ВРАЩАЮЩИЙСЯ РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ С КОРПУСОМ В ФОРМЕ ПЕРЕВЕРНУТОГО КОНУСА Российский патент 2011 года по МПК E02F9/28 E21C35/18 

Предпосылки к созданию изобретения

Настоящее изобретение относится к вращающемуся режущему инструменту, который может быть использован для пробивания толщи грунта, например, такого как асфальтовое дорожное полотно, угольные пласты, залежи полезных ископаемых и т.п. Более конкретно, настоящее изобретение относится к вращающемуся режущему инструменту, который может быть использован для пробивания толщи грунта и который имеет корпус повышенной прочности и конфигурации, обеспечивающий улучшенные эксплуатационные характеристики вращающегося режущего инструмента.

До сих пор вращающийся режущий инструмент использовался для пробивания толщи грунта, например, такого как асфальтовое дорожное полотно. Такие вращающиеся режущие инструменты содержат удлиненный корпус, обычно выполненный из стали, и твердый наконечник (или вставную режущую пластину), прикрепленный к корпусу режущего инструмента на его осевом переднем конце. Твердый наконечник обычно выполнен из твердого материала, например, такого как сцементированный (кобальтом) карбид вольфрама. Вращающийся режущий инструмент удерживается или закрепляется с возможностью вращения в отверстии держателя инструмента или, в качестве альтернативы, в отверстии втулки, которая в свою очередь закрепляется в отверстии держателя.

Держатель прикреплен к приводному элементу, например, такому как приводной барабан машины для разравнивания дороги. В некоторых вариантах ведомый элемент (например, барабан) содержит сотни держателей, каждый из которых имеет вращающийся режущий инструмент. Следовательно, приводной элемент может содержать сотни вращающихся режущих инструментов. Приводной барабан приводится в действие (например, вращается) таким образом, чтобы твердый наконечник каждого вращающегося режущего инструмента пробивал или оказывал ударное воздействие на толщу грунта (например, асфальтовое дорожное полотно), тем самым разрушая и разбивая материал на мелкие части.

Особенно при проведении работ по разравниванию дорог, в которых вращающиеся режущие инструменты пробивают асфальт, так называемый угол отрыва (который иногда называется углом разрушения) меньше по сравнению с другими, более хрупкими материалами, например, такими как уголь. В связи с этим можно определить угол отрыва как угол между центральной продольной осью вращающегося режущего инструмента и плоскостью, которая обычно находится на поверхности разрушения обломка или фрагмента.

При пробивании таких материалов, как асфальт, у которых угол отрыва мал, зона контакта между вращающимся режущим инструментом, в частности корпусом режущего инструмента, и асфальтом увеличивается. Данное увеличение зоны бокового контакта имеет, по меньшей мере, два последствия.

Одним из таких последствий является то, что данное увеличение зоны контакта повышает сопротивление продвижению вращающегося через асфальт, что, следовательно, требует увеличения мощности приводного барабана. Даже если существует возможность увеличения мощности приводного барабана, такое увеличение повышает стоимость самой машины, а также стоимость эксплуатации машины для разравнивания дороги. Таким образом, становится понятно, что существует крайняя необходимость в создании усовершенствованного вращающегося режущего инструмента, который может быть использован для пробивания толщи грунта, в котором отсутствует необходимость в увеличении мощности приводного барабана для обеспечения удовлетворительной работы при пробивании материала, имеющего малый угол отрыва. Наряду с этим существует необходимость в создании усовершенствованного вращающегося режущего инструмента, имеющего такую конфигурацию, чтобы уменьшить степень сопротивления вращающемуся режущему инструменту при пробивании толщи грунта, особенно когда такой инструмент используется для пробивания таких материалов, как асфальт, галит, природный гипс, полевой шпат или трона, которые имеют малый угол отрыва.

Другим указанным последствием является то, что данное увеличение зоны контакта приводит к увеличению абразивного износа вращающегося и особенно абразивному износу стального корпуса режущего инструмента. Участок данного износа на стальном режущем инструменте в некоторых случаях может находиться вблизи его осевого переднего конца, что подвергает риску целостность паяного соединения между твердым наконечником и стальным корпусом режущего инструмента. Преждевременное разрушение паяного соединения между твердым наконечником и корпусом инструмента обычно приводит к потере твердого наконечника, которая фактически означает завершение эксплуатации вращающегося режущего инструмента. Потеря твердого наконечника обычно также приводит к снижению общей эффективности эксплуатации машины для разравнивания дороги.

Таким образом, становится понятным, что существует крайняя необходимость в создании усовершенствованного вращающегося режущего инструмента, содержащего корпус, имеющий конфигурацию, уменьшающую степень абразивного износа корпуса во время эксплуатации и, особенно, степень абразивного износа корпуса при пробивании таких материалов, как асфальты, которые имеют малый угол отрыва. Становится также понятным, что существует крайняя необходимость в создании усовершенствованного вращающегося режущего инструмента, который содержит корпус, имеющий такую конфигурацию, которая улучшает или повышает защиту паяного соединения между твердым наконечником и корпусом во время работы и, особенно, при пробивании таких материалов, как асфальты, которые имеют малый угол отрыва.

Помимо абразивного износа, которому подвергается вращающийся режущий инструмент (и особенно его корпус) при использовании в машинах для разравнивания дороги (или в других применениях, в которых вращающийся режущий инструмент пробивает толщу грунта), существует значительное напряжение, воздействующее на вращающийся режущий инструмент, включая корпус. Если корпус не обладает достаточной прочностью, то существует риск его преждевременного разрушения. Такое преждевременное разрушение корпуса является нежелательным результатом, который обычно приводит к окончанию эксплуатации вращающегося режущего инструмента и снижению эффективности работы машины, такой как машина для разравнивания дороги. Таким образом, существует крайняя необходимость в создании усовершенствованного вращающегося режущего инструмента, имеющего корпус, обладающий достаточной прочностью для снижения вероятности преждевременного разрушения корпуса.

Краткое описание изобретения

В соответствии с одним аспектом настоящее изобретение представляет собой вращающийся режущий инструмент, включающий корпус, имеющий осевой передний конец и осевой задний конец. Корпус имеет также осевую длину. Твердый наконечник, который имеет удаленный конец, прикреплен к корпусу на его осевом переднем конце. Корпус содержит участок задней поверхности, расположенный по оси за удаленным концом твердого наконечника, при этом участок задней поверхности имеет поперечный размер. Участок задней поверхности включает осевой передний поперечный размер и минимальный поперечный размер, который находится по оси за осевым передним поперечным размером. Осевой передний размер превышает минимальный поперечный размер. Участок задней поверхности имеет осевую длину в пределах приблизительно от 10% до 35% от осевой длины корпуса.

В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение представляет собой вращающийся режущий инструмент, имеющий корпус, включающий осевой передний конец и осевой задний конец. Корпус имеет осевую длину. Твердый наконечник прикреплен к корпусу на его осевом переднем конце. Корпус содержит промежуточный участок и участок задней поверхности, расположенный по оси перед промежуточным участком. Участок задней поверхности имеет поперечный размер. Поперечный размер участка задней поверхности уменьшается в осевом заднем направлении. Участок задней поверхности имеет осевую длину в пределах приблизительно от 10% до 35% от осевой длины корпуса режущего инструмента.

В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение представляет собой корпус режущего инструмента для использования с твердым наконечником. Корпус режущего инструмента включает осевой передний конец и осевой задний конец. Корпус имеет осевую длину. Корпус содержит участок задней поверхности, имеющий поперечный размер, который включает осевой передний поперечный размер и минимальный поперечный размер, который находится по оси за осевым передним поперечным размером. Осевой передний размер превышает минимальный поперечный размер. Участок задней поверхности имеет осевую длину в пределах приблизительно от 10% до 35% от осевой длины корпуса режущего инструмента.

Краткое описание чертежей

Ниже приведено краткое описание чертежей, которые являются частью данной заявки.

Фиг.1 изображает вид сбоку конкретного варианта осуществления вращающегося режущего инструмента, расположенного в центральном канале держателя инструмента (или блока), который прикреплен к поверхности приводного элемента (например, барабана) и в котором блок разрезан таким образом, чтобы открыть осевой задний элемент вращающегося в канале держателя.

Фиг.2 изображает схематичный вид стальной заготовки, гибочного пуансона и сегментных матриц для холодной штамповки осевой передней части корпуса в соответствии с конкретным вариантом осуществления вращающегося режущего инструмента, проиллюстрированного на фиг.1, и в котором пуансон еще не вошел в плотный контакт со стальной заготовкой.

Фиг.3 изображает схематичный вид стальной заготовки, гибочного пуансона и сегментных матриц для холодной штамповки, в котором процесс холодной штамповки осевой передней части корпуса завершен.

Фиг.4 изображает схематичный вид стальной заготовки, гибочного пуансона и сегментных матриц для холодной штамповки, в котором процесс холодной штамповки осевой задней части корпуса завершен.

Фиг.5 изображает вид сбоку стального корпуса режущего инструмента, выполненного посредством холодной штамповки в соответствии с конкретным вариантом осуществления, проиллюстрированным на фиг.1.

Фиг.6 изображает вид сбоку стального корпуса режущего инструмента, выполненного посредством холодной штамповки в соответствии с конкретным вариантом осуществления, проиллюстрированным на фиг.1, на котором показано направление текстуры стального корпуса, и с удаленной осевой передней частью для иллюстрации втулки, в которой размещен твердый наконечник.

Фиг.7 изображает схематичный вид сбоку осевой передней части вращающегося режущего инструмента, пробивающего асфальт (т.е. толщу грунта), который показывает перемещение обломков из участка столкновения вращающейся режущей кромки с толщей грунта.

Фиг.8 изображает изометрическую проекцию вращающегося режущего инструмента, пробивающего асфальт (т.е. толщу грунта), которая иллюстрирует взаимодействие между вращающейся режущей кромкой и обломком или фрагментом для определения угла отрыва.

Фиг.9 изображает изометрическую проекцию вращающегося режущего инструмента, пробивающего асфальт (т.е. толщу грунта) с угловым смещением, и которая показывает взаимодействие между вращающейся режущей кромкой и обломком или фрагментом.

Подробное описание изобретения

Фиг.1 изображает вид сбоку конкретного варианта осуществления вращающегося режущего инструмента, расположенного в центральном канале держателя инструмента (или блока), который в свою очередь прикреплен к поверхности приводного элемента (например, барабана) и в котором блок разрезан, для того чтобы открыть осевую заднюю часть вращающегося режущего инструмента в канале держателя. Более конкретно, узел 20 вращающегося режущего инструмента включает держатель (или блок) 22 и вращающийся режущий инструмент 24.

Держатель 22 включает корпус 25, имеющий переднюю поверхность 26, заднюю поверхность 28, верхнюю поверхность 30 и нижнюю поверхность 32. Держатель 22 включает также центральный продольный канал 34, который образован с помощью обычно цилиндрической стенки 36. Канал 34 включает осевой передний конец 38 и осевой задний конец 40. На осевом переднем конце 38 канала 34 под углом сорок пять градусов расположена камера 45.

Держатель 22 прикреплен (например, с помощью сварки или подобного метода) к поверхности 44 приводного элемента (например, барабана машины для разравнивания дороги) 46. В машине для разравнивания дороги обычно существует множество держателей 22, прикрепленных к поверхности 44 барабана машины для разравнивания дороги 46, обычно имеющего винтообразную или подобную конфигурацию. Во время работы вращение барабана 46 продвигает вращающиеся режущие инструменты 24 в толщу грунта (например, асфальт) таким образом, чтобы разбивать материал на части (т.е. обломки).

Как показано на фиг.5, вращающийся режущий инструмент 24 содержит удлиненный стальной корпус 50, выполненный с помощью холодной штамповки. Патент США №4,886,710 заявителя Гринфилда, который включен в данное описание путем ссылки, раскрывает сталь, пригодную для приготовления корпуса 50.

Корпус 50 имеет осевой передний конец 52 и осевой задний конец 54. Корпус 50 содержит гнездо 56 на его осевом переднем конце. Твердый наконечник 58 установлен и закреплен (например, посредством пайки твердым припоем) в гнезде 56 и прикреплен посредством пайки твердым припоем или подобным методом к корпусу 50. Твердый наконечник 58 содержит выступ (не показанный), который по форме соответствует гнезду 56 и размещается в нем, как хорошо известно в данной области техники. Твердый наконечник 58 имеет удаленный конец, т.е. вершину на осевом переднем конце.

Необходимо понимать, что в качестве альтернативы осевой передний конец корпуса может содержать выступ, который размещается в гнезде в нижней части твердого наконечника. Данная альтернативная конструкция может соответствовать конструкции, раскрытой в патенте США № 5,141,289 заявителя Стиффера, который включен в данное описание путем ссылки. Патент США №5,141,289 также раскрывает твердые припои, которые обычно используются для закрепления посредством пайки твердого наконечника в гнезде корпуса.

Как показано в частности на фиг.5, корпус 50 включает участок 64 задней поверхности, промежуточный участок 66 и хвостовик 68. Участок 64 задней поверхности расположен вблизи, но на расстоянии от осевой задней части осевого переднего конца 52 корпуса 50. Хвостовик 68 распложен в осевой задней части корпуса 50. Промежуточный участок 66 расположен между участком 64 задней поверхности и хвостовиком 68.

Участок 64 задней поверхности начинается на его осевой передней границе А, которая расположена на расстоянии от осевой задней части осевого переднего конца 52 корпуса 50 инструмента А и проходит в осевом заднем направлении (указанном стрелкой В) на заранее установленное расстояние S, для того чтобы закончиться на его осевой задней границе D. Участок 64 задней поверхности имеет поперечный размер по всей его осевой длине. В данном конкретном варианте осуществления поперечным размером является диаметр, так как поперечное сечение обычно имеет круглую форму.

Участок 64 задней поверхности имеет осевой передний поперечный размер Е на его осевой передней границе А. В данном конкретном варианте осуществления осевым передним поперечным размером Е является максимальный поперечный размер участка 64 задней поверхности. Участок 64 задней поверхности имеет минимальный поперечный размер F на его осевой задней границе D. В данном конкретном варианте осуществления минимальным поперечным размером является осевой задний поперечный размер.

Как понятно из чертежей и особенно из фиг.5, поперечный размер участка 64 задней поверхности непрерывно уменьшается от осевого переднего поперечного размера Е до минимального поперечного размера F, находящегося на осевой задней границе D. Как проиллюстрировано в чертежах, данное уменьшение поперечного размера обычно является непрерывным и равномерным. Однако необходимо понимать, что данное уменьшение может быть и неравномерным и может происходить с разной степенью интенсивности. Кроме того, как понятно из чертежей, осевой передний поперечный размер Е превышает минимальный поперечный размер F.

Вращающийся режущий инструмент 24 имеет осевую контрольную длину С корпуса. Осевая контрольная длина С корпуса определяется как осевая длина части корпуса режущего инструмента, которая находится между осевым передним концом 52 корпуса 50 и осевой задней границей промежуточного участка 66 (или осевой передней границей хвостовика 68) корпуса.

В данном варианте осуществления осевая длина S участка 64 задней поверхности приблизительно равна половине осевой контрольной длины С корпуса 50. Однако заявитель предполагает, что отношение S:С может изменяться в пределах приблизительно от 10:100 до 75:100. При сужении диапазона отношение S:С может изменяться в пределах приблизительно от 35:100 до 55:100.

Кроме того, в данном варианте осуществления отношение осевой длины S участка 64 задней поверхности к осевой длине Т всего корпуса 50 равно приблизительно 20:100. Однако заявитель предполагает, что отношение S:Т может изменяться в пределах приблизительно от 10:100 до 35:100. При сужении диапазона отношение S:Т может изменяться в пределах приблизительно от 20:100 до 32:100.

Заявитель считает, что отношение осевой длины S участка 64 задней поверхности к осевой контрольной длине С корпуса 50 и отношение осевой длины S участка 64 задней поверхности к осевой длине Т корпуса 50 должны влиять на эксплуатационные характеристики вращающегося режущего инструмента, как минимум, посредством снижения требований к мощности машины для разравнивания дороги по сравнению с вариантом использования в данной машине ранее предложенных вращающихся режущих инструментов. Понятно, что вращающийся режущий инструмент, который может снизить требования к мощности машины для разравнивания дороги, обладает эксплуатационными и экономическими преимуществами.

Между тем, вращающиеся режущие инструменты, используемые в машинах для разравнивания дороги, часто ориентированы под углом бокового наклона приблизительно от 5° до 10° для улучшения вращения режущего инструмента. Однако несмотря на то что боковой наклон обеспечивает улучшение вращения режущего инструмента, он также увеличивает величину боковой нагрузки на вращающийся режущий инструмент. Таким образом, наличие бокового заднего угла режущей кромки (или боковой разгрузки) особенно важно при использовании машин для разравнивания дороги (асфальта). Можно видеть, что вращающийся режущий инструмент с таким боковым задним углом режущей кромки обладает преимуществом перед ранее предложенными инструментами, так как ранее предложенные режущие инструменты предусматривали разгрузку сзади, но они не предусматривали его разгрузки сбоку.

Как можно понять из чертежей, участок 64 задней поверхности обычно имеет форму усеченного конуса и определяет задний угол G. Задним углом G является угол между участком 64 задней поверхности и центральной продольной осью Н-Н корпуса 50. В данном конкретном варианте осуществления задний угол G приблизительно равен двадцати градусам. Задний угол G может изменяться в пределах приблизительно от пятнадцати градусов до тридцати пяти градусов. При сужении диапазона задний угол G может изменяться в пределах приблизительно от двадцати градусов до двадцати пяти градусов.

В качестве альтернативы участок задней поверхности может начинаться на осевом переднем конце корпуса и проходить в осевом заднем направлении до его конечной точки (или осевой задней границы). В таком альтернативном варианте осуществления минимальный поперечный размер находится на осевой задней границе участка задней поверхности.

В конкретном варианте осуществления, проиллюстрированном на чертежах, корпус 50 режущего инструмента включает также шейку 70, которая обычно имеет цилиндрическую форму, для обеспечения постоянного поперечного размера. Шейка 70 начинается на осевом переднем конце 52 корпуса 50 и проходит от него на заранее установленное расстояние I в осевом заднем направлении. Шейка 70 примыкает к участку 64 задней поверхности на его осевой передней границе А.

Промежуточный участок 66 корпуса 50 примыкает к осевой задней границе D участка 64 задней поверхности и проходит от него в осевом заднем направлении на заранее установленное расстояние J. Промежуточный участок 66 заканчивается на его осевой задней границе К.

Промежуточный участок 66 включает осевой передний участок 71, имеющий форму усеченного конуса, который имеет осевую длину U и расположен под углом V относительно центральной продольной оси Н-Н корпуса 50. Угол V равен шестидесяти (60) градусам.

Промежуточный участок 66 включает также промежуточный цилиндрический участок 72. Промежуточный цилиндрический участок 72 проходит в осевом заднем направлении на заранее установленное расстояние L. Промежуточный участок 66 включает также задний участок 76, имеющий форму усеченного конуса, который примыкает к промежуточному цилиндрическому участку 72 и проходит от него в осевом заднем направлении на заранее установленное расстояние М. Осевой задний участок 76, имеющий форму усеченного конуса, содержит поверхность, которая расположена под прилежащим углом О относительно центральной продольной оси Н-Н корпуса 50, который равен приблизительно восемнадцати градусам. Угол О может изменяться в пределах приблизительно от восемнадцати градусов до сорока пяти градусов.

Хвостовик 68 проходит от осевой задней границы промежуточного участка 66 в осевом заднем направлении. Хвостовик 68 содержит дугообразный цилиндрический участок 78, который примыкает к заднему участку 76, имеющему форму усеченного конуса и проходит от него в осевом заднем направлении на заранее установленное расстояние N. Хвостовик 68 включает также цилиндрический участок 82, который примыкает к дугообразному цилиндрическому участку и проходит от него в осевом заднем направлении. Цилиндрический участок 82 содержит кольцевую канавку 86. Хвостовик 68 имеет общую осевую длину W.

Вращающийся режущий инструмент 24 включает также упругий фиксатор 90 (фиг.1), который имеет осевой передний конец 92 и осевой задний конец 94. Продольная прорезь 96 проходит вдоль продольной длины фиксатора 94. Фиксатор 90 включает также радиальный внутренний выступ 98.

Как проиллюстрировано на фиг.1, хвостовик 68 корпуса 50 содержит фиксатор 90 таким образом, чтобы радиальный внутренний выступ 98 располагался в канавке 86. Такое расположение фиксатора соответствует показанному и описанному в патенте США №4,850,649 Бича, который включен в данное описание посредством ссылки.

Как показано на фиг.2-4, корпус 50 выполнен посредством процесса холодной штамповки. Более конкретно, как показано на фиг.2, цилиндрическая заготовка 100 установлена в сегментных матрицах 102 и пуансона 104 таким образом, чтобы обеспечить ударное воздействие на заготовку 100. Фиг.3 изображает завершение операции штамповки для формирования осевой передней части 50А корпуса режущего инструмента. Фиг.4 изображает завершение операции штамповки для формирования осевой задней части 50В корпуса режущего инструмента.

Фиг.6 изображает схематичный вид, который показывает направление текстуры стали. Как можно видеть, текстура стали обычно параллельна (или соответствует) геометрии периферийной поверхности корпуса 50. Необходимо понимать, что в результате ориентирования текстуры повышается прочность детали, т.е. корпуса режущего инструмента, по сравнению с деталью, в котором участки выполнены посредством механической обработки, при этом текстура не соответствует геометрии поверхности детали. С учетом процесса штамповки можно считать, что корпус 50 представляет собой сетчатый корпус, а если он выполнен из стали, то сетчатый стальной корпус.

Фиг.7 изображает схематичный вид, который иллюстрирует перемещение обломков, образующихся в результате взаимодействия вращающейся режущей кромки 24 с толщей грунта ES. Стрелка АА указывает направление вращения и продвижения твердого наконечника в толщу грунта. Хотя данный чертеж иллюстрирует конкретную глубину среза, необходимо понимать, что глубина среза может изменяться (или регулироваться) в зависимости от конкретного применения и рабочих условий.

Можно видеть, что значительная часть толщи грунта в виде обломков ED проходит за участок задней поверхности вращающегося режущего инструмента. Таким образом, это не приводит к абразивному износу корпуса инструмента на данном участке. В этом заключается преимущество настоящего вращающегося режущего инструмента 24 по сравнению с обычным вращающимся режущим инструментом, в котором обломки истирают осевую переднюю часть инструмента.

Фиг.8 изображает изометрическую фронтальную проекцию вращающегося режущего инструмента 24, пробивающего асфальт (т.е. толщу грунта), которая иллюстрирует взаимодействие между вращающейся режущей кромкой и обломком или фрагментом для определения угла отрыва. Более конкретно, показан обломок, которым является фрагмент толщи грунта, разрушенный или близкий к полному разрушению. Обломок содержит поверхность разрушения, которой является открытая поверхность обломка. Плоскость Y-Y обычно расположена вдоль поверхности разрушения. Углом Z отрыва является смежный угол между продольной осью Н-Н вращающегося режущего инструмента 24 и плоскостью Y-Y. При данной конфигурации необходимо понимать, что ориентация вращающегося режущего инструмента такова, чтобы угол наклона был равен нулю.

Фиг.9 изображает изометрическую фронтальную проекцию вращающегося режущего инструмента 24, пробивающего асфальт (т.е. толщу грунта), которая иллюстрирует взаимодействие между вращающейся режущей кромкой и обломком или фрагментом. Более конкретно, показан обломок, которым является фрагмент толщи грунта, который разрушен или близок к полному разрушению. Обломок содержит поверхность разрушения, которой является открытая поверхность обломка. Угол отрыва будет по существу таким же, как показан на фиг.8. При данной конфигурации необходимо понимать, что ориентация вращающегося режущего инструмента такова, чтобы угол наклона SA был равен приблизительно десяти градусам.

Как было указано выше, при пробивании такого материала, как асфальт, который имеет малый угол отрыва, происходит увеличение зоны контакта между вращающимся режущим инструментом, и в частности, между осевой передней частью корпуса режущего инструмента, и асфальтом. Заявитель считает, что отношение осевой длины S участка задней поверхности 64 к осевой контрольной длине С корпуса 50 и отношение осевой длины S участка задней поверхности 64 к осевой длине Т корпуса 50 должны влиять на эксплуатационные характеристики вращающегося режущего инструмента, как минимум, путем уменьшения требований к мощности машины для разравнивания дороги по сравнению с вариантом использования в данной машине ранее предложенных вращающихся режущих инструментов.

Между тем, вращающиеся режущие инструменты, используемые в машинах для разравнивания дороги, часто ориентированы под углом наклона приблизительно от 5 градусов до 10 градусов для улучшения вращения режущего инструмента. Однако несмотря на то что боковой наклон обеспечивает улучшение вращения режущего инструмента, он также увеличивает величину боковой нагрузки на вращающийся режущий инструмент. Таким образом, наличие бокового заднего угла режущей кромки (или боковой разгрузки) особенно важно при использовании машин для разравнивания дороги (асфальта). Можно видеть, что вращающийся режущий инструмент с таким боковым задним углом режущей кромки обладает преимуществом перед ранее предложенными инструментами, так как ранее предложенные режущие инструменты предусматривали разгрузку сзади, но они не предусматривали его разгрузки сбоку.

Одним недостатком данного увеличения зоны контакта между асфальтом и корпусом режущего инструмента является то, что увеличивается сопротивление продвижению вращающегося режущего инструмента через асфальт, что требует увеличения мощности приводного барабана. Понятно, что настоящее изобретение обеспечивает создание вращающегося режущего инструмента, который может быть использован для пробивания толщи грунта, в котором нет необходимости в увеличении мощности приводного барабана для обеспечения удовлетворительной работы при пробивания материала, который имеет малый угол отрыва. Понятно также, что настоящее изобретение обеспечивает создание вращающегося режущего инструмента, который имеет конфигурацию, уменьшающую степень сопротивления вращающемуся режущему инструменту при пробивании толщи грунта и особенно вращающемуся режущему инструменту, когда он пробивает такой материал, как асфальт, галит, природный гипс, полевой шпат или трона, в котором существует малый угол отрыва.

Другим недостатком увеличения зоны контакта между материалом и корпусом режущего инструмента является увеличение абразивного износа вращающегося режущего инструмента и особенно абразивного износа стального корпуса режущего инструмента. Понятно, что настоящее изобретение обеспечивает создание вращающегося режущего инструмента, который содержит корпус режущего инструмента, имеющий конфигурацию, обеспечивающую уменьшение степени абразивного износа корпуса во время работы и, особенно, при пробивании таких материалов, как асфальты, которые имеют малый угол отрыва. Понятно также, что настоящее изобретение обеспечивает создание усовершенствованного вращающегося режущего инструмента, содержащего корпус, обеспечивающий улучшение или повышение защиты паяного соединения между твердым наконечником и корпусом во время работы и, особенно, при пробивании таких материалов, как асфальты, которые имеют малый угол отрыва.

Как было указано выше, помимо абразивного износа, которому подвергается вращающийся режущий инструмент (и особенно корпус) при использовании в машинах для разравнивания дороги (или других применениях, при которых вращающийся режущий инструмент пробивает толщу грунта), существует значительная нагрузка на вращающийся режущий инструмент, включая корпус режущего инструмента. Понятно, что в соответствии с настоящим изобретением корпус режущего инструмента обладает повышенной прочностью для уменьшения вероятности преждевременного разрушения корпуса режущего инструмента. Данная прочность обеспечивается тем, что текстура стального корпуса обычно соответствует (или параллельна) геометрии поверхности корпуса режущего инструмента.

Патенты и другие указанные документы включены здесь путем ссылки.

Другие варианты осуществления настоящего изобретения будут понятны специалистам в данной области техники из приведенного подробного описания или практического осуществления раскрытого здесь изобретения. Описание и примеры приведены только для иллюстрации и не ограничивают объема формулы настоящего изобретения. Сущность и объем настоящего изобретения раскрыты в прилагаемой формуле.

Группа изобретений относится к области горного дела и строительства, в частности к вращающемуся режущему инструменту, который может быть использован для пробивания толщи грунта. Технический результат - усовершенствование вращающегося режущего инструмента для уменьшения степени сопротивления вращающегося режущего инструмента при пробивании толщи грунта, с малым углом отрыва. Вращающийся режущий инструмент включает корпус, который имеет осевой передний конец и осевой задний конец, а также осевую длину. Твердый наконечник, который имеет удаленный конец, прикреплен к корпусу режущего инструмента на его осевом переднем конце. Корпус режущего инструмента имеет участок задней поверхности, расположенный по оси за удаленным концом твердого наконечника и имеющий поперечный размер. Участок задней поверхности включает осевой передний поперечный размер и минимальный поперечный размер, который находится по оси за осевым передним поперечным размером. Осевой передний размер превышает минимальный поперечный размер. Участок задней поверхности имеет осевую длину в пределах приблизительно от 10% до 35% от осевой длины корпуса режущего инструмента. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Вращающийся режущий инструмент, содержащий корпус режущего инструмента, имеющий осевой первый конец и осевой задний конец, и осевую длину, твердый наконечник, прикрепленный к корпусу на его осевом первом конце и имеющий удаленный конец, при этом корпус содержит участок задней поверхности, расположенный по оси за удаленным концом твердого наконечника и имеющий поперечный размер, включающий осевой передний поперечный размер и минимальный поперечный размер, находящийся по оси за осевым передним поперечным размером, причем осевой передний размер превышает минимальный поперечный размер, и участок задней поверхности имеет осевую длину в пределах приблизительно от 10 до 35% от осевой длины корпуса режущего инструмента.

2. Вращающийся режущий инструмент по п.1, в котором участок задней поверхности находится в пределах приблизительно от 20 до 32% от осевой длины корпуса.

3. Вращающийся режущий инструмент по п.1, в котором участок задней поверхности начинается на осевом переднем конце корпуса и проходит на заранее установленное расстояние в осевом заднем направлении.

4. Вращающийся режущий инструмент по п.1, в котором участок задней поверхности начинается на участке, расположенном по оси за осевым передним концом корпуса и проходит на заранее установленное расстояние в осевом заднем направлении.

5. Вращающийся режущий инструмент по п.1, в котором поперечный размер участка задней поверхности непрерывно уменьшается от осевого переднего поперечного размера до минимального поперечного размера.

6. Вращающийся режущий инструмент по п.1, в котором поперечный размер участка задней поверхности равномерно уменьшается от осевого переднего поперечного размера до минимального поперечного размера.

7. Вращающийся режущий инструмент по п.1, в котором участок задней поверхности имеет форму усеченного конуса для определения заднего угла, который находится в пределах приблизительно от 15 до 35°.

8. Вращающийся режущий инструмент по п.6, в котором задний угол находится в пределах приблизительно от 20 до 25°.

9. Вращающийся режущий инструмент по п.1, в котором участок задней поверхности имеет дугообразную форму.

10. Вращающийся режущий инструмент по п.1, в котором корпус включает также промежуточный участок, расположенный по оси за участком задней поверхности и имеющий осевую заднюю границу, и режущий инструмент имеет контрольную длину, определяемую между осевым передним концом корпуса и осевой задней границей промежуточного участка, и отношение осевой длины участка задней поверхности к контрольной длине находится в пределах приблизительно от 10:100 до 75:100.

11. Вращающийся режущий инструмент по п.10, в котором отношение осевой длины участка задней поверхности к контрольной длине находится в пределах приблизительно от 35:100 до 55:100.

12. Вращающийся режущий инструмент по п.10, в котором корпус дополнительно включает хвостовик, расположенный по оси за промежуточным участком.

13. Вращающийся режущий инструмент по п.1, в котором корпус выполнен из стали, имеет периферийную поверхность и имеет текстуру, направление которой соответствует контуру периферийной поверхности корпуса.

14. Вращающийся режущий инструмент, содержащий корпус режущего инструмента, имеющий осевой передний конец, осевой задний конец и осевую длину, твердый наконечник, прикрепленный к корпусу на его осевом переднем конце, при этом корпус содержит промежуточный участок и участок задней поверхности, расположенный по оси перед промежуточным участком и имеющий поперечный размер, который уменьшается в осевом заднем направлении, и осевую длину, находящуюся в пределах приблизительно от 10 до 35% от осевой длины корпуса.

15. Вращающийся режущий инструмент по п.14, в котором длина участка задней поверхности находится в пределах приблизительно от 20 до 32% от осевой длины корпуса.

16. Вращающийся режущий инструмент по п.14, в котором участок задней поверхности начинается на осевом переднем конце корпуса и проходит на заранее установленное расстояние в осевом заднем направлении.

17. Вращающийся режущий инструмент по п.14, в котором участок задней поверхности начинается на участке, расположенном по оси за осевым передним концом корпуса, и проходит на заранее установленное расстояние в осевом заднем направлении.

18. Вращающийся режущий инструмент по п.14, в котором участок задней поверхности обычно имеет форму усеченного конуса для определения заднего угла, составляющего приблизительно от 15 до 35°.

19. Вращающийся режущий инструмент по п.14, дополнительно включающий хвостовик, расположенный по оси за промежуточным участком и приспособленный для размещения упругого фиксатора.

20. Вращающийся режущий инструмент по п.14, в котором корпус выполнен из стали, имеет периферийную поверхность и текстуру, направление которой соответствует контуру периферийной поверхности корпуса.

21. Корпус режущего инструмента для использования с твердым наконечником, имеющий осевой передний конец, осевой задний конец и осевую длину, участок задней поверхности, имеющий поперечный размер, включающий осевой передний поперечный размер и минимальный поперечный размер, находящийся по оси за осевым передним поперечным размером, при этом осевой передний размер превышает минимальный поперечный размер, и осевая длина участка задней поверхности находится в пределах приблизительно от 10 до 35% от осевой длины корпуса.

22. Корпус режущего инструмента по п.21, в котором участок задней поверхности находится в пределах приблизительно от 20 до 32% от осевой длины корпуса.

23. Корпус режущего инструмента по п.21, в котором участок задней поверхности начинается на осевом переднем конце корпуса и проходит на заранее установленное расстояние в осевом заднем направлении.

24. Корпус режущего инструмента по п.21, в котором участок задней поверхности начинается на участке, расположенном по оси за осевым передним концом корпуса, и проходит на заранее установленное расстояние в осевом заднем направлении.

25. Корпус режущего инструмента по п.21, в котором поперечный размер участка задней поверхности непрерывно уменьшается от осевого переднего поперечного размера до минимального поперечного размера.

26. Корпус режущего инструмента по п.21, в котором поперечный размер участка задней поверхности равномерно уменьшается от осевого переднего поперечного размера до минимального поперечного размера.

27. Корпус режущего инструмента по п.21, в котором участок задней поверхности имеет форму усеченного конуса для определения заднего угла, который находится в пределах приблизительно от 15 до 55°.

28. Корпус режущего инструмента по п.27, в котором задний угол находится в пределах приблизительно от 20 до 25°.

29. Корпус режущего инструмента по п.21, в котором участок задней поверхности обычно имеет дугообразную форму.

30. Корпус режущего инструмента по п.21, дополнительно включающий промежуточный участок, расположенный по оси за участком задней поверхности и имеющий осевую заднюю границу, причем режущий инструмент имеет контрольную длину, определяемую между осевым передним концом корпуса и осевой задней границей промежуточного участка, и отношение осевой длины участка задней поверхности к контрольной длине находится в пределах приблизительно от 10:100 до 75:100.

31. Корпус режущего инструмента по п.30, в котором отношение осевой длины участка задней поверхности к контрольной длине находится в пределах приблизительно от 35:100 до 55:100.

32. Корпус режущего инструмента по п.21, который выполнен из стали, имеет периферийную поверхность и текстуру, направление которой соответствует контуру периферийной поверхности корпуса.