BR112018074507B1

BR112018074507B1 - CUTTING DEVICE AND CUTTING HEAD WITH WEARING ELEMENTS

Info

Publication number: BR112018074507B1
Application number: BR112018074507-3A
Authority: BR
Inventors: Joaquim Antonio Soares De Sousa; Michael Laing
Original assignee: Joy Global Underground Mining Llc
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2023-06-13

Abstract

"DISPOSITIVO DE CORTE E CABEÇA DE CORTE CUTTING COM ELEMENTOS DE DESGASTE" Um dispositivo de corte para uma cabeça de corte inclui um disco, uma pluralidade de elementos de corte fixados ao disco e uma pluralidade de elementos de desgaste fixados ao disco. O disco rotaciona em torno de um eixo geométrico de rotação e o disco inclui uma aresta periférica. Os elementos de corte estão afastados uns dos outros ao longo da aresta periférica do disco. Os elementos de desgaste estão espaçados uns dos outros e dos elementos de corte."CUTTING DEVICE AND CUTTING CUTTING HEAD WITH WEARING ELEMENTS" A cutting device for a cutting head includes a disk, a plurality of cutting elements attached to the disk, and a plurality of wearing elements attached to the disk. The disk rotates about an axis of rotation and the disk includes a peripheral edge. The cutting elements are spaced apart along the peripheral edge of the disk. The wear elements are spaced apart from each other and from the cutting elements.

Description

CROSS-REFERENCE TO RELATED ORDERS

[0001] Este pedido reivindica o benefício do pedido provisório dos Estados Unidos n° 62/342.438, depositado previamente em 27 de maio de 2016, pedido provisório dos Estados Unidos n° 62/342.254, depositado em 27 de maio de 2016, e o pedido de patente provisório dos Estados Unidos n° 62/446,799, depositado em 16 de janeiro de 2017. Todo o conteúdo destes documentos é aqui incorporado como referência.[0001] This application claims the benefit of United States Provisional Application No. 62/342,438, filed May 27, 2016, United States Provisional Application No. 62/342,254, filed May 27, 2016, and the United States Provisional Patent Application No. 62/446,799, filed January 16, 2017. The entire contents of these documents are incorporated herein by reference.

BACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] A presente invenção se refere a máquinas para mineração ou escavação, e mais particularmente a um mecanismo de corte para uma máquina para mineração ou escavação.[0002] The present invention relates to machines for mining or excavation, and more particularly to a cutting mechanism for a machine for mining or excavation.

[0003] As máquinas de mineração podem incorporar discos de corte para engajar paredes de rocha a fim de cortar e remover rocha e/ou mineral. O disco de corte pode ser rotacionado e acionado para cortar a parede de rocha em um ângulo estreito para gerar forças de cisalhamento para causar a fratura da rocha. Cada disco de corte tem uma pluralidade de brocas ou botões posicionados na periferia do disco.[0003] Mining machines can incorporate cutting discs to engage rock walls in order to cut and remove rock and/or mineral. The cutting wheel can be rotated and driven to cut the rock wall at a narrow angle to generate shear forces to cause the rock to fracture. Each cutting wheel has a plurality of drills or knobs positioned on the periphery of the wheel.

[0004] Em um aspecto, um dispositivo de corte para cortar rocha, uma pluralidade de elementos de corte, e uma pluralidade de elementos de desgaste. O disco rotaciona em torno de um eixo geométrico de rotação e inclui uma aresta periférica. A pluralidade de elementos de corte é presa ao disco e estão afastadas umas das outras ao longo da aresta periférica do disco. A pluralidade de elementos de desgaste é fixada ao disco e os elementos de desgaste estão espaçados uns dos outros e dos elementos de corte.[0004] In one aspect, a cutting device for cutting rock, a plurality of cutting elements, and a plurality of wear elements. The disk rotates around an axis of rotation and includes a peripheral edge. The plurality of cutting elements are attached to the disc and are spaced apart along the peripheral edge of the disc. The plurality of wear elements are attached to the disc and the wear elements are spaced apart from each other and from the cutting elements.

[0005] Em outro aspecto, uma cabeça de corte para remoção de rocha de uma parede de rocha inclui uma lança configurada para ser apoiada em uma estrutura, um mecanismo de acionamento e um dispositivo de corte suportado na lança e acionado pelo mecanismo de acionamento. O dispositivo de corte inclui um disco, uma pluralidade de elementos de corte e uma pluralidade de elementos de desgaste. O disco rotaciona em torno de um eixo geométrico de rotação e inclui uma aresta periférica. A pluralidade de elementos de corte está presa ao disco e estão afastados uns dos outros ao longo da aresta periférica do disco. A pluralidade de elementos de desgaste é presa ao disco e os elementos de desgaste estão espaçados uns dos outros e dos elementos de corte.[0005] In another aspect, a cutting head for removing rock from a rock wall includes a boom configured to be supported on a frame, a drive mechanism, and a cutting device supported on the boom and driven by the drive mechanism. The cutting device includes a disc, a plurality of cutting elements and a plurality of wear elements. The disk rotates around an axis of rotation and includes a peripheral edge. The plurality of cutting elements are attached to the disc and are spaced apart along the peripheral edge of the disc. The plurality of wear elements are attached to the disk and the wear elements are spaced apart from each other and from the cutting elements.

[0006] Em ainda outro aspecto, o dispositivo de corte inclui um disco, uma pluralidade de elementos de corte e uma pluralidade de elementos de desgaste. O disco rotaciona em torno de um eixo geométrico de rotação e o disco inclui uma aresta periférica. A pluralidade de elementos de corte está presa ao disco e os elementos de corte estão afastados uns dos outros ao longo da aresta periférica do disco. Cada um dos elementos de corte se projeta do disco em uma primeira direção por uma primeira distância. A pluralidade de elementos de desgaste é presa ao disco e os elementos de desgaste estão espaçados uns dos outros e dos elementos de corte. Cada um dos elementos de desgaste se projeta do disco na primeira direção por uma segunda distância menor que a primeira distância.[0006] In yet another aspect, the cutting device includes a disc, a plurality of cutting elements and a plurality of wear elements. The disk rotates about an axis of rotation and the disk includes a peripheral edge. The plurality of cutting elements are attached to the disk and the cutting elements are spaced apart along the peripheral edge of the disk. Each of the cutting elements projects from the disk in a first direction for a first distance. The plurality of wear elements are attached to the disk and the wear elements are spaced apart from each other and from the cutting elements. Each of the wear elements protrudes from the disc in the first direction by a second distance less than the first distance.

[0007] Outras características e aspectos tornar-se-ão evidentes pela consideração da descrição detalhada seguinte e as figuras.[0007] Other features and aspects will become evident by consideration of the following detailed description and figures.

BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0008] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma máquina de mineração.[0008] Figure 1 is a perspective view of a mining machine.

[0009] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma cabeça de corte de uma máquina de mineração.[0009] Figure 2 is a perspective view of a cutting head of a mining machine.

[0010] A Figura 2A é uma vista em seção transversal da cabeça de corte da Figura 2, vista ao longo da secção 2A - 2A.[0010] Figure 2A is a cross-sectional view of the cutter head of Figure 2, seen along section 2A - 2A.

[0011] A Figura 3 é uma vista em perspectiva de uma secção transversal de um disco de corte para a cabeça de corte da Figura 2, vista ao longo da seção 3—3.[0011] Figure 3 is a perspective view of a cross-section of a cutting disc for the cutting head of Figure 2, viewed along section 3—3.

[0012] A Figura 4 é uma vista lateral de uma porção do disco de corte da Figura 3.[0012] Figure 4 is a side view of a portion of the cutting disc of Figure 3.

[0013] A Figura 5 é uma vista em planta de uma porção do disco de corte da Figura 3.[0013] Figure 5 is a plan view of a portion of the cutting disc of Figure 3.

[0014] A Figura 6 é uma vista em secção transversal do disco de corte da Figura 3, visto ao longo da seção 6-6 na Figura 4.[0014] Figure 6 is a cross-sectional view of the cutting disc of Figure 3, seen along section 6-6 in Figure 4.

[0015] A Figura 7 é uma vista em perspectiva de uma broca de desgaste.[0015] Figure 7 is a perspective view of a wear drill.

[0016] A Figura 8 é uma vista em perspectiva de uma broca de corte.[0016] Figure 8 is a perspective view of a cutting drill.

[0017] A Figura 9 é uma vista em perspectiva de uma seção transversal de um disco de corte de acordo com outra concretização.[0017] Figure 9 is a perspective view of a cross-section of a cutting wheel according to another embodiment.

[0018] A Figura 10 é uma vista lateral de uma porção do disco de corte da Figura 9.[0018] Figure 10 is a side view of a portion of the cutting disc of Figure 9.

[0019] A Figura 11 é uma vista em planta de uma porção do disco de corte da Figura 9.[0019] Figure 11 is a plan view of a portion of the cutting disc of Figure 9.

[0020] A Figura 12 é uma seção transversal ampliada do disco de corte da Figura 11 apresentada ao longo da seção 12—12.[0020] Figure 12 is an enlarged cross-section of the cutting wheel of Figure 11 shown along section 12—12.

[0021] A Figura 13 é uma vista em perspectiva de uma seção transversal de um disco de corte de acordo com outra concretização.[0021] Figure 13 is a perspective view of a cross-section of a cutting wheel according to another embodiment.

[0022] A Figura 14 é uma vista lateral de uma porção do disco de corte da Figura 13.[0022] Figure 14 is a side view of a portion of the cutting disc of Figure 13.

[0023] Antes de quaisquer concretizações serem explicadas em detalhe, deve ser apreciado que a invenção não é limitada em sua aplicação aos detalhes construtivos e à disposição dos componentes estabelecidos na descrição a seguir ou ilustrados nas figuras. A invenção é capaz de concretizações diversas e de ser praticada ou de ser concretizada de várias maneiras. Além disso, deve ser entendido que a fraseologia e terminologia aqui utilizadas são para o propósito descritivos e não devem ser consideradas como limitantes. O uso de “incluindo”, “compreendendo” ou “tendo” e variações dos mesmos, pretende abranger os itens listados a seguir e seus equivalentes, bem como itens adicionais. Os termos “montado”, “conectado” e “acoplado” são usados de forma ampla e abrangem montagem direta, indireta, conexão e acoplamento. Além disso, “conectados” e “acoplados” não estão restritos a conexões ou acoplamentos físicos ou mecânicos, e podem incluir conexões ou acoplamentos elétricos ou hidráulicos, sejam diretos ou indiretos. Além disso, comunicações eletrônicas e notificações podem ser realizadas usando qualquer meio conhecido, incluindo conexões diretas, conexões sem fio, etc.[0023] Before any embodiments are explained in detail, it should be appreciated that the invention is not limited in its application to the constructive details and arrangement of components set out in the description below or illustrated in the figures. The invention is capable of diverse embodiments and of being practiced or embodied in various ways. Furthermore, it is to be understood that the phraseology and terminology used herein are for descriptive purposes and are not to be construed as limiting. The use of “including”, “comprising” or “having” and variations thereof, is intended to cover the items listed below and their equivalents, as well as additional items. The terms “assembled”, “connected” and “coupled” are used broadly and include direct, indirect, connection and coupling. Furthermore, “connected” and “coupled” are not restricted to physical or mechanical connections or couplings, and may include electrical or hydraulic connections or couplings, whether direct or indirect. In addition, electronic communications and notifications may be carried out using any known means, including direct connections, wireless connections, etc.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0024] A Figura 1 ilustra uma máquina de mineração exemplificativa 10 incluindo uma estrutura 14, uma lança 18 e uma cabeça de corte 22 suportada na lança 18 para engajar em uma parede de mina. A estrutura 14 inclui um sistema de acionamento incluindo dispositivos de tração, tais como trilhos 30, para mover a estrutura 14 sobre uma superfície de suporte ou piso de mina. Na concretização ilustrada, a armação 14 inclui ainda uma cabeça de coleta 32 posicionada adjacente ao piso da mina próxima da cabeça de corte 22.[0024] Figure 1 illustrates an exemplary mining machine 10 including a frame 14, a boom 18 and a cutter head 22 supported on boom 18 for engaging a mine wall. Frame 14 includes a drive system including traction devices, such as rails 30, for moving frame 14 over a support surface or mine floor. In the illustrated embodiment, the frame 14 further includes a collection head 32 positioned adjacent the mine floor next to the cutter head 22.

[0025] A cabeça de coleta 32 inclui uma plataforma 34 e elementos rotativos 38 que direcionam o material de corte da plataforma 34 para um transportador 42. Em algumas concretizações, a estrutura 14 pode também incluir braços para direcionar o material de corte para a plataforma 34. Na concretização ilustrada, a máquina de mineração 10 inclui uma única cabeça de corte; em outras concretizações, a máquina 10 pode incluir múltiplas cabeças de corte.[0025] The collection head 32 includes a platform 34 and rotating elements 38 that direct the cutting material from the platform 34 to a conveyor 42. In some embodiments, the frame 14 may also include arms to direct the cutting material to the platform 34. In the illustrated embodiment, mining machine 10 includes a single cutter head; in other embodiments, machine 10 may include multiple cutter heads.

[0026] Como mostrado nas Figuras 2 e 3, a cabeça de corte 22 inclui um disco de corte 50 que tem uma aresta externa ou aresta periférica 54, e o disco de corte 50 engaja em uma parede de mina (não mostrada) para remover a rocha da parede. Na concretização ilustrada, a cabeça de corte 22 inclui ainda um suporte 58 e um braço 62. O disco 50 é acoplado ao suporte 58, que é suportado para rotação (por exemplo, pelos rolamentos 64 - Figura 2A) em relação ao braço 62 sobre um eixo geométrico de rotação 66. Na concretização ilustrada, o disco de corte 50 e/ou o suporte 58 podem rotacionar livremente em relação ao braço 62. Como mostrado na Figura 2A, na concretização ilustrada, o braço 62 inclui um eixo mecânico 70 suportando o suporte 58, e a cabeça de corte 22 inclui ainda um conjunto excitador para induzir a oscilação da cabeça de corte 22. O conjunto do excitador inclui uma massa excêntrica excitadora 80 acoplada a um eixo mecânico 82 e suportado para rotação no braço 62, e um motor 84 para acionar mecanicamente a massa excitadora 80 para rotacionar. A rotação da massa excitadora 80 faz com que a cabeça de corte 22 (incluindo o disco de corte 50) oscile.[0026] As shown in Figures 2 and 3, the cutting head 22 includes a cutting disc 50 having an outer edge or peripheral edge 54, and the cutting disc 50 engages a mine wall (not shown) to remove the rock of the wall. In the illustrated embodiment, the cutter head 22 further includes a support 58 and an arm 62. The disk 50 is coupled to the support 58, which is supported for rotation (e.g., by bearings 64 - Figure 2A) relative to the arm 62 about an axis of rotation 66. In the illustrated embodiment, the cutting wheel 50 and/or the support 58 can freely rotate relative to the arm 62. As shown in Figure 2A, in the illustrated embodiment, the arm 62 includes a mechanical axis 70 supporting the support 58, and the cutter head 22 further includes an exciter assembly to induce oscillation of the cutter head 22. The exciter assembly includes an eccentric exciter mass 80 coupled to a mechanical shaft 82 and supported for rotation in the arm 62, and a motor 84 for mechanically driving the exciter mass 80 to rotate. Rotation of exciter 80 causes cutting head 22 (including cutting disc 50) to oscillate.

[0027] Em algumas concretizações, a cabeça de corte e o disco podem operar de maneira semelhante à da máquina de mineração divulgada na publicação do pedido de patente US 2014/0077578, depositado em 16 de setembro de 2013, cujo conteúdo total é aqui incorporado como referência. Em outras concretizações, a cabeça de corte e o disco funcionam de um modo semelhante ao mecanismo de corte divulgado na patente US7,934,776, publicada em 3 de maio de 2011, cujo conteúdo total é aqui incorporado como referência. Em outras concretizações, o disco de corte pode ser acionado para rotacionar de modo diverso.[0027] In some embodiments, the cutting head and the disk can operate in a similar way to the mining machine disclosed in the publication of the patent application US 2014/0077578, filed on September 16, 2013, the full content of which is incorporated herein as reference. In other embodiments, the cutting head and disc function similarly to the cutting mechanism disclosed in US patent 7,934,776, issued May 3, 2011, the entire contents of which are incorporated herein by reference. In other embodiments, the cutting wheel can be driven to rotate differently.

[0028] Como mostrado nas Figuras 2 e 3, o disco de corte 50 inclui um suporte principal 74 fixado ao suporte 58 e um anel de corte 78 que se estende em torno do suporte principal 74. O anel de corte 78 forma a aresta periférica 54 posicionada dentro de um plano 86 (Figura 6). Na concretização ilustrada, a aresta periférica 54 é formado em uma junção entre uma superfície de extremidade 90 (Figura 3) do anel de corte 78 (por exemplo, uma extremidade distal do disco 50) e uma superfície lateral externa ou superfície periférica 94 do anel de corte 78. Em algumas concretizações, o plano 86 é coplanar com a superfície de extremidade 90 do anel de corte 78 e é perpendicular ao eixo geométrico de rotação 66 (Figura 2) do disco de corte 50. A superfície periférica 94 pode ter uma forma substancialmente cilíndrica ou frusto-cônica, e pode se estender em torno do eixo geométrico de rotação 66. Em algumas concretizações, o anel de corte 78 pode ser formado como uma pluralidade de seções radiais independentemente fixadas ao suporte principal 74.[0028] As shown in Figures 2 and 3, the cutting wheel 50 includes a main support 74 attached to the support 58 and a cutting ring 78 that extends around the main support 74. The cutting ring 78 forms the peripheral edge 54 positioned within a plane 86 (Figure 6). In the illustrated embodiment, the peripheral edge 54 is formed at a junction between an end surface 90 (Figure 3) of the cutting ring 78 (e.g., a distal end of the disc 50) and an outer side surface or peripheral surface 94 of the ring. cutting edge 78. In some embodiments, plane 86 is coplanar with end surface 90 of cutting ring 78 and is perpendicular to axis of rotation 66 (Figure 2) of cutting wheel 50. Peripheral surface 94 may have a substantially cylindrical or frusto-conical shape, and may extend around the axis of rotation 66. In some embodiments, the cutting ring 78 may be formed as a plurality of radial sections independently attached to the main support 74.

[0029] O anel de corte 78 inclui uma pluralidade de poços 102 (Figura 3) posicionada ao longo da aresta periférica 54. Os poços 102 são configurados para receberem elementos de corte ou botões de corte ou brocas de corte 114. Além disso, o disco 50 inclui elementos de desgaste ou botões de desgaste ou brocas de desgaste 118. Na concretização ilustrada, o disco de corte 50 é formado a partir de materiais rígidos, tais como aço ou outros metais. As brocas de corte 114 são construídas a partir de um primeiro material e as brocas de desgaste 118 são construídas a partir de um segundo material. Em algumas concretizações, o segundo material é mais duro que o primeiro material. As brocas de desgaste 118 resistem ao desgaste na estrutura do anel de corte 78 e/ou no suporte principal 74 e, potencialmente, nas brocas de corte 114, causados pelo encaixe entre o disco de corte 50 e os estratos de rocha.[0029] The cutting ring 78 includes a plurality of wells 102 (Figure 3) positioned along the peripheral edge 54. The wells 102 are configured to receive cutting elements or cutting buttons or cutting bits 114. disc 50 includes wear elements or wear buttons or wear bits 118. In the illustrated embodiment, cutting disc 50 is formed from rigid materials, such as steel or other metals. Cutting bits 114 are constructed from a first material and grinding bits 118 are constructed from a second material. In some embodiments, the second material is harder than the first material. The wear bits 118 resist wear on the cutting ring structure 78 and/or main support 74 and potentially the cutter bits 114 caused by engagement between the cutting wheel 50 and rock strata.

[0030] Referindo agora às Figuras 3 a 6, as brocas de corte 114 estão dispostas a intervalos regulares ao longo da aresta periférica 54 do anel de corte 78. Na concretização ilustrada, cada broca de desgaste 118 está posicionada na aresta periférica 54 e disposta diretamente entre duas brocas de corte adjacentes 114, e as brocas de corte 114 e as brocas de desgaste 118 alternam-se ao longo do perímetro do disco 50. Em outras concretizações, as brocas de corte 114 e as broca de desgaste 118 podem ser dispostas em uma sequência diferente.[0030] Referring now to Figures 3 to 6, the cutting bits 114 are arranged at regular intervals along the peripheral edge 54 of the cutting ring 78. In the illustrated embodiment, each wear bit 118 is positioned on the peripheral edge 54 and arranged directly between two adjacent cutters 114, and the cutters 114 and the cutters 118 alternate along the perimeter of the disk 50. In other embodiments, the cutters 114 and the cutters 118 can be arranged in a different sequence.

[0031] Como mostrado na Figura 6, cada broca de desgaste 118 inclui um eixo geométrico longitudinal 122 orientado em um ângulo oblíquo A em relação ao plano 86. Em algumas concretizações, o ângulo A está entre aproximadamente 0 graus e aproximadamente 90 graus. Além disso, cada broca de corte 114 inclui um eixo geométrico longitudinal 126 orientado em um ângulo oblíquo B em relação ao plano de corte 86.[0031] As shown in Figure 6, each grinding drill 118 includes a longitudinal axis 122 oriented at an oblique angle A with respect to plane 86. In some embodiments, the angle A is between approximately 0 degrees and approximately 90 degrees. Furthermore, each cutting bit 114 includes a longitudinal axis 126 oriented at an oblique angle B with respect to the cutting plane 86.

[0032] Na concretização ilustrada, o eixo geométrico longitudinal 126 de cada broca de corte 114 e o eixo geométrico longitudinal 122 de cada broca de desgaste 118 estão orientados substancialmente no mesmo ângulo. Os eixos geométricos longitudinais 122, 126 se estendem através da aresta periférica 54.[0032] In the illustrated embodiment, the longitudinal axis 126 of each cutting bit 114 and the longitudinal axis 122 of each grinding bit 118 are oriented at substantially the same angle. Longitudinal axes 122, 126 extend across peripheral edge 54.

[0033] Na modalidade ilustrada, cada broca de corte 114 se projeta da superfície do anel de corte 78 a uma distância D1, enquanto a broca de desgaste 118 se afasta do anel de corte 78 a uma distância D2. Na concretização ilustrada, a distância D1 é maior que a distância D2. Dito de outro modo, a broca de corte 114 podem se projetar do disco de corte 50 mais do que a broca de desgaste 118. Além disso, as distâncias D1 e D2 podem ter, cada uma, um componente radial e um componente axial. Como aqui utilizado, o termo “radial” refere-se a uma direção que é perpendicular ou substancialmente perpendicular ao eixo geométrico de rotação 66, enquanto que o termo “axial” refere-se a uma direção que é paralela ou substancialmente paralela ao eixo geométrico de rotação 66. O componente radial da distância D1 pode ser maior que o componente radial da distância D2, e/ou o componente axial da distância D1 pode ser maior que o componente axial da distância D2.[0033] In the illustrated embodiment, each cutting drill 114 projects from the surface of the cutting ring 78 at a distance D1, while the wear drill 118 moves away from the cutting ring 78 at a distance D2. In the illustrated embodiment, distance D1 is greater than distance D2. Stated another way, the cutting bit 114 can protrude from the cutting wheel 50 more than the grinding bit 118. Furthermore, the distances D1 and D2 can each have a radial component and an axial component. As used herein, the term "radial" refers to a direction that is perpendicular or substantially perpendicular to the axis of rotation 66, while the term "axial" refers to a direction that is parallel or substantially parallel to the axis of rotation 66. of rotation 66. The radial component of distance D1 may be greater than the radial component of distance D2, and/or the axial component of distance D1 may be greater than the axial component of distance D2.

[0034] Com referência às Figuras 7 e 8, cada broca de desgaste 118 inclui uma porção principal ou porção cilíndrica 134 e porções de extremidade 138 (Figura 7). Na concretização ilustrada, cada porção de extremidade 138 tem uma forma semiesférica ou em domo. A porção cilíndrica 134 é dimensionada e moldada para ser recebida no disco de corte 50 (por exemplo, dentro de uma de uma pluralidade de poços 106 - Figura 6) com uma das porções de extremidade 138 se projetando do disco de corte 50 para engajar a parede de rocha. Em algumas concretizações, a porção cilíndrica 134 tem um diâmetro entre aproximadamente 4 mm e aproximadamente 10 mm. Em algumas concretizações, o diâmetro da porção cilíndrica 134 é de aproximadamente 7 mm. Adicionalmente, em outras concretizações, a broca de desgaste 118 pode ter uma forma balística, uma forma parabólica ou qualquer outra forma considerada útil para esta aplicação.[0034] With reference to Figures 7 and 8, each wear drill 118 includes a main portion or cylindrical portion 134 and end portions 138 (Figure 7). In the illustrated embodiment, each end portion 138 is hemispherical or domed in shape. The cylindrical portion 134 is sized and shaped to be received in the cutting wheel 50 (e.g., within one of a plurality of pits 106 - Figure 6) with one of the end portions 138 projecting from the cutting wheel 50 to engage the rock wall. In some embodiments, the cylindrical portion 134 has a diameter between approximately 4 mm and approximately 10 mm. In some embodiments, the diameter of the cylindrical portion 134 is approximately 7 mm. Additionally, in other embodiments, the grinding bit 118 may have a ballistic shape, a parabolic shape, or any other shape considered useful for this application.

[0035] Como mostrado na Figura 8, na concretização ilustrada, cada broca de corte 114 inclui uma porção principal ou porção cilíndrica 142 e uma porção de extremidade 146 tendo duas superfícies geralmente planas 150 juntas ao longo de uma ponta ou aresta 154, e o eixo geométrico longitudinal 126 de cada broca de corte 114 se estende através da porção cilíndrica 142 e aresta 154. Em outras concretizações, a porção de extremidade 146 pode ter uma forma diferente (por exemplo, cônica, parabólica, balística, etc.). A porção cilíndrica 142 está posicionada dentro de um dos poços 102 (Figura 3) no disco de corte 50, e a aresta 154 de cada broca 114 se projeta do poço 102 para engajar a parede de rocha. Em algumas concretizações, a porção cilíndrica 142 tem um diâmetro entre aproximadamente 12 mm e aproximadamente 20 mm. Em algumas concretizações, o diâmetro da porção cilíndrica 142 é de aproximadamente 16 mm. Quando as brocas de corte 114 são recebidas dentro dos poços 102, as arestas 154 são deslocadas e geralmente alinhadas com a aresta periférica 54 do disco de corte 50. As arestas 154 são orientadas em um ângulo em relação ao eixo geométrico de rotação 66 do corte disco 50.[0035] As shown in Figure 8, in the illustrated embodiment, each cutting bit 114 includes a main portion or cylindrical portion 142 and an end portion 146 having two generally flat surfaces 150 joined along a point or edge 154, and the Longitudinal axis 126 of each cutting bit 114 extends through cylindrical portion 142 and edge 154. In other embodiments, end portion 146 may have a different shape (e.g., conical, parabolic, ballistic, etc.). The cylindrical portion 142 is positioned within one of the pits 102 (Figure 3) in the cutting wheel 50, and the edge 154 of each bit 114 projects from the pit 102 to engage the rock wall. In some embodiments, the cylindrical portion 142 has a diameter between approximately 12 mm and approximately 20 mm. In some embodiments, the diameter of the cylindrical portion 142 is approximately 16 mm. When the cutting bits 114 are received into the pits 102, the edges 154 are displaced and generally aligned with the peripheral edge 54 of the cutting disc 50. The edges 154 are oriented at an angle to the axis of rotation 66 of the cutting disk 50.

[0036] Com referência continuada às Figuras 7 e 8, em algumas formas de concretização, as brocas de desgaste 118 são construídas a partir de um material mais duro do que as brocas de corte 114. Em uma construção exemplificativa, as brocas de desgaste 118 podem ser formadas a partir de carboneto e pelo menos uma porção das pontas de corte 114, como a porção de extremidade 146, pode ser formada a partir de carboneto (por exemplo, um carboneto de grau mais macio do que as brocas de desgaste 118). Em outras concretizações, as brocas de desgaste 118 e/ou as brocas de corte 114 podem ser formadas a partir de outros materiais. O posicionamento e o material das brocas de desgaste 118 reduzem vantajosamente o desgaste das brocas de corte 114 quando as brocas de corte 114 engajam os estratos de rochas durante a operação, ao mesmo tempo que evitam danos no próprio disco de corte 50 durante a operação. Além disso, o tamanho e dureza relativos das brocas de corte 114 e das brocas de desgaste 118 são configurados para desgastar a taxas predeterminadas, de tal modo que cada uma das brocas de corte 114 e broca de desgaste 118 têm uma duração útil substancialmente semelhante. Ou seja, as brocas de corte 114 e as brocas de desgaste 118 se degradam em um plano substancialmente nivelado com o disco de corte 50, aproximadamente à mesma velocidade.[0036] With continued reference to Figures 7 and 8, in some embodiments, the wear bits 118 are constructed from a harder material than the cutting bits 114. In an exemplary construction, the wear bits 118 may be formed from carbide and at least a portion of the cutting tips 114, such as the end portion 146, may be formed from carbide (e.g., a softer grade carbide than the grinding bits 118) . In other embodiments, the grinding bits 118 and/or the cutting bits 114 can be formed from other materials. The placement and material of the cutting bits 118 advantageously reduce wear on the cutting bits 114 when the cutting bits 114 engage rock strata during operation, while preventing damage to the cutting wheel 50 itself during operation. Furthermore, the relative size and hardness of the cutter bits 114 and the cutter bits 118 are set to wear at predetermined rates such that the cutter bits 114 and the cutter 118 each have a substantially similar service life. That is, the cutting bits 114 and the grinding bits 118 degrade in a plane substantially flush with the cutting wheel 50 at approximately the same rate.

[0037] As Figuras 9-12 ilustram um disco de corte 450 de acordo com outra concretização. O disco de corte 450 é semelhante ao disco de corte 50 acima descrito em relação às Figuras 3-6, e características semelhantes são identificadas com números de referência semelhantes, mais 400. As brocas de corte 514 estão dispostas a intervalos regulares ao longo de uma aresta periférica 454 do anel de corte 478, e as brocas de desgaste 518 estão dispostas ao longo de uma superfície de extremidade plana 490 do anel de corte 478 em vez de diretamente entre as brocas de corte 514 ao longo da aresta periférica 454. Na concretização ilustrada, cada broca de desgaste 518 está posicionada entre brocas de corte adjacentes 514, mas afastada da aresta 454. Cada uma das brocas de corte 514 e brocas de desgastes 518 é substancialmente semelhante às brocas de corte 114 e brocas de desgaste 118 descritas acima. Deve ser notado que a colocação das brocas de desgaste 518 de acordo com esta construção pode ser utilizada em vez de, ou em conjunto com, a colocação das brocas de desgaste 118 a partir da construção das Figuras 3-6.[0037] Figures 9-12 illustrate a cutting wheel 450 according to another embodiment. Cut-off wheel 450 is similar to cut-off wheel 50 described above with respect to Figures 3-6, and similar features are identified with like reference numerals, plus 400. Cut-off bits 514 are disposed at regular intervals along a row. peripheral edge 454 of the cutting ring 478, and the wear bits 518 are disposed along a flat end surface 490 of the cutting ring 478 rather than directly between the cutting bits 514 along the peripheral edge 454. In the embodiment Illustrated, each cutter drill 518 is positioned between adjacent cutter bits 514, but spaced apart from edge 454. Each of the cutter drills 514 and grind drill 518 is substantially similar to the cutter drill 114 and grind drill 118 described above. It should be noted that the placement of the wear bits 518 according to this construction can be used instead of, or in conjunction with, the placement of the wear bits 118 from the construction of Figures 3-6.

[0038] O posicionamento das brocas de desgaste 518 na superfície de extremidade 490 permite que as brocas de desgaste 518 absorvam uma carga axial no disco de corte 450 da parede de rocha durante a operação. As brocas de desgaste 518 em da mesma maneira também evitam o desgaste na superfície de extremidade 190 do anel de corte 478. Na concretização ilustrada, as brocas de desgaste 518 se projetam para além das brocas de corte 514 em uma direção axial (Figura 12). Em algumas construções, as brocas de corte 514 podem originalmente se projetar em uma distância axial do disco de corte 450 para além das brocas de desgaste 518, de tal modo que as brocas de corte 514 se desgastam axialmente até atingirem o nível das brocas de desgaste 518. Quando as brocas de desgaste 518 se projetam por uma distância axial igual (ou maior) às brocas de corte 514, as brocas de desgaste 518 degradam-se e desgastam-se, absorvendo alguma da carga de corte. Como resultado, as brocas de desgaste 518 podem retardar o desgaste das brocas de corte 514 de modo a prolongar a vida operacional do disco de corte 450 (Figura 12).[0038] The positioning of the wear bits 518 on the end surface 490 allows the wear bits 518 to absorb an axial load on the rock wall cutting disc 450 during operation. The wear bits 518 in like manner also prevent wear on the end surface 190 of the cutting ring 478. In the illustrated embodiment, the wear bits 518 project beyond the cut bits 514 in an axial direction (Figure 12) . In some constructions, the cutting bits 514 may originally project an axial distance from the cutting wheel 450 beyond the grinding bits 518, such that the cutting bits 514 wear axially until they reach the level of the wearing bits. 518. When the wear bits 518 extend an equal (or greater) axial distance as the cutting bits 514, the wear bits 518 degrade and wear, absorbing some of the cutting load. As a result, the wear bits 518 can retard the wear of the cutting bits 514 so as to extend the operating life of the cutting wheel 450 (Figure 12).

[0039] As Figuras 13-14 ilustram um disco de corte 850 de acordo com uma terceira concretização. O disco de corte 850 é semelhante ao disco de corte 450 descrito acima e características semelhantes são identificadas com números de referência semelhantes, mais 400. O disco de corte 850 inclui brocas de corte 914 dispostas a intervalos regulares ao longo de uma aresta periférica 894 de um anel de corte 878, e as brocas de desgaste 918 estão dispostas em ambas as superfícies de extremidade 890 do anel de corte 878 e em uma superfície lateral ou periférica 894 do anel de corte 878. Cada uma das brocas de corte 914 e peças de desgaste 918 são substancialmente semelhantes às brocas de corte 114 e brocas de desgaste 118 descritas acima. Deve ser notado que a colocação das brocas de desgaste 918 de acordo com esta construção pode ser utilizada em vez de, ou em conjunção com, a colocação de broca de desgaste 118 a partir da construção das Figuras 3-6. Adicionalmente, em outras concretizações (não mostradas), as brocas de desgaste 918 podem ser posicionados apenas na superfície lateral 894 do disco de corte 950.[0039] Figures 13-14 illustrate a cutting wheel 850 according to a third embodiment. Cutting wheel 850 is similar to cutting wheel 450 described above and similar features are identified with similar reference numerals, plus 400. Cutting wheel 850 includes cutting bits 914 disposed at regular intervals along a peripheral edge 894 of a cutting ring 878, and the wear bits 918 are disposed on both end surfaces 890 of the cutting ring 878 and on a lateral or peripheral surface 894 of the cutting ring 878. Each of the cutting bits 914 and parts of The cutting bits 918 are substantially similar to the cutting bits 114 and grinding bits 118 described above. It should be noted that the rout placement 918 according to this construction may be used instead of, or in conjunction with, the rout placement 118 from the construction of Figures 3-6. Additionally, in other embodiments (not shown), the grinding bits 918 can be positioned only on the side surface 894 of the cutting wheel 950.

[0040] Com referência continuada às Figuras 13-14, o posicionamento das brocas de desgaste 918 permite similarmente que as brocas de desgaste 918 dispostas na superfície de extremidade 890 absorvam uma carga axial no disco de corte 850 da parede de rocha durante a operação. As brocas de desgaste 918 dispostas na superfície lateral ou periférica 894 do disco de corte 850 minimizam a penetração das brocas de corte 914 na parede de rocha para reduzir os efeitos prejudiciais de grandes forças de impacto repetitivas nas brocas de corte 914. Além disso, o desgaste as brocas 918 aumentam uma área de contato para o disco de corte 850, reduzindo assim o desgaste global das brocas de corte 814 e do disco de corte 850.[0040] With continued reference to Figures 13-14, the positioning of the wear bits 918 similarly allows the wear bits 918 disposed on the end surface 890 to absorb an axial load on the rock wall cutting wheel 850 during operation. Wear bits 918 disposed on the lateral or peripheral surface 894 of the cutting wheel 850 minimize penetration of the cutting bits 914 into the rock wall to reduce the detrimental effects of large repetitive impact forces on the cutting bits 914. wear the 918 bits increase a contact area for the 850 cutting wheel, thereby reducing the overall wear of the 814 cutting bits and the 850 cutting wheel.

[0041] Embora vários aspectos tenham sido descritos em detalhe com referência a certas concretizações, existem variações e modificações dentro do escopo e espírito de um ou mais aspectos independentes, como descrito. Várias características e vantagens são apresentadas nas reivindicações.[0041] While various aspects have been described in detail with reference to certain embodiments, there are variations and modifications within the scope and spirit of one or more independent aspects as described. Several features and advantages are presented in the claims.

Claims

1. CUTTING DEVICE for cutting rock, the cutting arrangement characterized in that it comprises: a disk (50, 450, 850) configured to rotate around a geometric axis of rotation (66), the disk (50, 450, 850) including a peripheral edge (54, 454, 854); a plurality of cutting elements (114, 514, 914) attached to the disc (50, 450, 850), the cutting elements (114, 514, 914) spaced apart along the peripheral edge (54, 454, 854 ) of the disc (50, 450, 850); and a plurality of wear elements (118, 518, 918) attached to the disc (50, 450, 850), the wear elements (118, 518, 918) spaced apart from each other and the cutting elements (114, 514, 914), the wear elements (118, 518, 918) constructed of a material having a hardness greater than the hardness of the cutting element (114, 514, 914).

2. CUTTING DEVICE, according to claim 1, characterized in that the cutting elements (114, 514, 914) project from the disk (50, 450, 850) in a first direction by a first distance (D1) , and wherein the wear elements (118, 518, 918) project from the disc (50, 450, 850) in the first direction by a second distance (D2) less than the first distance (D1).

3. CUTTING DEVICE, according to claim 2, characterized in that the first direction is oriented parallel to the geometric axis of rotation (66).

4. CUTTING DEVICE according to any one of claims 1 to 3, characterized in that each wear element (118, 518, 918) is positioned between adjacent cutting elements (114, 514, 914).

5. CUTTING DEVICE, according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the at least some of the wear elements (118) are positioned on the peripheral edge (54) of the disk (50), with each element of wear (118) on the peripheral edge (54) positioned between two adjacent cutting elements (114).

6. CUTTING DEVICE according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the at least some of the wear elements (518, 918) are away from the peripheral edge (454, 854) and positioned in an oriented plane perpendicular to the axis of rotation (66).

7. CUTTING DEVICE according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the at least some of the wear elements (918) are away from the peripheral edge (854) and positioned on a peripheral surface (894) that extends around the axis of rotation (66).

8. CUTTER HEAD (22) for removing rock from a rock wall, the cutter head (22) comprising: a spear (18) configured to be supported on a frame (14); a drive mechanism (84); and a cutting device supported on the lance (18) and driven by the drive mechanism (84), the cutting device characterized in that it comprises a disk (50, 450, 850) rotating around a geometric axis of rotation (66 ), the disc (50, 450, 850) including a peripheral edge (54, 454, 854), a plurality of cutting elements (114, 514, 914) attached to the disc (50, 450, 850), the cutting elements cut (114, 514, 914) separated from one another along the peripheral edge of the disk (50, 450, 850), and a plurality of wear elements (118, 518, 918) attached to the disk (50, 450, 850 ), the wear elements (118, 518, 918) spaced apart from each other and the cutting elements (114, 514, 914), the wear elements (118, 518, 918) having a hardness greater than the hardness of the cutting elements cut (114, 514, 914).

9. CUTTING HEAD, according to claim 8, characterized in that the cutting elements (114, 514, 914) project from a disc surface (50, 450, 850) in a first direction by a first distance (D1), and the wear elements (118, 518, 918) project from the disc surface (50, 450, 850) in the first direction by a second distance (D2) less than the first distance (D1).

10. CUTTER HEAD, according to claim 9, characterized in that the first direction is oriented parallel to the geometric axis of rotation (66).

11. CUTTER HEAD, according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the at least some of the wear elements (118) are positioned on the peripheral edge (54) of the disk (50), each element being wear on the peripheral edge (54) positioned between two adjacent cutting elements (114).

12. CUTTER HEAD according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the at least some of the wear elements (518, 918) are away from the peripheral edge (454, 854) and positioned in an oriented plane perpendicular to the axis of rotation (66).

13. CUTTER HEAD according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the at least some of the wear elements (918) are away from the peripheral edge (854) and positioned on a peripheral surface (894) that extends around the axis of rotation (66).

14. CUTTING DEVICE characterized by the fact that it comprises: a disk (50, 450, 850) configured to rotate around a geometric axis of rotation (66), the disk (50, 450, 850) including a peripheral edge (54 , 454, 854); a plurality of cutting elements (114, 514, 914) attached to the disc (50, 450, 850), the cutting elements (114, 514, 914) spaced apart along the peripheral edge (54, 454, 854 ) of the disk (50, 450, 850), each of the cutting elements (114, 514, 914) projecting from the disk (50, 450, 850) in a first direction by a first distance (D1); and a plurality of wear elements (118, 518, 918) attached to the disc (50, 450, 850), the wear elements (118, 518, 918) spaced apart from each other and the cutting elements (114, 514, 914), at least some of the wear elements (118, 518, 918) being displaced from the peripheral edge (54, 454, 854) in a direction parallel to the axis of rotation (66) or in a direction perpendicular to the axis of rotation ( 66).

15. CUTTING DEVICE, according to claim 14, characterized in that each of the cutting elements (114, 514, 914) has a first hardness, in which each of the wear elements (118, 518, 918) has a second hardness greater than the first hardness.

16. CUTTING DEVICE, according to claim 14 or 15, characterized in that each of the cutting elements (114, 514, 914) projects from the disk (50, 450, 850) in a first direction by a first distance (D1), whereby each of the wear elements (118, 518, 918) projects from the disk (50, 450, 850) in the first direction by a second distance (D2) less than the first distance (D1).

17. CUTTING DEVICE according to any one of claims 14 to 16, characterized in that the first direction is oriented parallel to the geometric axis of rotation (66).

18. CUTTING DEVICE according to any one of claims 14 to 16, characterized in that the first direction is oriented perpendicular to the geometric axis of rotation (66).

19. CUTTING DEVICE according to any one of claims 14 to 18, characterized in that at least some of the wear elements (118, 518, 918) are positioned on the peripheral edge (54, 454, 854) of the disc (50, 450, 850) in an alternating configuration with the cutting elements (114, 514, 914).