[發(fā)明專利]用于確定工業(yè)機械的鞍座塊填墊間隙的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310111132.7
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103225327B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋斯利·P·泰勒;查爾斯·D·佩恩
• 申請（專利權(quán)）人: 哈尼施費格爾技術(shù)公司
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F9/26
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11219
• 代理人: 關(guān)兆輝,謝麗娜

相關(guān)申請的交叉引用

該申請要求2012年1月31日提交的美國臨時申請61/593,049的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用在此并入。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及動力鏟，并且更具體地，涉及具有用于采掘材料的鏟斗的動力鏟。更具體地說，本發(fā)明涉及支撐鏟斗桿或臂的鞍座塊組件。

背景技術(shù)

在采礦領(lǐng)域和必須從工地采集和移走大量材料的其他領(lǐng)域中，通常采用工業(yè)機械，其包括用于從工地鏟起材料的大鏟斗。諸如電動繩鏟或者動力鏟、拉鏟挖土機等的工業(yè)機械被用于執(zhí)行挖掘操作，以從例如采礦工作面(bank)移走材料。在將鏟斗填充材料之后，機械擺動該鏟斗至側(cè)面來將材料傾卸至材料處理單元，比如傾卸卡車或者本地處理單元(例如破碎機、篩分器或者輸送機)。電動繩鏟通常包括：鏟吊臂、其樞軸地從吊臂延伸并支撐該鏟斗的斗桿，以及旋轉(zhuǎn)地支撐在吊臂上的滑輪或者皮帶輪。提升繩繞滑輪或者皮帶輪延伸，并與鏟斗連接來升降鏟斗，從而產(chǎn)生有效挖掘運動來采掘材料工作面。通常通過使用安裝在鏟軸上的鞍座塊組件來將斗桿與吊臂附接。當(dāng)操作鏟的同時，該鞍座塊組件被用來將斗桿保持在合適位置。

在鏟操作期間，在鏟的斗桿上施加沿垂直和水平方向的力。該垂直力是由于挖掘載荷和斗桿上的齒條和推壓小齒輪(crowd pinion)之間的分離力。該水平力起因于該機械的擺動、挖掘載荷以及鏟操作期間產(chǎn)生的慣性。鞍座塊組件的目的是承受這些力并將斗桿保持在與吊臂相對應(yīng)的位置。部件之間的相對運動導(dǎo)致鞍座塊與斗桿接觸的表面 磨損。因此，該鞍座塊組件還包括可替換的抗磨板。該抗磨板比整個鞍座塊組件更便宜并更方便維持和替換。

通常，在鏟斗桿和將斗桿保持至鏟斗的鞍座塊之間存在間隙。該鞍座塊抗磨板需要定期調(diào)整以維持部件之間的正確間隙。在每次調(diào)整時不是更換抗磨板，而是重新定位抗磨板來增加它們的使用壽命。在一些實施例中，金屬墊片被安裝在抗磨板和鞍座塊組件之間來維持合適的操作間隙。該鞍座塊填墊間隙是必需的，因為如果該鞍座塊被過于接近地連接至斗桿，它們可能造成斗桿上的摩擦力和磨損增加。

為了最好地操作鏟，鞍座塊和斗桿之間的該間隙應(yīng)該非常小(例如，在0.125英寸至0.5英寸之間)。然而，在鏟的長期操作期間，該鞍座塊填墊間隙逐漸地增加。如果該間隙增加超出特定參數(shù)，鏟開始經(jīng)歷各種問題，導(dǎo)致挖掘效率差。第一，在鞍座塊和斗桿之間增加的間隙在鏟的部件移動時造成大的沖擊載荷。第二，大的間隙允許斗桿齒條和推壓小齒輪彼此分離，這極大地增加了輪齒上的載荷，并導(dǎo)致輪齒破壞、操作困難和增加噪音。

因此，能夠快速、精確地確定動力鏟中存在的鞍座塊填墊間隙是非常重要的。現(xiàn)有的用于鏟的維修例程需要目測檢查鞍座塊以及關(guān)于磨損率的標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)。因此，自動地、更精確地確定鞍座塊填墊間隙將提供更好的維修反饋并將提高鏟的整體性能。

發(fā)明內(nèi)容

所描述的發(fā)明設(shè)法提供一種可以確定電動繩鏟的鞍座塊填墊間隙的控制系統(tǒng)和方法。所提出的方法使用傳感器數(shù)據(jù)和線性計算來確定鞍座角(即，該鞍座塊當(dāng)前相對于鏟或者鏟的吊臂所處的角度)和鞍座角間隙。然后，通過使用與鏟斗桿的高度和鞍座塊的高度相關(guān)的信息，該方法找出用于確定鞍座塊填墊間隙的鞍座角間隙半徑。

在一個實施例中，本發(fā)明提供了一種控制工業(yè)機械操作的方法。該工業(yè)機械包括：吊臂；鏟斗桿，其附接至吊臂；鞍座塊，其在樞軸點處樞軸地安裝至吊臂；和計算機，其具有控制器。該方法包括：利用控制器處理從鞍座角傳感器接收的數(shù)據(jù)；利用控制器，使用來自鞍座角傳感器的數(shù)據(jù)確定鞍座角和鞍座角間隙；利用控制器確定鏟斗桿的高度。該方法進一步包括：利用控制器確定鞍座塊的高度；利用控制器確定鞍座間隙半徑；利用控制器，通過比較鞍座間隙半徑與斗桿高度來確定鞍座塊填墊間隙。

在另一個實施例中，本發(fā)明提供了一種工業(yè)機械。該機械包括：吊臂；鏟斗桿，其附接至吊臂；鞍座塊，其在樞軸點處樞軸地安裝至吊臂；和計算機，其具有控制器。該控制器執(zhí)行編程指令來：處理從鞍座角傳感器接收的數(shù)據(jù)；使用來自鞍座角傳感器的數(shù)據(jù)確定鞍座角和鞍座角間隙；確定鏟斗桿的高度；確定鞍座塊的高度；確定鞍座間隙半徑；以及通過比較鞍座間隙半徑和斗桿高度確定鞍座塊填墊間隙。