的结构示意图。
[0037]图4为图3所示的斗齿组件的剖视结构示意图。
[0038]图5为图3所示的斗齿组件的齿座的剖视结构示意图。
[0039]图6为图3所示的斗齿组件的斗齿的剖视结构示意图。
[0040]图7为图6的局部放大示意图。
[0041]图8为图3所示的斗齿组件的顶块的剖视结构示意图。
[0042]图9为图8所示的顶块的主视结构示意图。
[0043]图10为图3所示的斗齿组件的局部剖视结构示意图。
[0044]图11为图3所示的斗齿组件的斗齿相对于齿座的位置变化示意图。
[0045]图12为本发明第二实施例的斗齿组件的结构示意图。
[0046]图3至图12中，各附图标记分别代表:
[0047]1、齿座；11、第一销孔；12、凸体背面；13、安装槽；14、凸体顶面；15、凸体前面；
16、基体；17、齿座前端面；2、斗齿；21、凹槽背面；22、卡接凹槽；23、第二销孔；24、凹槽底面；25、凹槽前面；26、齿尖；27、斗齿前端面；3、销轴；4、弹簧；5、顶块；6、限位柱。
【具体实施方式】
[0048]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0049]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0050]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0051]在以下描述中，所称的“内”、“前”指的是斗齿组件安装后位于挖掘机构(如抓斗)内侧的方向；“外”、“后”、“背”指的是与“前”相对的方向。
[0052]图3至图12示出了本发明优选实施例的结构。
[0053]如图3至图12所示，本发明的斗齿组件包括齿座I和与齿座I连接的斗齿2。斗齿组件还包括过载保护结构，过载保护结构与斗齿2至少在斗齿2工作时发生相互作用。其中，斗齿2对过载保护结构施加的作用力小于过载保护结构的许用力时，在过载保护结构的作用下斗齿2相对于齿座I保持在第一位置，斗齿2对过载保护结构施加的作用力大于或等于过载保护结构的许用力时，斗齿2相对于齿座I从第一位置脱离。
[0054]过载保护结构的设置使斗齿组件在正常工作时斗齿2处于合理的工作位置即第一位置，在斗齿2过载时斗齿2发生位移，改变斗齿2的受力状态，从而利于防止斗齿2过载时斗齿2及齿座I和斗体等相关结构破坏。
[0055]以下进一步结合图3至图12对本发明优选实施例进行详细描述。
[0056]第一实施例
[0057]图3至图11示出了本发明第一实施例的斗齿组件的结构。
[0058]图3为本发明实施例的斗齿组件的结构示意图。图4为图3所示的斗齿组件的剖视结构示意图。图4中，斗齿2相对于齿座I处于第一位置。
[0059]如图3和图4所示，本实施例中，斗齿组件包括齿座1、斗齿2、销轴3和过载保护结构。
[0060]齿座I安装在斗体上，以形成包括斗体和斗齿组件的挖掘机构。齿座I和斗齿2通过销轴3连接。
[0061]第一实施例中，过载保护结构包括设置在齿座I上的安装槽13、安装在齿座I的安装槽13内的弹性元件4和顶块5以及设置在斗齿2上的卡接凹槽22。其中安装槽13的位置和结构可参见图5，卡接凹槽的位置和结构可参见图6和图7。
[0062]以上过载保护结构与斗齿2至少在斗齿2工作时发生相互作用，其中，斗齿2对过载保护结构施加的作用力小于过载保护结构的许用力时，过载保护结构使斗齿2相对于齿座I保持在第一位置，斗齿2对过载保护结构施加的作用力大于或等于过载保护结构的许用力时，斗齿2相对于齿座I从第一位置脱离。
[0063]本实施例中，在斗齿2对过载保护结构施加的作用力大于或等于过载保护结构的许用力时，斗齿2围绕销轴3转动而从第一位置脱离。
[0064]图5为图3所示的斗齿组件的齿座I的剖视结构示意图。如图5所示，齿座I包括基体16、设置在基体16上的第一销孔11和安装凸体。安装凸体包括位于销轴3的轴线内侧的凸体前面15和位于销轴3的轴线外侧的凸体背面12，还包括连接凸体前面15和凸体背面12的凸体顶面14。齿座I的基体16的内侧还具有朝向斗齿2的齿座前端面17。在安装凸体上还设置有开口位于凸体顶面14上的安装槽13，安装槽13用于安装过载保护结构的弹性元件4和顶块5。
[0065]图6为图3所示的斗齿组件的斗齿2的剖视结构示意图。图7为图6的局部放大示意图。如图6和图7所示，斗齿2包括齿尖26和设置在齿尖26的尖端对侧的安装凹槽。安装凹槽上设置有第二销孔23。斗齿2的与齿尖26的尖端相对的一端内侧则具有斗齿前端面27。安装凹槽包括位于销轴3的轴线内侧的凹槽前面25和位于销轴3的轴线外侧的凹槽背面21，还包括连接凹槽前面25和凹槽背面21的凹槽底面24。在凹槽底面24上设有卡接凹槽22。卡接凹槽22用于与顶块5的卡接凸起51卡接配合。
[0066]如图6和图7所示，本实施例中卡接凹槽22适应于卡接凸起51的楔形凸起的形状而设置为楔形凹槽。卡接凹槽22包括彼此连接的第一槽壁221和第二槽壁222，第一槽壁221比第二槽壁222靠近凹槽背面21。第一槽壁221为与凹槽底壁22之间的夹角大约为90度左右的平壁，该第一槽壁221的角度设置利于第一槽壁221对卡接凸起51形成止挡，防止斗齿2过载时相对于齿座I朝使侵入角大于斗齿2在第一位置时的侵入角的方向移动。第二槽壁222与凹槽底壁22之间的夹角为钝角，第二槽壁222的角度设置利于在斗齿2对过载保护结构的作用力超出过载保护结构的许用力时使卡接凸起51沿着第二槽壁222滑出以从第一位置脱离。
[0067]如图4至图7所示，销轴3分别穿入齿座I的第一销孔11和斗齿2的第二销孔23内，从而将齿座I与斗齿2铰接连接在一起，配合过载保护结构，在斗齿2对过载保护结构的作用力超出过载保护结构的许用力时，斗齿2围绕销轴3转动而从第一位置脱离。该设置在不改变斗齿组件的斗齿2和齿座I通常采用的连接结构的基础上设置了过载保护结构。
[0068]第一实施例中，在脱离第一位置时斗齿2的入侵角小于在第一位置时斗齿2的入侵角。该设置可以实现正常工作时斗齿处于较大侵入角状态，遇到过载情况时斗齿发生偏转，减小侵入角，改变斗齿2的受力状态，以达到避免斗齿及其相关结构破碎的目的。
[0069]安装凸体位于安装凹槽内，安装凸体在安装凹槽内至少在前后方向上具有活动空间。该设置为斗齿2对过载保护结构的作用力超出过载保护结构的许用力时斗齿2的位移提供活动空间。
[0070]如图4和图10所示，第一实施例中，在第一位置，安装凸体的凸体背面12和安装凹槽的凹槽背面21贴合。该设置利于在斗齿2对过载保护结构的作用力超出过载保护结构的许用力之前，斗齿2稳定地处于第一位置。凸体背面12和凹槽背面21均为平面。
[0071]另外优选地，在第一位置，齿座I的齿座前端面17与斗齿2的斗齿前端面27也贴合。该设置同样利于在斗齿2对过载保护结构的作用力超出过载保护结构的许用力之前，斗齿2稳定地处于第一位置。齿座前端面17与斗齿前端面27也均为平面。
[0072]优选地，斗齿组件还包括止挡结构，止挡结构使斗齿2相对于齿座I从第一位置脱离后相对于齿座I不超出第二位置。该设置利于将斗齿2的活动范围限制在一定程度内，利于避免斗齿2因过载而发生位移时完全失效。
[0073]第一实施例中，止挡结构包括安装凸体的凸体前面15和安装凹槽的凹槽前面25，在第二位置，凸体前面15和凹槽前面25贴合以实现止挡功能。
[0074]图10为图3所示的斗齿组件的局部剖视结构示意图。图10中，斗齿2相对于齿座I处于第一位置。如图10所示，本实施例中优选地，凸体顶面14包括以销轴3的轴线为回转轴线的第一回转表面，凹槽底面24包括以销轴3的轴线为回转轴线且与第一回转表面滑动配合的第二回转表面。该设置利于斗齿2发生过载时斗齿2的移动，减少销轴3受到的冲击。
[0075]具体地，本实施例的第一回转表面和第二回转表面为滑动配合的弧柱面。其中，凸体顶面14的垂直于销轴3的轴线的截面为一段以销轴3的轴线为圆心，R为半径的第一圆弧，第一圆弧的两端分别与凸体背面12和凸体前面15相交。凹槽底面24的垂直于销轴3的轴线的截面为一段以销轴3的轴线为圆心，R为半径的第二圆弧，第二圆弧的两端分别与凹槽背面21与凹槽前面25相交。
[0076]过载保护结构的弹性元件4与斗齿2相互作用，在斗齿2对过载保护结构的作用力小于过载保护结构的许用力时，弹性元件4作用于斗齿2以使斗齿2相对于齿座I保持在第一位置，在斗齿2对过载保护结构的作用力大于或等于过载保护结构的许用力时，斗齿2从第一位置脱离。本实施例中，弹性元件4安装于齿座I的安装槽13内。
[0077]弹性元件4优选地为弹簧。本实施例中，弹性元件4为螺旋弹簧。弹性元件4的长度(和/或厚度、数量)、弹性系数、预压力等需根据斗齿2所能成承受的最大弯矩进行选择与校核，斗齿2的抗弯折性能越强，弹簧的弹性系数、预压力等应适当的增大。
[0078]过载保护结构的顶块5传递弹性元件4的弹性力。顶块5安装于齿座I的安装槽13内，且顶块5位于弹性元件4的靠近安装槽13的开口一侧。如图3所示，安装槽13为一方形孔，安装槽13的开口位于凸体顶面14的中部，并大致沿垂直于凸体顶面14的方向延伸。
[0079]图8为图3所示的斗齿组件的顶块的剖视结构示意图。图9为图8所示的顶块的主视结构示意图。如图8和图9所示，顶块5的远离弹性元件4的一端设置有前述的卡接凸起51。卡接凸起51为楔形凸起，楔形凸起与卡接凹槽22的形状匹配。
[0080]如图9所示，顶块5具体地为一个端部带有倾斜端面的长方块体。倾斜端面和与倾斜端面形成锐角的长方块体的侧面的端部形成卡接凸起51。长方块体的宽度与高度应保证其可安装在安装槽13中，并能沿着安装槽13滑动。倾斜端面与前述侧面的夹角大小可以用γ表示，通过适当改变夹角γ的大小可以调整过载保护结构的许用力，夹角γ越大，许用力越大。
[0081]在斗齿2相对于齿座I保持在第一位置时，在弹性元件4的作用下卡接凸起51与卡接凹槽52保持卡接配合，第一槽壁221和第二槽壁222阻止卡接凸起51偏离第一位置。在斗齿2相对于齿座I从第一位置脱离时，斗齿2对过载保护结构的作用力克服弹性元件4的弹性力及顶块5和与顶块5相接触的各表面之间的摩擦力而使卡接凸起51与卡接凹槽52解除配合。
[0082]图11为图3所示的斗齿组件的斗齿相对于齿座的位置变化示意图，其中未剖示的斗齿处于第一位置，剖示的斗齿处于第二位置。图11示出了斗齿组件的过载保护结构的效果O
[0083]如图10和图11所示，凸体前面15和凹槽前面25在本实施例中均为平面。斗齿2处于第一位置时，凸体前面15与凹槽前面25形成一定的空间区域Α，凸体前面15与凹槽前面25形成的夹角δ。本实施例中，在设计斗齿组件时，通过改变夹角δ的大小可实现调整斗齿2发生过载保护时能够产生的摆角β，且δ = β。
[0084]以下结合附图对第一实施例的斗齿组件的工作原理进行说明。
[0085]如图4和图10所示，斗齿2相对于齿座I处于第一位置，此时斗齿2与齿座I处于斗齿组件正常工作时的配合状态。在第一位置，凹槽背面21与凸体背面12贴合，凹槽底面24与凸体顶面14贴合，齿座前端面17与斗齿前端面27贴合，卡接凹槽22的开口与安装槽13的开口重合，顶块5以插入方式安装于安装槽13内，形成卡接凸起51的两个表面即倾斜端面和与倾斜端面形成锐角的侧面分别与卡接凹槽22的第二槽壁222和第一槽壁221贴合，顶块5的与卡接凸起51相对的一端与弹性元件4接触，并压缩弹性元件4使之保持一定的预压力。弹性元件4、顶块5、安装槽13及卡接凹槽22共同构成了第一实施例的过载保护结构。
[0086]当齿尖26遇到坚硬地质或较大岩石时，斗齿2将受到较大的转矩，导致斗齿2及其上的楔形凹槽22受力发生偏转，同时向顶块5施加一个作用力，当此作用力足以克服弹性元件4的弹性力及接触面间的摩擦力后，顶块5沿着安装槽13的第二槽壁222移动，同时压缩弹性元件4。当使顶块5发生朝向弹性元件4 一侧移动的力足够大，达到过载保护结构的许用力时，顶块5完全进入安装槽13，此时顶块5的卡接凸起51与卡接凹槽22完全脱离，斗齿2可绕销轴3转动。如图11所示，当凹槽前面25与凸体前面15接触时，斗齿2达到偏转的极限位置即前述的第二位置。
[0087]第一实施例中，由弹性元件4产生的预压力、顶块5的夹角γ决定了过载保护结构的许用力，该许用力的大小宜小于斗齿2发生弯折所能承受的最大力，该许用力可以通过计算得到。
[0088]斗齿2摆过一定角度后，作业对象对斗齿2所在的挖掘机构如抓斗的作用力方向发生改变，使得抓斗顶起，避免斗齿2、齿座I乃至整个抓斗的结构破坏。当抓斗提起后，斗齿2暴露于外部，操作人员可方便的观察到斗齿2的状态以发现问题。
[0089]过载保护结构发生作用后，顶块5的前端与凹槽底面24之间呈线性接触，两者之间产生的阻力较小，此时可使用重锤或其他重物敲击齿尖26部分，或使用其他适合的工具转动斗齿2，使得斗齿2回转到第一位置，顶块5在弹性元件4的弹性力作用下重新与卡接凹槽22配合，可以使过载保护结构重新恢复功能。
[0090]第一实施例的斗齿组件可实现斗齿2安装及正常工作时齿尖26处于较理想的侵入角，提高抓斗的侵入能力，提升挖掘效率，同时能够保证当斗齿2接触到较硬地质或大块岩石时，斗齿2实现回摆，减小侵入角，使得对斗齿2的作用力有利于将抓斗整体顶起，以避免斗齿2因受力过大而造成弯折。在发生过载保护后销轴3正常工作，保证斗齿2不被遗失，可重复使用，提高利用率，从而实现对斗齿、齿座及斗体的过载保护，提高斗齿的重复使用率，延长斗齿组件所在的抓斗和挖掘机械的使用寿命的目的，解决“抓斗效率提升”与“斗齿保护”之间的矛盾。且本实施例中过载保护结构发生作用后不被破坏，可以在将斗齿2恢复到第一位置时重复使用。
[0091]第二实施例
[0092]图12示出了本发明第二实施例的斗齿组件的结构。
[0093]如图12所示，第二实施例中，斗齿组件包括齿座1、斗齿2、销轴3和过载保护结构。
[0094]第二实施例与第一实施例的不同在于，第二实施例的过载保护结构包括使斗齿2相对于齿座I保持在第一位置的限位结构。在作用力大于或等于许用力时，限位结构通过自身结构破坏解除对斗齿2相对于齿座I的位置限定。
[0095]具体地，第二实施例的限位结构包括在第一位置时连接斗齿2和齿座I的限位柱6，在作用力大于或等于许用力时限位柱6断裂，从而，斗齿2相对于齿座I可以从第一位置偏呙。
[0096]第二实施例的斗齿组件与第一实施例同样地，可实现斗齿2安装及正常工作时齿尖处于较理想的侵入角，提高抓斗的侵入能力，提升挖掘效率，同时能够保证当斗齿2接触到较硬地质或大块岩石时，斗齿2实现回摆，减小侵入角，使得对斗齿2的作用力有利于将抓斗整体顶起，以避免斗齿2因受力过大而造成弯折。在发生过载保护后销轴3正常工作，保证斗齿2不被遗失，可重复使用，提高利用率。与第一实施例不同的是，由于限位结构被破坏，需要更换限位结构，当然，相比于现有技术中斗齿过载时造成的后果而言，更换限位结构仍然可以有效降低维护的成本和时间。
[0097]第二实施例中其它未说明的部分均可参照第一实施例的相关内容。
[0098]以上实施例不应对本发明构成限制，本发明还可以通过以上实施例以外的多种实施方式实现。例如:
[0099]安装槽和卡接凹槽的位置可以互换；
[0100]卡接凸起和卡接凹槽的形状和结构可以改变；
[0101]凹槽背面、凹槽前面、凸体背面和凸体前面可以不为平面，而为曲面或平面与曲面的组合，只要凹槽背面与凹槽前面与凸体背面和凸体前面形成有效的配合关系即可；当然凹槽背面与凸起背面以及凸体背面与凸体前面之间也可以仅在相应位置局部抵接配合，甚至凹槽背面与凸起背面以及凸体背面与凸体前面之间均无需配合；
[0102]第一回转表面和第二回转表面也可以是弧柱面以外形状的回转表面；
[0103]作为弹性元件的螺旋弹簧可以使用其他弹性元件进行代替，如蝶簧或橡胶；
[0104]止挡结构可以设置为其它形式，例如，齿座还可以包括朝向斗齿且位于外侧的齿座后端面，斗齿还可以包括朝向齿座且位于外侧的斗齿后端面，止挡结构则包括该齿座后端面和该斗齿后端面，在第二位置，齿座后端面与斗齿后端面贴合以实现止挡功能；
[0105]以上实施例中，斗齿从第一位置脱离的移动过程仅为转动过程，但在其它未示出的实施例中，斗齿可以为其它能改变受力的移动过程，例如，通过过载保护结构的设置，斗齿从第一位置脱离的过程也可以为先平移再转动或者先转动再平移；
[0106]只要能在斗齿、齿座及斗体破坏前及时避过坚硬的石块或地质结构，不排除斗齿过载时可以向内侧回转或者向齿座方向移动等其它移动方式等等。
[0107]本发明实施例还提供一种挖掘机构，包括前述的斗齿组件。该挖掘机构具有前述斗齿组件所具有的优点。挖掘机构可以为抓斗，例如可以为连续墙液压抓斗的抓斗。
[0108]本发明实施例还提供一种挖掘机械，包括前述的挖掘机构，该挖掘机械具有前述斗齿组件所具有的优点。该挖掘机械例如可以为连续墙液压抓斗。
[0109]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
【主权项】
1.一种斗齿组件，所述斗齿组件包括齿座(I)和与所述齿座(I)连接的斗齿(2)，其特征在于，所述斗齿组件还包括过载保护结构，所述过载保护结构与所述斗齿(2)至少在所述斗齿(2)工作时发生相互作用，其中，所述斗齿(2)对所述过载保护结构施加的作用力小于所述过载保护结构的许用力时，在所述过载保护结构的作用下所述斗齿(2)相对于所述齿座(I)保持在第一位置，所述斗齿(2)对所述过载保护结构施加的作用力大于或等于所述过载保护结构的许用力时，所述斗齿(2)相对于所述齿座(I)移动而从所述第一位置脱离。2.根据权利要求1所述的斗齿组件，其特征在于，所述斗齿组件还包括止挡结构，所述止挡结构使所述斗齿(2)相对于所述齿座(I)从所述第一位置脱离后相对于所述齿座(I)不超出第二位置。3.根据权利要求1所述的斗齿组件，其特征在于，所述过载保护结构包括与所述斗齿(2)相互作用的弹性元件(4)。4.根据权利要求3所述的斗齿组件，其特征在于，所述过载保护结构还包括安装于所述齿座(I)或所述斗齿(2)中的一个上的顶块(5)，所述弹性元件(4)的所述弹性力通过所述顶块(5)传递至所述斗齿(2)，所述顶块(5)包括第一卡接部，所述齿座(I)或所述斗齿(2)中的另一个上设有第二卡接部，在所述斗齿(2)相对于所述齿座(I)保持在第一位置时，所述第一卡接部与所述第二卡接部保持卡接配合，在所述斗齿(2)相对于所述齿座(I)从所述第一位置脱离时，所述第一卡接部与所述第二卡接部解除配合。5.根据权利要求4所述的斗齿组件，其特征在于，所述齿座(I)和所述斗齿(2)中的一个包括安装槽(13)，所述弹性元件(4)和所述顶块(5)安装于所述安装槽(13)内，所述第一卡接部包括设置于所述顶块(5)的端部的卡接凸起(51)，所述第二卡接部包括设置于所述齿座(I)和所述斗齿(2)中的另一个上的卡接凹槽(22)。6.根据权利要求5所述的斗齿组件，其特征在于，所述卡接凸起(51)为楔形凸起，所述卡接凹槽(22)为与所述楔形凸起配合的楔形凹槽。7.根据权利要求1所述的斗齿组件，其特征在于，所述过载保护结构包括使所述斗齿(2)相对于所述齿座(I)保持在所述第一位置的限位结构，在所述作用力大于或等于所述许用力时，所述限位结构通过自身结构破坏解除对所述斗齿(2)相对于所述齿座(I)的位置限定。8.根据权利要求7所述的斗齿组件，其特征在于，所述限位结构包括在所述第一位置连接所述斗齿(2)和所述齿座(I)的限位柱￠)，在所述作用力大于或等于所述许用力时所述限位柱(6)断裂。9.根据权利要求1至8中任一项所述的斗齿组件，其特征在于，所述斗齿组件包括销轴(3)，所述斗齿(2)与所述齿座(I)通过所述销轴(3)连接，在所述作用力大于或等于所述许用力时，所述斗齿(2)的移动包括围绕所述销轴(3)的转动。10.根据权利要求9所述的斗齿组件，其特征在于，所述齿座(I)和所述斗齿(2)中的一个具有安装凸体，另一个具有安装凹槽，所述安装凸体位于所述安装凹槽内，所述安装凸体在所述安装凹槽内至少在前后方向上具有活动空间。11.根据权利要求10所述的斗齿组件，其特征在于，所述安装凸体包括位于所述销轴(3)的轴线内侧的凸体前面(15)和位于所述销轴(3)的轴线外侧的凸体背面(12)，还包括连接所述凸体前面(15)和所述凸体背面(12)的凸体顶面(14)，所述安装凹槽包括位于所述销轴(3)的轴线内侧的凹槽前面(25)和位于所述销轴(3)的轴线外侧的凹槽背面(21)，还包括连接所述凹槽前面(25)和所述凹槽背面(21)的凹槽底面(24)。12.根据权利要求11所述的斗齿组件，其特征在于，在所述第一位置，所述安装凸体的所述凸体背面(12)和所述安装凹槽的所述凹槽背面(21)贴合。13.根据权利要求11所述的斗齿组件，其特征在于，所述斗齿组件还包括止挡结构，所述止挡结构使所述斗齿(2)相对于所述齿座(I)从所述第一位置脱离后相对于所述齿座(1)不超出第二位置，其中，所述止挡结构包括所述凸体前面(15)和所述凹槽前面(25)，在所述第二位置，所述安装凸体的所述凸体前面(15)与所述安装凹槽的所述凹槽前面(25)贴合。14.根据权利要求11所述的斗齿组件，其特征在于，所述凸体顶面(14)包括以所述销轴(3)的轴线为回转轴线的第一回转表面，所述凹槽底面(24)包括以所述销轴(3)的轴线为回转轴线且与所述第一回转表面滑动配合的第二回转表面。15.根据权利要求9所述的斗齿组件，其特征在于，所述齿座(I)包括朝向所述斗齿(2)且位于内侧的齿座前端面(17)，所述斗齿(2)包括朝向所述齿座(I)且位于内侧的斗齿前端面(27)，在所述第一位置，所述齿座前端面(17)与所述斗齿前端面(27)贴合。16.根据权利要求9所述的斗齿组件，其特征在于，所述斗齿组件还包括止挡结构，所述止挡结构使所述斗齿相对于所述齿座从所述第一位置脱离后相对于所述齿座不超出第二位置，所述齿座包括朝向所述斗齿且位于外侧的齿座后端面，所述斗齿包括朝向所述齿座且位于外侧的斗齿后端面，其中，所述止挡结构包括所述齿座后端面和所述斗齿后端面，在所述第二位置，所述齿座后端面与所述斗齿后端面贴合。17.根据权利要求1至8中任一项所述的斗齿组件，其特征在于，在脱离所述第一位置后所述斗齿(2)的入侵角小于在所述第一位置时所述斗齿(2)的入侵角。18.—种挖掘机构，包括斗齿组件，其特征在于，所述斗齿组件为根据权利要求1至17中任一项所述的斗齿组件。19.根据权利要求18所述的挖掘机构，其特征在于，所述挖掘机构为连续墙液压抓斗的抓斗，所述抓斗包括斗体和设置于所述斗体上的所述斗齿组件。20.一种挖掘机械，包括挖掘机构，其特征在于，所述挖掘机构为根据权利要求18或19所述的挖掘机构。
【文档编号】E02F9/28GK106065644SQ201510600556
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年9月18日 公开号201510600556.9, CN 106065644 A, CN 106065644A, CN 201510600556, CN-A-106065644, CN106065644 A, CN106065644A, CN201510600556, CN201510600556.9
【发明人】吕龙飞, 侯志强, 廖昊
【申请人】徐工集团工程机械股份有限公司