RU2436952C1 - Rolling drilling tool or rolling drilling bit - Google Patents
Rolling drilling tool or rolling drilling bit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2436952C1 RU2436952C1 RU2010115326/03A RU2010115326A RU2436952C1 RU 2436952 C1 RU2436952 C1 RU 2436952C1 RU 2010115326/03 A RU2010115326/03 A RU 2010115326/03A RU 2010115326 A RU2010115326 A RU 2010115326A RU 2436952 C1 RU2436952 C1 RU 2436952C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling tool
- cutting
- tool according
- cutting surface
- shaft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к шарошечному буровому инструменту или шарошечному долоту для выемки материала, в частности горной породы, полезных ископаемых или т.п., по принципу подрезки, содержащему образованную концентрически вокруг центральной оси, конически расширяющуюся к торцевой стороне шарошечного бурового инструмента режущую поверхность и опорный корпус, расположенный на внутренней стороне режущей поверхности и проходящий до торцевой стороны инструмента.The invention relates to a cone drilling tool or cone bit for excavating material, in particular rock, minerals or the like, according to the pruning principle, comprising a cutting surface formed concentrically around a central axis and expanding conically to the end side of a cone drilling tool and a supporting body located on the inside of the cutting surface and extending to the end side of the tool.
В уровне техники известны различные виды режущих систем, с помощью которых в области горных работ или дорожного строительства посредством шарошечных буровых инструментов или шарошечных долот можно проводить работы по принципу подрезки. Шарошечные буровые инструменты или шарошечные долота, которые работают по принципу подрезки, отличаются односторонними коническими корпусами инструмента или дисками, смонтированными на буровых головках или инструментальных консолях, например, проходческих машин таким образом, что шарошечные буровые инструменты могут свободно вращаться вокруг своей центральной оси. Выемка материала, в частности горной породы, твердой горной породы или полезных ископаемых, по принципу подрезки осуществляется в тонких слоях. Материал с помощью режущих поверхностей, конически расширяющихся в направлении от буровой головки и отделяющих подрезанием породу в тонких слоях, выкрошивается большей частью кусками величиной с ладонь. Чтобы достичь высокой производительности выемки, большей частью несколько шарошечных долот или шарошечных буровых инструментов располагаются на буровой головке, выполненной с возможностью вращения и/или приводимой с быстрым вращением с наложением ударных импульсов (ср., например, с DE 19838195 E1 или WO 92/10647).In the prior art, various types of cutting systems are known by which, in the field of mining or road construction, by means of cone drilling tools or cone bits, work can be carried out according to the pruning principle. Roller-boring drilling tools or roller-cutting bits, which work on the principle of trimming, are distinguished by one-sided conical tool bodies or disks mounted on drill heads or tool consoles, for example, tunneling machines in such a way that roller-boring drilling tools can rotate freely around its central axis. The extraction of material, in particular rock, hard rock or minerals, by the principle of trimming is carried out in thin layers. Material using cutting surfaces that expand conically in the direction from the drill head and cut off the rock in thin layers, is crumbled for the most part with palm-sized pieces. In order to achieve high excavation performance, for the most part several cone bits or cone drilling tools are located on a drill head that is rotatable and / or driven with quick rotation with imposing impulse impulses (compare, for example, with DE 19838195 E1 or WO 92/10647 )
Так как работающие по принципу подрезки шарошечные буровые инструменты или шарошечные долота с образованными лишь с одной стороны конически расширяющимися режущими поверхностями подводятся наклонно к разрабатываемому фронту очистного забоя, то режущие поверхности шарошечного долота и, в частности, режущие кромки в месте перехода режущей поверхности в торцевую сторону подвергаются высоким, обусловленным системой осевым усилиям. Осевые усилия в свою очередь вызывают, в частности, на режущей кромке на свободном краю режущей поверхности обусловленный системой быстрый износ отдельных долот.Since the cone-boring drilling tools or cone bits with the conically expanding cutting surfaces formed on only one side are inclined to the developed front of the working face, the cutting surfaces of the cone bit and, in particular, the cutting edges at the junction of the cutting surface to the end side subjected to high axial forces due to the system. Axial forces, in turn, cause, in particular, on the cutting edge on the free edge of the cutting surface, the system-induced rapid wear of individual bits.
Задачей изобретения является создание шарошечного бурового инструмента или шарошечного долота, срок службы или время эксплуатации которого улучшается по сравнению с уровнем техники.The objective of the invention is to provide a cone drilling tool or cone bit, the service life or operating time of which is improved compared with the prior art.
Эта задача согласно изобретению решается благодаря тому, что режущая поверхность состоит из более твердого материала, чем опорный корпус, и что опорный корпус образует кольцеобразное ребро, которое, по меньшей мере, на своей наружной окружной стенке проходит конически и которое своей внутренней окружной стенкой ограничивает свободное пространство на торцевой стороне инструмента. Благодаря взаимодействию различных пар материалов - закаленной (упрочненной) или более твердой режущей поверхности и более мягкого опорного корпуса - с одной стороны, а также свободному пространству в опорной области опорного корпуса, т.е. если рассматривать в радиальном направлении, соответственно сзади режущей поверхности, с другой стороны, достигается то, что в течение сравнительно длинного промежутка времени режущая кромка в месте перехода режущей поверхности в торцевую сторону может автоматически затачиваться. Эффект автоматической заточки (переточки) достигается, в частности, благодаря тому, что при некотором износе имеющей более высокую твердость режущей поверхности также находящийся за нею мягкий материал опорного корпуса вырабатывается вынимаемой горной породой, вследствие чего, по существу, постоянно только имеющая повышенную твердость режущая поверхность находится в контакте с подлежащим выемке материалом.This task according to the invention is achieved due to the fact that the cutting surface consists of a harder material than the supporting body, and that the supporting body forms an annular rib, which at least extends conically at least on its outer circumferential wall and which limits its free circumferential wall space on the front side of the tool. Due to the interaction of various pairs of materials - a hardened (hardened) or harder cutting surface and a softer support body - on the one hand, as well as free space in the support region of the support body, i.e. when viewed in the radial direction, respectively, from behind the cutting surface, on the other hand, it is achieved that for a relatively long period of time, the cutting edge at the point of transition of the cutting surface to the end side can be automatically sharpened. The effect of automatic sharpening (regrinding) is achieved, in particular, due to the fact that with some wear of the cutting surface having a higher hardness, the soft material of the supporting body located behind it is also produced by the removable rock, as a result of which, essentially, only the cutting surface having high hardness is constantly is in contact with the material to be excavated.
Чтобы достичь эффекта автоматической переточки инструмента согласно изобретению, не является обязательно необходимым, чтобы свободное пространство было выполнено в виде полого пространства или т.п.; свободное пространство в радиальном направлении позади опорного корпуса можно было бы также еще раз заполнить более мягким материалом, чем материал опорного корпуса. В одном предпочтительном варианте выполнения свободное пространство в тыловой части опорного корпуса выполнено все же в виде полого углубления. Особенно предпочтительно, если свободное пространство, исходя от торцевой стороны инструмента, по меньшей мере, частично проходит вдоль аксиальной протяженности режущей поверхности инструмента. Чем глубже свободное пространство выполнено в осевом направлении, тем больше будет эффективная аксиальная длина режущей поверхности, при которой может достигаться автоматическая переточка режущей кромки шарошечного долота. В полом пространстве за опорным корпусом, кроме того, может временно собираться выработанный материал опорного корпуса.In order to achieve the effect of automatic regrinding of a tool according to the invention, it is not necessary that the free space be in the form of a hollow space or the like; the free space in the radial direction behind the support body could also be filled again with softer material than the material of the support body. In one preferred embodiment, the free space in the rear of the support body is still in the form of a hollow recess. It is particularly preferable if the free space, starting from the front side of the tool, at least partially extends along the axial extent of the cutting surface of the tool. The deeper the free space is made in the axial direction, the greater will be the effective axial length of the cutting surface at which automatic grinding of the cutting edge of the cone bit can be achieved. In the hollow space behind the support body, in addition, the developed material of the support body may be temporarily collected.
В частности, в предпочтительном варианте выполнения кольцеобразное ребро между его внутренней окружной стенкой и его наружной окружной стенкой имеет точно постоянную или, по существу, постоянную толщину. Этот вариант выполнения имеет преимущество в том, что шарошечный буровой инструмент в течение всего времени его эксплуатации при переточке оказывает на машину, в которой используются шарошечные буровые инструменты, одинаковые возвратные усилия, так как независимо от степени срабатывания, следовательно, от аксиального укорачивания режущей поверхности из имеющего повышенную твердость (упрочненного) материала, должно срабатываться такое же поперечное сечение из более мягкого материала опорного корпуса, чтобы достичь того, чтобы в действенном контакте с вынимаемой горной породой находилась лишь исключительно режущая кромка из более твердого материала. Для этого внутренняя окружная стенка целесообразно является конической, благодаря чему свободное пространство или углубление также конически сужается к основанию свободного пространства. Согласно одному предпочтительному варианту выполнения угол конуса внутренней окружной стенки и угол конуса режущей поверхности могут быть точно равны. В зависимости от используемой пары материалов может быть достаточным, если толщина кольцеобразного ребра является лишь приблизительно постоянной. При этом предпочтительным образом угол конуса внутренней окружной стенки и угол конуса режущей поверхности могут отличаться друг от друга меньше чем на 8°, в частности меньше чем на 5°, предпочтительно меньше чем на 2°. В зависимости от используемой пары материалов может также изменяться толщина ребра, причем, как правило, толщина ребра большей частью в 2-10 раз больше, чем радиальная толщина режущей поверхности. В целом толщина ребра должна быть настолько тонкой, насколько возможно, чтобы одновременно более мягкий материал мог быстро срабатываться.In particular, in a preferred embodiment, the annular rib between its inner circumferential wall and its outer circumferential wall has an exactly constant or substantially constant thickness. This embodiment has the advantage that the roller cone drilling tool, during the whole time of its operation during regrinding, exerts the same return forces on the machine in which the cone boring tools are used, since regardless of the degree of actuation, therefore, from the axial shortening of the cutting surface from having an increased hardness (hardened) material, the same cross-section of the softer material of the support body must be triggered in order to achieve Hinnom contact with a removable rock was only exceptionally cutting edge of a harder material. For this, the inner circumferential wall is expediently conical, so that the free space or recess also tapers conically to the base of the free space. According to one preferred embodiment, the cone angle of the inner circumferential wall and the cone angle of the cutting surface can be exactly equal. Depending on the pair of materials used, it may be sufficient if the thickness of the annular rib is only approximately constant. Moreover, in a preferred manner, the cone angle of the inner circumferential wall and the cone angle of the cutting surface may differ from each other by less than 8 °, in particular less than 5 °, preferably less than 2 °. Depending on the pair of materials used, the thickness of the rib can also vary, moreover, as a rule, the thickness of the rib is for the most part 2-10 times greater than the radial thickness of the cutting surface. In general, the thickness of the rib should be as thin as possible so that a softer material can be quickly triggered at the same time.
Соответствующие изобретению шарошечные долота или шарошечные буровые инструменты с имеющими повышенную твердость, радиально поддерживаемыми посредством кольцеобразного опорного корпуса режущими поверхностями могут быть выполнены различным образом. Согласно одному предпочтительному варианту выполнения опорный корпус имеет цилиндрический участок шейки и конический, образующий кольцеобразное ребро краевой выступающий участок. Режущая поверхность в этом случае в одном варианте выполнения может представлять собой выполненную на конической наружной окружной стенке кольцеобразного ребра закаленную или упрочненную поверхность или твердое покрытие. Альтернативно режущая поверхность может состоять из закрепленных на конической наружной окружной стенке кольцеобразного ребра режущих сегментов или твердосплавных сегментов. Режущие сегменты или твердосплавные сегменты могут быть закреплены на наружной окружной стенке кольцеобразного ребра опорного корпуса, в частности могут быть припаяны или напаяны. Применение режущих сегментов имеет преимущество в том, что проходящая концентрически режущая поверхность может быть изготовлена относительно просто. Для того чтобы при самых высоких осевых нагрузках защитить соответствующие режущие сегменты или твердосплавные сегменты от повреждений вследствие удара или разламывания, режущие сегменты или твердосплавные сегменты могут быть закрыты, по меньшей мере, одним кольцом или закрывающим слоем, состоящим из более мягкого материала, чем режущая поверхность. Соответствующее кольцо или соответствующий закрывающий слой обеспечивают, следовательно, дополнительную фиксацию режущих сегментов и, таким образом, режущей поверхности на опорном корпусе. Материал кольца или закрывающего слоя целесообразно является также более мягким, чем материал кольцеобразного ребра, чтобы не оказать негативного влияния на эффект переточки инструмента согласно изобретению.The cone bits or cone drilling tools according to the invention with increased hardness and radially supported cutting surfaces can be made radially supported by an annular support housing in various ways. According to one preferred embodiment, the support body has a cylindrical neck portion and a conical edge portion that forms a ring-shaped rib. The cutting surface in this case, in one embodiment, can be a hardened or hardened surface or a hard coating made on a conical outer circumferential wall of an annular rib. Alternatively, the cutting surface may consist of ring segments or carbide segments mounted on a conical outer circumferential wall of an annular rib. The cutting segments or carbide segments can be fixed to the outer circumferential wall of the annular rib of the support body, in particular, can be soldered or soldered. The use of cutting segments has the advantage that a concentrically extending cutting surface can be made relatively simple. In order to protect the respective cutting segments or carbide segments from damage due to impact or breaking at the highest axial loads, the cutting segments or carbide segments can be covered with at least one ring or a cover layer consisting of a softer material than the cutting surface . The corresponding ring or corresponding closing layer provides, therefore, additional fixation of the cutting segments and, thus, the cutting surface on the support housing. The material of the ring or the cover layer is also suitably softer than the material of the ring-shaped rib so as not to adversely affect the effect of the regrinding of the tool according to the invention.
В соответствии с одним альтернативным вариантом выполнения режущая поверхность может быть составляющей частью режущего кольца, которое имеет цилиндрический участок шейки и конический краевой выступающий участок, к внутренней стороне которого прилегает опорный корпус или на внутренней стороне которого образован опорный корпус. Все режущее кольцо в этом случае может состоять из твердого сплава или другого износостойкого материала. Для того чтобы простым способом можно было закрепить соответствующие шарошечные буровые инструменты на инструментальных валах головок рабочих машин для выемки материала, в одном варианте выполнения режущее кольцо или опорный корпус на внутренней боковой поверхности участка шейки имеют скос для взаимодействующей с ним и с выполненной с возможностью разъемного соединения с инструментальным валом прижимной шайбой. При этом участок шейки одновременно может быть снабжен гнездом для вала, предпочтительно для установки без возможности проворота конца инструментального вала. Прижимная шайба может также иметь прижимной выступ со скосом и посредством винта может соединяться с концом инструментального вала. Далее альтернативно опорный корпус своим кольцеобразным ребром может разъемно прилегать к внутренней стороне режущего кольца и иметь интегрально связанное с кольцеобразным ребром основание, которое может аксиально прижиматься к участку шейки режущего кольца с помощью резьбового средства, ввинчиваемого в конец инструментального вала.In accordance with one alternative embodiment, the cutting surface may be an integral part of the cutting ring, which has a cylindrical neck portion and a conical edge protruding portion, to the inner side of which is adjacent the supporting body or on the inner side of which the supporting body is formed. The entire cutting ring in this case may consist of a hard alloy or other wear-resistant material. In order that in a simple way it would be possible to fix the corresponding roller drilling tools on the tool shafts of the heads of working machines for material extraction, in one embodiment, the cutting ring or the supporting body on the inner side surface of the neck portion are beveled for interacting with it and with detachable connection with tool shaft clamping washer. In this case, the neck section can simultaneously be equipped with a shaft socket, preferably for installation without the possibility of turning the end of the tool shaft. The clamping washer may also have a clamping protrusion with a bevel and can be connected to the end of the tool shaft by means of a screw. Further, alternatively, the support body with its ring-shaped rib can detachably abut against the inner side of the cutting ring and have a base integrally connected with the ring-shaped rib, which can axially be pressed against the neck section of the cutting ring by means of threaded means screwed into the end of the tool shaft.
Шарошечные буровые инструменты или шарошечные долота согласно изобретению особенно предпочтительным образом могут быть соединены с концом инструментального вала, который поддерживается в гнезде для вала головки машины посредством двух подшипников, расположенных на периферии хвостовика инструментального вала, а также одного упорного подшипника, аксиально поддерживающего другой, свободный, конец вала. Соответствующее расположение инструментальных валов для шарошечных буровых инструментов в головках машины имеет самостоятельное изобретательское значение и применимо также для шарошечных буровых инструментов, которые имеют выполненные за одно целое режущие поверхности из единственного материала или из материала с однородной твердостью.Roller-boring drilling tools or roller-bit according to the invention can be particularly preferably connected to the end of the tool shaft, which is supported in the socket for the shaft of the machine head by means of two bearings located on the periphery of the tool shaft, and one axial bearing axially supporting the other, free, shaft end. The corresponding arrangement of tool shafts for roller cone drilling tools in the machine heads is of independent inventive value and is also applicable to cone roller tools that have integrally made cutting surfaces of a single material or of a material with uniform hardness.
Опорный корпус может состоять, например, из стали, а режущая поверхность может представлять собой закаленную поверхность или состоять из твердого слоя, нанесенного, например, наплавкой на наружную окружную поверхность опорного корпуса, или речь может идти с самого начала о различных материалах, таких как, например, твердый сплав для режущих поверхностей, режущего кольца или режущих сегментов, а также сталь или т.п., для опорного корпуса.The support body may consist, for example, of steel, and the cutting surface may be a hardened surface or consist of a hard layer deposited, for example, by surfacing on the outer circumferential surface of the support body, or it may be from the very beginning about various materials, such as, for example, carbide for cutting surfaces, cutting rings or cutting segments, as well as steel or the like, for a support housing.
Другие преимущества и варианты выполнения изобретения следуют из приведенного ниже описания показанных схематически на чертежах примеров выполнения шарошечного бурового инструмента или шарошечного долота. На чертежах показано:Other advantages and embodiments of the invention result from the following description of exemplary embodiment of a cone drilling tool or cone bit shown schematically in the drawings. The drawings show:
фиг.1 - сильно упрощенный вид сверху головки работающей по принципу подрезки машины с несколькими расположенными на головке машины шарошечными долотами согласно изобретению, схематическое изображение,figure 1 is a greatly simplified top view of the head working on the principle of trimming the machine with several located on the head of the machine cone bits according to the invention, a schematic representation,
фиг.2 - головка машины из фиг.1, вид сбоку с частичным разрезом,figure 2 - the head of the machine of figure 1, a side view with a partial section,
фиг.3 - шарошечный буровой инструмент, вид сверху торцевой стороны,figure 3 - cone drilling tool, a top view of the front side,
фиг.4 - разрез по горизонтали шарошечного бурового инструмента из фиг.3,figure 4 is a horizontal sectional view of the cone drilling tool of figure 3,
фиг.5 - шарошечный буровой инструмент согласно второму примеру выполнения, вид сверху режущей поверхности,5 is a cone drilling tool according to a second embodiment, a top view of the cutting surface,
фиг.6 - шарошечный буровой инструмент с режущими сегментами согласно третьему примеру выполнения,6 is a cone drilling tool with cutting segments according to a third embodiment,
фиг.7 - шарошечный буровой инструмент согласно четвертому примеру выполнения, в разрезе,Fig.7 - cone drilling tool according to the fourth example of execution, in section,
фиг.8 - шарошечный буровой инструмент согласно пятому примеру выполнения, в разрезе,Fig.8 is a cone drilling tool according to a fifth exemplary embodiment, in section,
фиг.9 - шарошечный буровой инструмент согласно шестому примеру выполнения.Fig.9 - cone drilling tool according to the sixth embodiment.
Фиг.1 и 2 показывают для не представленной машины для выемки материалов, например горной породы, у изображенного схематически фронта 1 очистного забоя головку 2 машины, которая посредством приводного вала 3 вращается вокруг центральной оси 4 головки 2 машины. Головка 2 машины, например, посредством приводного вала 3 может быть установлена на туннелепроходческой машине, штрековой проходческой машине, проходческой машине частичного или полного разрушения или на машине, работающей с наложением ударных импульсов. В приведенном примере выполнения головка 2 машины имеет три гнезда 5 для валов, в которых соответственно расположены инструментальные валы 6. На свободном, выступающем на фронтальной стороне 2' из головки 2 машины конце 7 каждого инструментального вала 6 закреплен без возможности проворота шарошечный буровой инструмент, обозначенный в целом позицией 10 и работающий по принципу подрезки. Как можно уже хорошо видеть на фиг.2, в случае шарошечных буровых инструментов или шарошечных долот 10 речь идет о конических с одной стороны дисковых резцах с конически расширяющейся в направлении свободной торцевой стороны 11 режущей поверхностью 12 по периметру. Инструментальные валы 6 расположены в гнездах 5 с возможностью вращения вокруг оси M вращения инструментальных валов 6, а опирание осуществляется посредством двух прилегающих к хвостовой части инструментального вала 6, расположенных на расстоянии друг от друга с помощью втулки 8 радиальных подшипников 30, а также другого прилегающего к заднему концу 7' вала упорного подшипника 31, который контропирается на закрывающую плиту 32, которая несколькими винтами 33 прикреплена к задней стороне головки 2 машины и закрывает гнездо 5 для вала. При демонтированном шарошечном долоте 10 и демонтированном предохранительном кольце 34 инструментальные валы 6 можно вытащить из гнезд 5 с задней стороны головки 2 машины. Верхний, показанный на фиг.2 радиальный подшипник 30 является плавающим подшипником, а нижний радиальный подшипник 30 - неподвижным подшипником. Все гнездо 5 защищено от проникания грязи и влаги с помощью уплотнения 59 вала. Упорный подшипник 31 обеспечивает чрезвычайно эффективное подпирание инструментальных валов 6 на задних концах 7' валов даже при высоких осевых усилиях, которые могут возникнуть на фронте 1 очистного забоя при подрезном откалывании кусков 1' материала, как показано на фиг.2.Figures 1 and 2 show, for an unrepresented machine for extracting materials, for example rock, at the front of the face 1 shown schematically, the
В процессе работы головка 2 машины перемещается в рабочем направлении A с помощью поворотных рычагов или перемещения рабочей машины. Одновременно головка 2 машины вращается вокруг центральной оси 4 в направлении стрелки R (фиг.1). Так как инструментальные валы 6 установлены с возможностью свободного вращения, то также шарошечные долота 10 могут перемещаться, вращаясь вокруг центральной оси M, благодаря чему режущие поверхности 12, которые на фиг.2 на показанном в разрезе шарошечном долоте 10 представлены в виде черных полос, могут равномерно изнашиваться по периметру. Вследствие вращательного движения головки 2 машины и благодаря конической или выполненной в форме клина режущей поверхности 12 на шарошечных долотах 10 подлежащий выемке материал удаляется, послойно подрезаясь в направлении стрелки A.During operation, the
Фиг.3 и 4 показывают шарошечное долото 10 из фиг.1 и 2 в деталях. Фиг.3 изображает вид обращенной в процессе работы к головке машины нижней стороны 13 с режущей поверхностью 12, конически расширяющейся к наружному периметру 14. Шарошечное долото 10 имеет массивный цельный опорный корпус 15, который интегрально снабжен гнездом 16 для вала для свободного конца инструментального вала (7, фиг.2) а также снабжено центрально относительно центральной оси M центральным отверстием 17 для крепежного винта (9, фиг.2) для соединения без возможности проворота опорного корпуса 15 с концом инструментального вала. Опорный корпус 15, который, в частности, может изготавливаться из стали, имеет цилиндрический по периметру участок 18 шейки, который проходит от нижней стороны 13 шарошечного долота 10. Участок 18 шейки интегрально переходит в конически расширяющийся краевой выступающий участок 19. На конической наружной окружной стенке 20 краевого выступающего участка 19 опорного корпуса 15 образована режущая поверхность 12, которая здесь выполнена с поверхностной закалкой или с нанесенным слоем твердого сплава. Режущая поверхность 12 согласно изобретению состоит предпочтительно из значительно более износостойкого и более твердого материала, чем материал опорного корпуса 15. Образующие режущую поверхность 12 твердосплавное покрытие или поверхностная закалка проходят равномерно по периметру по наружной окружной стенке 20 краевого выступающего участка 19. Обращенная от гнезда 16 для вала, перпендикулярная центральной оси M торцевая сторона 11 шарошечного долота 10 одновременно снабжена центральным углублением 21, которое проходит здесь приблизительно на трети длины в осевом направлении опорного корпуса 15. Углубление 21, которое может состоять, например, из расточенного отверстия на торцевой стороне 11 опорного корпуса 15 или из изготовленной другим способом выемки, образует свободное пространство, которое ограничивает поперечное сечение предоставленного опорным корпусом 15 на торцевой стороне 11 материала до узкого кольцеобразного ребра 22. Узкое кольцеобразное ребро 22 имеет в радиальном направлении, т.е. перпендикулярно центральной оси M шарошечного долота 10, постоянную толщину ребра от основания 23 углубления 21 до торцевой стороны 11. Углубление 21 образует свободное пространство и совместно с различными парами материалов более твердой режущей поверхности 12 и более мягкого, имеющего форму ребра опорного корпуса 15 способствует или поддерживает автоматическую заточку режущей поверхности 12 шарошечного долота 10. Так как режущая поверхность 12 при выемке с подрезкой находится в зацеплении с вынимаемым материалом, то режущая поверхность 12, в частности, на краевой кромке 14 подвергается медленному износу. Как только режущая кромка сработается, то также существенно более мягкий материал опорного корпуса на торцевой стороне 11 тотчас же вырабатывается подлежащим выемке материалом, благодаря чему всегда чисто отогнутая и упрочненная режущая кромка 14 в месте перехода режущей поверхности 12 в торцевую сторону 11 находится в действенном контакте с подлежащим выемке материалом. Этот автоматический эффект переточки устанавливается вплоть до обозначенной на фиг.4 граничной линии V износа, которая находится незначительно выше основания 23 углубления 21 и вплоть до которой каждое шарошечное долото 10 может изнашиваться при остающихся, по существу, постоянными противодействующих усилиях, которые оказываются на головку машины. Постоянству радиальной толщины кольцеобразного ребра 22 в шарошечном долоте 10 на фиг.3 и 4 способствует, по существу, то, что внутренняя окружная стенка 24 выполненного в виде кольцеобразного ребра 22 краевого выступающего участка 19 опорного корпуса 15 имеет, по существу, такой же угол конуса или скоса относительно центральной оси M, что и режущая поверхность 12, а также наружная, окружная стенка 20. Угол конуса или угол скоса в показанном примере выполнения составляет приблизительно 45°.Figures 3 and 4 show the
Фиг.5 показывает шарошечное долото 60 согласно другому примеру выполнения. Как и в предыдущем примере выполнения, шарошечное долото 60 имеет цельный опорный корпус 65 с конически расширяющейся в направлении наружной кромки 64 режущей поверхностью 62. В центре на нижней стороне опорного корпуса 65 в цилиндрическом участке 66 шейки образовано гнездо 67 для вала для конца инструментального вала. В отличие от предыдущего примера выполнения режущая поверхность 62 выполнена не с поверхностной закалкой или нанесенным покрытием, а конически расширяющаяся режущая поверхность 62 образуется с помощью многих, в настоящем случае, например, семнадцати, режущих сегментов, напаянных на коническую наружную окружную стенку опорного корпуса 65 или закрепленных иным способом. Каждый режущий сегмент 90 согласно изобретению имеет значительно более высокую твердость, чем материал опорного корпуса 65, а опорный корпус 65 радиально сзади краевого выступающего участка, на конически расширяющуюся наружную окружную стенку которого опираются режущие сегменты 90, имеет кольцеобразное ребро, которое снабжено углублением в виде свободного пространства, чтобы также при образованной режущими сегментами 90 режущей поверхности 62 достичь автоматического эффекта переточки.5 shows a
На фиг.6 показан другой пример выполнения шарошечного долота 110 с массивным, цельным опорным корпусом 115, который имеет участок 119 шейки, который интегрально имеет включающий в себя гнездо 116 для вала и примыкающий к нему и конически расширяющийся краевой выступающий участок 119, который в центре снабжен углублением 121, так что сзади режущей поверхности 112 образовано исключительно кольцеобразное ребро с постоянной толщиной в качестве поддерживающей части опорного корпуса 115. Как и в примере выполнения на фиг.5, режущая поверхность 112 не имеет окружного упрочнения, а состоит из отдельных режущих сегментов 140, напаянных на конически расширяющуюся наружу наружную окружную стенку 120 кольцеобразного ребра 122. В отличие от предыдущего примера выполнения все режущие сегменты 140 по периметру снабжены закрывающим слоем 145 по всей длине в осевом направлении режущей поверхности 112. В показанном примере выполнения закрывающий слой 145 простирается приблизительно от режущей кромки 114 в месте перехода режущей поверхности 112 в торцевую сторону 11 вплоть до цилиндрической периферии участка 118 шейки. Вместо сплошного закрывающего слоя могли бы также вокруг отдельных сегментов 140 проходить по периметру одно или несколько колец, чтобы поддержать их фиксацию на имеющем вид кольцеобразного ребра опорном корпусе в области краевого выступающего участка 119. Материал закрывающего слоя 145 или кольца является предпочтительно как значительно более мягким, чем материал режущих сегментов 140, так и более мягким или, по меньшей мере, таким же мягким, как и материал опорного корпуса 115. Закрывающий слой 145 можно, например, напаять.Fig. 6 shows another exemplary embodiment of a
На фиг.7 представлено шарошечное долото 210, в котором опорный корпус 215 снова имеет участок 218 шейки и конически расширяющийся краевой выступающий участок 219, который из-за углубления 221 в торцевой стороне 211 радиально позади режущей поверхности 212 сужен в кольцеобразное ребро 222 с конической наружной окружной стенкой 220, а также параллельной ей внутренней окружной стенкой 224. Режущая поверхность 212 состоит из поверхностной закалки, из напаянного износостойкого слоя или из нанесенных режущих сегментов и является более твердой, чем материал опорного корпуса в кольцеобразном ребре 222. Закрепление без возможности проворота опорного корпуса 215 на конце 207 инструментального вала 206 осуществляется в этом случае посредством отдельной прижимной шайбы 235, которая может привинчиваться к концу 207 вала с помощью крепежного винта 209. Конец 207 вала имеет многократную ступенчатость и в центральной части - глухое отверстие 227, а снаружи - ступень (уступ) 228. К наружной ступени 228 конца 207 вала прилегает снабженный цилиндрическим центральным отверстием 225 участок 218 шейки опорного корпуса 215. Опорный корпус 215 своим центральным отверстием 225 может надвигаться на ступень 228 на конце 207 вала. В месте перехода центрального отверстия 225 в основание 223 углубления 221 выполнена скошенная прижимная поверхность 226, к которой прижимное кольцо 235 противолежащим скосом 236 на своей периферии может прижиматься за счет затягивания винта 209. При взаимодействии обеих скошенных прижимных поверхностей 226, 236 опорное кольцо 215 прижимается к концу 207 вала, так что оно закрепляется на инструментальном валу 206 без возможности проворота и одновременно с возможностью разъема. Материал опорного корпуса 215 является значительно более мягким, чем материал режущей поверхности 212, чтобы во взаимодействии с углублением 221 устанавливать эффект переточки на режущей поверхности 212.Fig. 7 shows a
Фиг.8 показывает другой пример выполнения шарошечного долота 310 согласно изобретению, которое выполнено с возможностью закрепления на снабженном многократной ступенчатостью конце 307 инструментального вала. Шарошечное долото 310 имеет режущее кольцо 346, которое имеет цилиндрический участок 347 шейки и конически расширяющийся в наружном направлении в форме ребра краевой выступающий участок 348. Краевой выступающий участок 348 своей наружной окружной поверхностью образует режущую поверхность 312 для подрезающей выемки горной породы. Все режущее кольцо 346 состоит из более износостойкого материала, чем опорный корпус 315, который в шарошечном долоте 310 одновременно образует прижимной элемент для жесткого зажимания режущего кольца 346 на конце 307 вала посредством крепежного винта 309. Для достижения эффекта переточки опорный корпус 315, образующий одновременно прижимной элемент, имеет выполненный в форме кольцеобразного ребра, расширяющийся в наружном направлении краевой выступающий участок 319, который переходит в донный участок 375, ограничивающий свободное пространство 321 внутри внутренней окружной стенки 324 опорного корпуса 315. Опорный корпус 315 может свободно прилегать к режущему кольцу 346 или быть с ним жестко соединенным, причем все же в смонтированном состоянии имеющий форму кольцеобразного ребра краевой выступающий участок 319 своей наружной окружной стенкой 320 прилегает или прижимается к внутренней боковой поверхности 348' режущего кольца 346. Фиксирование без возможности проворота режущего кольца 346 на конце 307 вала достигается благодаря взаимодействию прижимного скоса 326 на конце 307 вала, а также прижимного скоса 336 в месте перехода нижней стороны режущего кольца 346 в центральное отверстие 325 режущего кольца 346. Также в случае шарошечного долота 310 благодаря предусмотренной согласно изобретению комбинации свободного пространства 321 и различных материалов режущего кольца 346, с одной стороны, и суженного в радиальном направлении сзади режущей поверхности 312 кольцеобразного ребра 322 опорного корпуса 315, с другой стороны, соответствующая режущая кромка может автоматически затачиваться.Fig. 8 shows another exemplary embodiment of a
Фиг.9 показывает шестой пример выполнения шарошечного долота 410, которое снова может закрепляться без возможности проворота на ступенчатом конце 407 вала с помощью крепежного винта 409. Также и в этом случае режущая поверхность 412 на режущем кольце 446 выполнена из твердого сплава или т.п. и образуется на режущем кольце 446 конически расширяющейся окружной поверхностью. Фиксирование режущего кольца 446 на конце 407 вала осуществляется с помощью прижимной шайбы 435, которая на окружном (периферическом) краю имеет прижимной скос 436, который прижимается к другому прижимному скосу 426 на режущем кольце 446. Опорный корпус 415 в шарошечном долоте 410 состоит, правда, только из кольцеобразного корпуса с поперечным сечением в форме параллелограмма и с параллельными друг другу наружной окружной стенкой 420 и внутренней окружной стенкой 423. Опорное кольцо припаяно или зафиксировано с помощью анкерного крепления на внутренней окружной поверхности 428' имеющего форму ребра краевого выступающего участка 428 режущего кольца 446. Опорное кольцо 415 выполнено настолько тонким, насколько возможно, чтобы достичь того, чтобы образованная интегрально на режущем кольце 446 режущая поверхность 412 была выполнена достаточно стабильной для процесса подрезки.Fig. 9 shows a sixth embodiment of a
Во всех примерах выполнения материал режущей поверхности должен бы иметь прочность или твердость, которые значительно выше, чем у материала опорного корпуса. Различная степень твердости может изменяться в зависимости от цели применения. Использование стали для опорного корпуса и нанесение путем наплавки твердого сплава для режущей поверхности приведены лишь в качестве примера и не ограничивают объем защиты.In all examples, the material of the cutting surface should have a strength or hardness that is significantly higher than that of the material of the supporting body. Different degrees of hardness may vary depending on the purpose of the application. The use of steel for the support body and deposition by hardfacing of the hard alloy for the cutting surface are given only as an example and do not limit the scope of protection.
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010115326/03A RU2436952C1 (en) | 2007-09-18 | 2007-09-18 | Rolling drilling tool or rolling drilling bit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010115326/03A RU2436952C1 (en) | 2007-09-18 | 2007-09-18 | Rolling drilling tool or rolling drilling bit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2436952C1 true RU2436952C1 (en) | 2011-12-20 |
Family
ID=45404378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010115326/03A RU2436952C1 (en) | 2007-09-18 | 2007-09-18 | Rolling drilling tool or rolling drilling bit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2436952C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574654C1 (en) * | 2015-01-26 | 2016-02-10 | Открытое акционерное общество "Копейский машиностроительный завод" | Fastening of cutting head of cutting loading machine |
US10808531B2 (en) | 2016-05-27 | 2020-10-20 | Joy Global Underground Mining Llc | Cutting device with tapered cutting element |
-
2007
- 2007-09-18 RU RU2010115326/03A patent/RU2436952C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574654C1 (en) * | 2015-01-26 | 2016-02-10 | Открытое акционерное общество "Копейский машиностроительный завод" | Fastening of cutting head of cutting loading machine |
US10808531B2 (en) | 2016-05-27 | 2020-10-20 | Joy Global Underground Mining Llc | Cutting device with tapered cutting element |
RU2738928C2 (en) * | 2016-05-27 | 2020-12-18 | ДЖОЙ ГЛОБАЛ АНДЕРГРАУНД МАЙНИНГ ЭлЭлСи | Cutting head with segmented cutting disc |
US10989050B2 (en) | 2016-05-27 | 2021-04-27 | Joy Global Underground Mining Llc | Cutting head having segmented cutting disc |
US11499426B2 (en) | 2016-05-27 | 2022-11-15 | Joy Global Underground Mining Llc | Cutting device with tapered cutting element |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6962395B2 (en) | Non-rotatable protective member, cutting tool using the protective member, and cutting tool assembly using the protective member | |
CA2415116C (en) | Stump grinding apparatus | |
US5873423A (en) | Frustum cutting bit arrangement | |
US8061783B2 (en) | Bit holder block with non-rotating wear sleeve | |
US6113195A (en) | Rotatable cutting bit and bit washer therefor | |
KR101037881B1 (en) | Rotary cutting bit with material-deflecting ledge | |
CA2699807C (en) | Roller drill or roller bit | |
US20120319454A1 (en) | Retainer Sleeve and Washer for Cutting Tool | |
US5318351A (en) | Cutting tool bit assembly | |
US6131676A (en) | Small disc cutter, and drill bits, cutterheads, and tunnel boring machines employing such rolling disc cutters | |
EP2254718B1 (en) | Rotatable cutting tool with superhard cutting member | |
US20130169022A1 (en) | Radial and conical tools with compression band retainer | |
US20170254201A1 (en) | Protective wear sleeve for cutting element | |
US20070205652A1 (en) | Rotatable Cutting Tool | |
RU2436952C1 (en) | Rolling drilling tool or rolling drilling bit | |
US20240075542A1 (en) | Circular Cutting Tools With Polycrystalline Diamond Composite (PDC) Cutting Bits | |
US20120019044A1 (en) | Holder Block for Both Radial and Conical Tool Picks | |
US6044919A (en) | Rotary spade drill arrangement | |
JP2019039219A (en) | Drilling blade body | |
US7017683B2 (en) | Cutter for tunnel boring machine | |
CN102433828A (en) | Two piece tool holder assembly | |
RU2755106C1 (en) | Composite cutter with mounting device on operating member of machine | |
AU747836B2 (en) | Advancing device for boring sections of roadway, tunnels or similar | |
RU2168016C1 (en) | Cutter for mining machines |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200919 |