專利名稱：用在地球巖層切削組件上的巖心破碎器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用在地球巖層切削組件上，如用在連續(xù)采礦機上的巖心破碎器(core breaker)。更確切地說，本發(fā)明涉及一種用在諸如地球巖層切削組件上的巖心破碎器，其中該巖心破碎器包括易于更換的可旋轉切削工具。
背景技術：
如上所述，地球巖層切削組件的一個例子就是連續(xù)采礦機。典型的連續(xù)采礦機通常包括多個可旋轉的切削滾筒，這些切削滾筒能夠被掘進與地球巖層(如礦脈中的煤)嚙合，并且將其切割或割裂成碎塊。Amoroso發(fā)明的美國專利US3712679示出了一種連續(xù)采礦機。從礦脈中切割或割裂的地球巖層(如煤)落入到礦井底板上，隨即以適當?shù)姆绞綄ζ溥M行處理，從而把其從連續(xù)采礦機附近移走。在這種典型的連續(xù)采礦機中，切削滾筒彼此間隔開，因而不會橫切到礦脈的整個表面。因此，在切削操作中，利用切削滾筒完成切削后，仍然留有大量的巖層(或煤)，為了使連續(xù)采礦機能夠連續(xù)掘進，這些巖層都需要被移走。為了將剩余的巖層移走，需要將一巖心破碎器設置到彼此相鄰的切削滾筒之間，其中該巖心破碎器包括多個能夠?qū)κＳ嗟拇罅棵簩舆M行沖擊的鉆頭，以便將煤層破碎成碎塊。
在商用地下開采的環(huán)境中，與常用連續(xù)采礦機相連的巖心破碎器具有多個固定(如焊接)在巖心破碎器支座上的切削件。當切削件受到磨損(或相反處于不使用的條件下)時，通常必須將巖心破碎器從采礦機上取下，然后通過諸如焊炬切割的方式將切削件取下來。接下來將新的切削件焊接到巖心破碎器的支座上，再將該巖心破碎器重新放置到采礦機中。還有一種情形是能夠利用焊炬將磨損的切削件切割下來，而不必把巖心破碎器從采礦機上取下。能夠理解的是，把巖心破碎器從采礦機上取下，以及將其安裝到采礦機上并不是一項容易的任務。對任一種情形來說，利用焊炬把磨損(或不使用)的切削件取下，以及將新的切削件再次焊接到巖心破碎器上都不是一項容易的任務。
Morgan等人發(fā)明的美國專利US4669786公開了一種巖心破碎器，它帶有被保持在支座(13)中的可更換的鉆頭(17)。Morgan等人發(fā)明的這項專利中示出的鉆頭(17)具有一平坦的(或者是鈍頭的)軸向前端。這種鉆頭還具有一鈍頭的軸向后端。一截頭圓錐部分從鈍頭的軸向前端向后延伸。一圓柱形部分從該截頭圓錐部分向后延伸。該圓柱形部分終止于鉆頭的軸向后端。Morgan等人發(fā)明的這項專利中示出的鉆頭看起來僅僅是用一種材料制造的。
從Morgan等人發(fā)明的專利中示出的鈍頭的端部看，要增加所需要的能量(或動力)以驅(qū)動巖心破碎器穿透地球巖層。除了需要更多的能量來驅(qū)動鉆頭外，這種具有鈍頭端部的鉆頭還增加了阻力，因此需要增大施加在鉆頭上的作用力。這種增大施加在鉆頭上的作用力的方法使得鉆頭由于破裂而產(chǎn)生故障的幾率增加。根據(jù)Morgan等人發(fā)明的專利中所公開的鉆頭的幾何形狀，以及其保持在支座(13)中的方式，可以看到突出到支座(13)外部的圓柱形部分上都有可能產(chǎn)生破裂。如果鉆頭在這一位置處發(fā)生破裂，將這種鉆頭從支座中取出看起來是非常困難的，甚至是不可能的。
對于Morgan等人發(fā)明的專利中所公開的鉆頭來說，即使這種鉆頭沒有由于破裂而產(chǎn)生故障，僅僅是受到磨損，但是看起來仍然很難更換這種鉆頭。在這點上，Morgan等人發(fā)明的專利中所示的鉆頭是通過利用巖心破碎器支座被保持著的，該巖心破碎器支座包括兩個看起來具有不同直徑的孔，一臺肩設置在這兩個孔的連接處。裝載在鉆頭的凹槽中的卡環(huán)鄰接著臺肩?？雌饋磉@種卡環(huán)不容易分離，因此必須克服由于在臺肩和卡環(huán)之間形成鄰接而產(chǎn)生的阻力，將鉆頭拉出支座，這就必須在鉆頭上施加足夠的作用力以便使卡環(huán)變形。
Morgan等人發(fā)明的專利中所公開的鉆頭似乎是不能旋轉的。在操作過程中，Morgan等人指出鉆頭通常向與采礦機的移動方向相對的一個方向彎曲。這對于具有一垂直定向件(或者是其中一垂直的部件)的巖心破碎器鉆頭來說是尤其理想的。所述彎曲使得鉆頭的前側表現(xiàn)為張力，而鉆頭的后側表現(xiàn)為壓縮力。連續(xù)施加在鉆頭上的張力和壓縮力可能最終會導致由于疲勞引起的鉆頭早期失效。
另外，在Morgan等人發(fā)明的專利中，在對連續(xù)采礦機的操作過程中，所公開的巖心破碎器支座(13)無法成為鉆頭上圓柱形部分的大多數(shù)后部部件的支撐結構。
因此，需要提供一種經(jīng)過改進的、用在地球巖層切削組件(如連續(xù)采礦機)中的巖心破碎器，其中該巖心破碎器采用的切削工具具有一被釬焊在切削工具軸向前端的硬質(zhì)合金尖端。
因此，需要提供一種經(jīng)過改進的、用在地球巖層切削組件(如連續(xù)采礦機)中的巖心破碎器，其中該巖心破碎器采用的切削工具具有一位于切削工具軸向前端的、相對銳利的硬質(zhì)合金尖端，因而不必再增大驅(qū)動巖心破碎器穿過地球巖層所需要的能量。
因此，需要提供一種經(jīng)過改進的、用在地球巖層切削組件(如連續(xù)采礦機)中的巖心破碎器，其中該巖心破碎器采用的切削工具具有一位于切削工具軸向前端的、相對銳利的硬質(zhì)合金尖端，因而切削工具穿過地球巖層通道所需要的阻力不會再增大，因此也不必增大施加在切削工具上的作用力。
因此，需要提供一種經(jīng)過改進的、用在地球巖層切削組件(如連續(xù)采礦機)中的巖心破碎器，其中該巖心破碎器采用的切削工具能夠被相對容易地取出，即使在發(fā)生故障之后也是如此。
因此，需要提供一種經(jīng)過改進的、用在地球巖層切削組件(如連續(xù)采礦機)中的巖心破碎器，其中在沒有以令人滿意的方式切削而使切削工具受到磨損之后，該巖心破碎器能夠提供易于更換的切削工具。
因此，需要提供一種經(jīng)過改進的、用在地球巖層切削組件(如連續(xù)采礦機)中的巖心破碎器，其中巖心破碎器采用的切削工具能夠繞其中心縱軸旋轉，借此張力和壓縮力可以分布到切削工具主體的周圍，從而改善了切削工具的疲勞壽命，并且防止作用力(張力或壓縮力)集中在一側。
因此，需要提供一種經(jīng)過改進的、用在地球巖層切削組件(如連續(xù)采礦機)中的巖心破碎器，其中在操作連續(xù)采礦機的過程中，巖心破碎器能夠為切削工具的后部部分提供出支撐結構。
因此，需要提供一種經(jīng)過改進的、用在地球巖層切削組件(如連續(xù)采礦機)中的巖心破碎器，其中巖心破碎器為切削工具提供支撐，因此能夠防止切削工具被驅(qū)動到孔中。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一種形式是一種巖心破碎器，它包括含有至少一個孔的支座，其中所述孔的一部分由一軸向向前的截頭圓錐形壁和一軸向向后的圓柱形壁界定。在該軸向向后的圓柱形壁內(nèi)含有一凹槽。還具有一帶有一軸向前端和一軸向后端的細長形旋轉切削工具。該切削工具還具有一與軸向前端相鄰的頭部和一與軸向后端相鄰的柄部，以及一位于頭部和柄部中間的截頭圓錐形臺肩。所述柄部含有一徑縮部分。該切削工具進一步包括一彈性保持件。當切削工具被保持到孔內(nèi)時，該彈性保持件被接納到孔的凹槽中，而且切削工具的截頭圓錐形的臺肩與孔的截頭圓錐形壁緊密相鄰。
在另一種形式中，本發(fā)明是一種與至少一個細長形切削工具聯(lián)合使用的巖心破碎器支座，其中該切削工具具有一軸向前端和一軸向后端，以及一與軸向前端相鄰的頭部和一與軸向后端相鄰的柄部。該切削工具還包括一位于頭部和柄部中間的截頭圓錐形臺肩，其中所述柄部含有一徑縮部分，而且所述切削工具還包括一彈性保持件。該巖心破碎器包括包含有至少一個孔的支座。該孔的一部分由一軸向向前的截頭圓錐形壁界定，其進一步還由一軸向向后的圓柱形壁界定。在該軸向向后的圓柱形壁內(nèi)含有一凹槽。當切削工具被保持到孔內(nèi)時，該彈性保持件被接納到孔的凹槽中，而且切削工具的截頭圓錐形的臺肩與孔的截頭圓錐形壁緊密相鄰。
在又一種形式中，本發(fā)明是一種地球巖層切削組件，它包括至少一對相鄰的切削滾筒和一位于切削滾筒中間的巖心破碎器。該巖心破碎器包括含有至少一個孔的支座，其中所述孔的一部分由一軸向向前的截頭圓錐形壁界定，其進一步還由一軸向向后的圓柱形壁界定，在該軸向向后的圓柱形壁內(nèi)含有一凹槽。該組件包括具有一軸向前端和一軸向后端的細長形旋轉切削工具。該切削工具還具有與軸向前端相鄰的頭部和與軸向后端相鄰的柄部。所述工具還具有一位于頭部和柄部中間的截頭圓錐形臺肩。柄部含有一徑縮部分。所述切削工具進一步包括一彈性保持件。當切削工具被保持到孔內(nèi)時，該彈性保持件被接納到孔的凹槽中，而且切削工具的截頭圓錐形的臺肩與孔的截頭圓錐形壁緊密相鄰。
在又一種形式中，本發(fā)明是一種巖心破碎器，它包括一包含有多列孔的支座，其中每個孔的一部分由一軸向向前的截頭圓錐形壁界定，其進一步還由一軸向向后的圓柱形壁界定。在該軸向向后的圓柱形壁內(nèi)含有一凹槽。一細長形旋轉切削工具被容納在每個孔中。該旋轉切削工具具有一軸向前端和一軸向后端，以及一與軸向前端相鄰的頭部和一與軸向后端相鄰的柄部，一位于頭部和柄部中間的截頭圓錐形臺肩。該柄部含有一徑縮部分。所述旋轉切削工具進一步包括一彈性保持件。當旋轉切削工具被保持到孔內(nèi)時，該彈性保持件被接納到孔的凹槽中，而且切削工具的截頭圓錐形的臺肩與孔的截頭圓錐形壁緊密相鄰。
在另一種形式中，本發(fā)明是一種巖心破碎器，它包括一含有至少一個孔的支座。該巖心破碎器還包括一可被旋轉地容納在孔內(nèi)的細長形旋轉切削工具。
在另一種形式中，本發(fā)明是一種地球巖層切削組件，它包括至少一對彼此相鄰的切削滾筒以及一位于切削滾筒中間的巖心破碎器。所述巖心破碎器包括含有至少一個孔的支座。還具有一可被旋轉地容納在孔內(nèi)的細長形旋轉切削工具。
在另一種形式中，本發(fā)明是一種巖心破碎器，它包括一含有至少一個孔的支座，以及一帶有相對銳利尖端的細長形切削工具。


下面是對構成為本專利申請一部分的附圖進行的簡短說明。
圖1是連續(xù)采礦機(即一種地球巖層切削組件)的第一實施方案的機械示意圖，該連續(xù)采礦機包括兩個切削滾筒和一個設置在這兩個切削滾筒中間的巖心破碎器；圖2是圖1中所示巖心破碎器的巖心破碎器支座的一部分的側視圖，其中虛線表示孔，多個可旋轉的切削工具被旋轉地容納在它們各自的孔內(nèi)；圖3是一立體圖，示出了兩個相鄰的切削鉆頭和圖1所示巖心破碎器的支座的一部分，在巖心破碎器的支座中，其中的一個切削鉆頭被旋轉地容納在其對應的孔內(nèi)，另一個切削鉆頭被分解遠離其對應的孔，并且?guī)r心破碎器支座的一部分被分離，以便能夠示出與上述分解的切削鉆頭相對應的孔；圖4是一伸長的可旋轉切削鉆頭的側視圖，該鉆頭被旋轉地容納在巖心破碎器支座的孔內(nèi)，其中還示出了巖心破碎器支座的橫截面；圖5是連續(xù)采礦機的第二實施方案的機械示意圖，該連續(xù)采礦機包括兩個切削滾筒和一個具有多列旋轉切削工具的巖心破碎器；以及圖6是圖5所示一部分巖心破碎器的立體圖。
具體實施例方式
參照附圖，圖1示出了一連續(xù)采礦機10(即地球巖層切削組件)的特定實施方案。該連續(xù)采礦機10包括一第一旋轉切削滾筒14，所述第一旋轉切削滾筒上具有多個以螺旋方式布置的切削工具(或鉆頭)16。該連續(xù)采礦機10還包括一第二旋轉切削滾筒18，所述第二旋轉切削滾筒上也具有多個以螺旋方式布置的切削工具(或鉆頭)16。第一切削滾筒14和第二切削滾筒18彼此間隔開(然而仍然被認為是彼此相鄰)。切削滾筒(14，18)被可操作地連接在一能夠驅(qū)動這兩個旋轉切削滾筒(14，18)的馬達20上。在第一和第二切削滾筒(14，18)之間設置有一巖心破碎器22。
特別參照圖2至4的巖心破碎器22，該巖心破碎器22包括一巖心破碎器支座30。該巖心破碎器支座30為細長形。巖心破碎器支座30具有彼此相對的端部32和34。該巖心破碎器支座30還具有一徑向向外的表面36和一徑向向內(nèi)的表面38。
巖心破碎器支座30包括多個沿其整個長度方向呈徑向定位的孔40。每個孔40都有一縱軸A-A(參見圖3)和一軸向前端44以及一軸向后端45?？?0的至少一部分由位于孔40軸向前端44的軸向向前的圓柱形壁75界定?？?0的又一部分由一軸向向前的截頭圓錐形壁48界定，該截頭圓錐形壁與軸向向后的圓柱形壁47鄰接。此外，孔40的至少另一部分由一軸向向后的圓柱形壁50界定，該圓柱形壁50與軸向向前的截頭圓錐形壁48鄰接，并沿著軸向向后的方向從截頭圓錐形壁48延伸出去。該軸向向后的圓柱形壁50中包含一環(huán)形凹槽52。環(huán)形凹槽52被定位在孔40軸向后端44的前向。
用在這種巖心破碎器上的旋轉切削工具60首選為KennametalInc.Of Latrobe Pennsylvanian 15650(USA)公司(本專利申請的受讓人)制造和銷售的U51KHL75圓錐形鉆頭。該切削工具60具有一中心縱軸B-B。切削工具60具有一鋼制主體61，所述鋼制主體帶有一軸向前端62和一軸向后端64。切削工具60還具有一與軸向前端62相鄰的頭部66。在切削工具60的軸向前端，該頭部66支承著一硬質(zhì)合金尖端68。盡管附圖中沒有示出插口，但在切削工具主體61的軸向前端是含有一插口的，其中硬質(zhì)合金尖端68能夠被釬焊到該插口內(nèi)從而與工具主體61相連。通常，硬質(zhì)合金尖端68由燒結(鈷)碳化鎢制成。
切削工具60還包括與軸向后端64相鄰的柄部70(shank)。柄部70具有一與軸向后端64的前向間隔開的徑縮部分72。切削工具60還進一步包括一拉出器的凹槽74、一位于凹槽74的軸向向后的圓柱形軸環(huán)(或圓柱形部分)75，以及一后向截頭圓錐形臺肩78。
圓柱形彈性保持件80的結構是按照Oask等人發(fā)明的美國專利US3752515和Taylor等人發(fā)明的美國專利US4316636中公開和描述的保持件。保持件80具有一主體82，該主體帶有多個沿徑向向外伸出的凸起84。切削工具60在其徑縮部分72上承載著該彈性保持件80。如圖4所示，當切削工具60被保持到巖心破碎器支座30的孔40內(nèi)時，彈性保持件80的凸起84被容納到環(huán)形凹槽52內(nèi)，以便能夠?qū)⑶邢鞴ぞ?0保持在孔內(nèi)，這樣相對于巖心破碎器支座30，切削工具就不會繞其縱軸(參見圖4中的B-B)旋轉。
仍然參照圖4，切削工具60的整個軸向長度的尺寸等于“C”。其從巖心破碎器支座30軸向向前伸出的長度部分的尺寸等于“D?！焙竺娴谋?0的直徑尺寸等于“E”。鉆頭體的最大直徑為“F”。硬質(zhì)合金尖端68通常呈圓錐形，其夾角為“G”。下面的表1示出了從C到F以及G的尺寸。圓柱形部分(或軸環(huán))75的厚度(參見圖4中的“H”)大約為.012英寸(30.5毫米)。
表1C至F以及角G的尺寸

夾角“G”可以在大約50度至80的范圍之間。在這一點上，本申請也考慮了適于用在巖心破碎器上的其它型號的切削工具。在下面的表2中標識出選定了參數(shù)的、由Kennametal Inc.出售的其它三種型號的切削工具。
表2Kennametal公司選定參數(shù)的型號為U50KH75，U50KL以及U51KL68的切削工具

在圖4所示的特定實施方案中，柄部的直徑“E”與切削工具60的整個軸向長度“C”的比值大約為.21。柄部的直徑“E”與切削工具60的整個軸向長度“C”的比值大約在.15至.25的范圍內(nèi)。在圖4所示的特定實施方案中，切削工具主體的最大直徑“F”與切削工具的整個軸向長度“C”的比值大約為.56。切削工具主體的最大直徑“F”與切削工具整個軸向長度“C”的比值大約在.50至.60的范圍內(nèi)。
如表2所示的尺寸，對于Kennametal公司的U50KH75來說，后部柄部的直徑與切削工具的整個軸向長度的比值大約為.24，并且這一比值的范圍應在大約.2至.3的之間。對于Kennametal公司的U50KH75來說，切削工具主體的最大直徑與切削工具整個軸向長度的比值大約為.32，并且這一比值的范圍應在大約.25至.35之間。如表2所示的尺寸，對于Kennametal公司的U50KL工具來說，后部柄部的直徑與切削工具的整個軸向長度的比值大約為.235，并且這一比值的范圍應在大約.2至.3之間。對于Kennametal公司的U50KL工具來說，切削工具主體的最大直徑與切削工具的整個軸向長度的比值大約為.31，并且這一比值的范圍應在.25至.35之間。如表2所示的尺寸，對于Kennametal公司的U51KL68來說，后部柄部的直徑與切削工具的整個軸向長度的比值大約為.22，并且這一比值的范圍應在大約.2至.3之間。對于Kennametal公司的U51KL68來說，切削工具主體的最大直徑與切削工具的整個軸向長度的比值大約為.30，并且這一比值的范圍應在大約.25至.35之間。
當處于一定的操作條件中時，切削工具60能夠被可旋轉在如上述和圖4所示的孔40內(nèi)。硬質(zhì)合金尖端68的幾何形狀應相對銳利，從而切削工具60具有良好的穿透地球巖層的性能。由于切削工具60能夠?qū)崿F(xiàn)良好的穿透地球巖層的性能，因此相對于不具有良好穿透性能的工具來說，不需要更多的能量或動力來驅(qū)動巖心破碎器穿過地球巖層。此外，由于提供了一種用在具有良好穿透性能的切削工具上的巖心破碎器，因而對于切削工具穿過地球巖層的通道只產(chǎn)生了較小的阻力，因此施加在切削工具60頂部的作用力不必與不具備良好穿透性能的切削工具的一樣大。當切削工具在操作過程中彎曲時，切削工具60繞其中心縱軸(B-B)的旋轉有助于保持硬質(zhì)合金尖端68的銳利，而且可以將施加在切削工具上的張力和壓縮力更平均地分布到切削工具的圓周上。
在操作連續(xù)采礦機的過程中，隨著時間的流逝切削工具60將被磨損到必須更換的程度，或者由于破裂而有可能產(chǎn)生故障。在硬質(zhì)合金尖端和切削工具主體之間的釬焊連接處會產(chǎn)生故障。此外，由于拉出器凹槽74周圍的工具主體61部分具有最大的直徑，因此切削工具60通常在拉出器凹槽的軸向向前的位置處產(chǎn)生破裂。根據(jù)Montgomery，Jr發(fā)明的美國專利US4542943(這里通過引用而將Montgomery，Jr發(fā)明的美國專利US4542943并入本發(fā)明)公開和描述的內(nèi)容，也可將工具的柄部設計成在一特定的位置處，即在拉出器凹槽的軸向前部產(chǎn)生故障(或破裂)。因此無論是工具受到磨損還是產(chǎn)生破裂，拉出器74通常都是易于進入的(accessible)。這樣，由于操作者將一細長形拉出棒放置到拉出器凹槽74內(nèi)，并且可以將切削工具60從孔40中撬出(或拉出)，因此能夠相對容易地更換切削工具60。然后操作者能夠以采用柔軟的錘把切削工具60推進到孔40中的方式將一新的(或有用的)切削工具60插入到相同的孔40中。
在操作連續(xù)采礦機10的過程中，巖心破碎器24還成為了旋轉切削工具60的支撐結構。在這一點上，切削工具60的圓柱形部分75容納在孔40內(nèi)，由孔40的圓柱形壁47圍繞著并與其緊密相鄰?？?0的壁包圍著切削工具60的整個后部柄部，從而可以阻止切削工具60的后部柄部彎曲。
此外，切削工具60的后向截頭圓錐形臺肩78與前向截頭圓錐形壁48接觸。由于切削工具60的后向截頭圓錐形臺肩78的幾何形狀與孔40的截頭圓錐形壁48的幾何形狀基本相同，因此通過與切削鉆頭60的截頭圓錐形臺肩78接觸，孔40的圓柱形壁48能夠成為鉆頭60的支撐結構，從而切削工具60不會被進一步推進到巖心破碎器24的孔40內(nèi)。
參照圖5和6，示出了連續(xù)采礦機(即一種地球巖層切削組件)100的第二特定實施方案。該連續(xù)采礦機100包括一第一旋轉切削滾筒102，所述第一旋轉切削滾筒上具有多個以螺旋方式布置在滾筒102表面周圍的切削工具(或鉆頭)104。該連續(xù)采礦機100還包括一第二旋轉切削滾筒106，所述第二旋轉切削滾筒上也具有多個以螺旋方式布置在滾筒106表面周圍的切削工具(或鉆頭)104。第一切削滾筒102和第二切削滾筒106彼此間隔開(然而仍然被認為是彼此相鄰)。切削滾筒(102，106)被可操作地連接在一能夠驅(qū)動這兩個旋轉切削滾筒(102，106)的馬達108上。在第一和第二切削滾筒(102，106)之間設置有一巖心破碎器110。
該巖心破碎器110具有一巖心破碎器支座112。在巖心破碎器支座12的表面周圍設置有3列切削工具，其中這些切削工具中的每一個都具有與切削工具60基本相同的結構。其中一列切削工具由切削工具114構成。第二列切削工具由切削工具116構成。第三列切削工具由切削工具118構成。能夠理解的是，根據(jù)特定的應用，切削工具(114，116，118)能夠以多種不同的方式定位在巖心破碎器支座112上。
因此可以看到上述結構提供出一種經(jīng)過改進的、用在地球巖層切削組件(如連續(xù)采礦機)中的巖心破碎器，其中該巖心破碎器采用的切削工具具有一被釬焊在切削工具軸向前端的硬質(zhì)合金尖端。
看起來上述結構還提供出一種經(jīng)過改進的、用在地球巖層切削組件(如連續(xù)采礦機)中的巖心破碎器，其中該巖心破碎器采用的切削工具具有一位于切削工具軸向前端的、相對銳利的硬質(zhì)合金尖端，因而不必再增大驅(qū)動巖心破碎器穿過地球巖層所需要的能量，而且切削工具穿過地球巖層通道所需要的阻力也不會再增大，因此也不必使施加在切削工具上的作用力增大。
看起來上述結構還提供出一種經(jīng)過改進的、用在地球巖層切削組件(如連續(xù)采礦機)中的巖心破碎器，其中該巖心破碎器采用的切削工具能夠被相對容易地取出，即使在發(fā)生故障之后也是如此，而且在沒有以令人滿意的方式切削而使切削工具受到磨損之后，易于取出切削工具。
看起來上述結構還提供出一種經(jīng)過改進的、用在地球巖層切削組件(如連續(xù)采礦機)中的巖心破碎器，其中巖心破碎器采用的切削工具能夠繞其中心縱軸旋轉，借此張力和壓縮力可以分布到切削工具主體的周圍，從而改善了切削工具的疲勞壽命，并且防止作用力(張力或壓縮力)集中在一側。
看起來上述結構還提供出一種經(jīng)過改進的、用在地球巖層切削組件(如連續(xù)采礦機)中的巖心破碎器，其中在操作連續(xù)采礦機的過程中，巖心破碎器能夠為切削工具的后部部分提供出支撐結構。
這里通過參考將引用的其它文獻并入本申請。本領域技術人員在考慮到這里所公開的本發(fā)明的說明書和實際情況下，本發(fā)明的其它實施方案將變得更加直觀。這里的說明書和實施例僅僅是例證性的，并不對本發(fā)明的范圍構成限制。本發(fā)明真正的范圍和實質(zhì)將由所附的權利要求表示。
權利要求
1.一種巖心破碎器，包括包含有至少一個孔的支座，該孔的一部分由一軸向向前的截頭圓錐形壁界定，孔進一步還由一軸向向后的圓柱形壁界定；在該軸向向后的圓柱形壁內(nèi)含有一凹槽；具有一軸向前端和一軸向后端的細長形切削工具，該切削工具還具有一與軸向前端相鄰的頭部和一與軸向后端相鄰的柄部，以及一位于頭部和柄部中間的截頭圓錐形臺肩；該柄部含有一徑縮部分；所述切削工具進一步包括一彈性保持件；并且當切削工具被保持到孔內(nèi)時，該彈性保持件被接納到孔的凹槽中，而且切削工具的截頭圓錐形的臺肩與孔的截頭圓錐形壁緊密相鄰。
2.如權利要求1所述的巖心破碎器，其中支座內(nèi)包含有多個孔。
3.如權利要求2所述的巖心破碎器，該巖心破碎器進一步包括多個切削工具，其中每個切削工具都可以被旋轉地容納在各自相應的一個孔中。
4.如權利要求1所述的巖心破碎器，其中支座內(nèi)含有多列孔，并且該巖心破碎器還包括多個切削工具，其中每個切削工具都可以被旋轉地容納在各自相應的一個孔中。
5.如權利要求1所述的巖心破碎器，其中切削工具是可旋轉的，并且切削工具能夠可替換地保持在孔內(nèi)。
6.如權利要求1所述的巖心破碎器，其中在切削工具的軸向前端具有一硬質(zhì)尖端。
7.如權利要求6所述的巖心破碎器，其中所述硬質(zhì)尖端相對銳利，而且該硬質(zhì)尖端具有在大約在50度至80度范圍內(nèi)的角度。
8.如權利要求1所述的巖心破碎器，其中在操作巖心破碎器的過程中，切削工具的截頭圓錐形臺肩與孔的前截頭圓錐形壁接觸。
9.如權利要求1所述的巖心破碎器，其中切削工具包括一位于截頭圓錐形臺肩軸向前部的拉出器凹槽。
10.如權利要求1所述的巖心破碎器，其中孔壁限定出孔，當切削工具被保持在孔內(nèi)時，柄部與孔壁緊密相鄰。
11.如權利要求1所述的巖心破碎器，其中柄部的直徑與切削工具的整個軸向長度的比值大約在0.2至0.3之間。
12.如權利要求1所述的巖心破碎器，其中切削工具主體的最大直徑與切削工具的整個軸向長度的比值大約在0.25至0.35之間。
13.如權利要求5所述的巖心破碎器，其中巖心破碎器支座的孔的至少一部分由一軸向向前的圓柱形壁界定，并且所述細長形旋轉切削工具還包括一位于截頭圓錐形臺肩的軸向前部的圓柱形軸環(huán)，當切削工具被保持在孔內(nèi)時，該圓柱形軸環(huán)與孔的軸向前部的圓柱形壁緊密相鄰。
14.如權利要求13所述的巖心破碎器，其中在操作巖心破碎器的過程中，該圓柱形軸環(huán)與孔的軸向前部的圓柱形壁接觸。
15.一種與至少一個細長形切削工具聯(lián)合使用的巖心破碎器支座，其中該切削工具具有一軸向前端和一軸向后端，以及一與軸向前端相鄰的頭部和一與軸向后端相鄰的柄部，該切削工具還包括一位于頭部和柄部中間的截頭圓錐形臺肩，其中所述柄部含有一徑縮部分，而且所述切削工具還包括一彈性保持件，該巖心破碎器包括包含有至少一個孔的支座，該孔的一部分由一軸向向前的截頭圓錐形壁界定，孔進一步還由一軸向向后的圓柱形壁界定，在該軸向向后的圓柱形壁內(nèi)含有一凹槽；并且當切削工具被保持到孔內(nèi)時，該彈性保持件被接納到孔的凹槽中，而且切削工具的截頭圓錐形的臺肩與孔的截頭圓錐形壁緊密相鄰。
16.如權利要求15所述的巖心破碎器支座，該支座包括多個孔。
17.如權利要求15所述的巖心破碎器支座，該支座包括多列孔。
18.一種地球巖層切削組件，包括至少一對相鄰的切削滾筒和一位于切削滾筒中間的巖心破碎器；該巖心破碎器包括含有至少一個孔的支座，該孔的一部分由一軸向向前的截頭圓錐形壁界定，其進一步還由一軸向向后的圓柱形壁界定，在該軸向向后的圓柱形壁內(nèi)含有一凹槽；具有一軸向前端和一軸向后端的細長形切削工具，該切削工具還具有與軸向前端相鄰的頭部和與軸向后端相鄰的柄部，以及一位于頭部和柄部中間的截頭圓錐形臺肩，而且該柄部部分含有一徑縮部分；所述切削工具進一步包括一彈性保持件；并且當切削工具被保持到孔內(nèi)時，該彈性保持件被接納到孔的凹槽中，而且切削工具的截頭圓錐形的臺肩與孔的截頭圓錐形壁緊密相鄰。
19.如權利要求18所述的地球巖層切削組件，其中所述切削工具是可旋轉的。
20.如權利要求18所述的地球巖層切削組件，其中所述巖心破碎器支座內(nèi)包含由多個孔，而且所述巖心破碎器支座還包括多個切削工具，其中每個切削工具都可以被旋轉地容納在各自相應的一個孔中。
21.如權利要求18所述的地球巖層切削組件，其中在切削工具的軸向前端具有一硬質(zhì)尖端。
22.如權利要求18所述的地球巖層切削組件，其中在操作地球巖層切削組件的過程中，切削工具的截頭圓錐形臺肩與孔的前向截頭圓錐形壁接觸。
23.如權利要求19所述的地球巖層切削組件，其中巖心破碎器支座的孔的至少一部分由一軸向向前的圓柱形壁界定，并且所述細長形旋轉切削工具還包括一位于截頭圓錐形臺肩的軸向前部的圓柱形軸環(huán)，當切削工具被保持在孔內(nèi)時，該圓柱形軸環(huán)與孔的軸向前部的圓柱形壁緊密相鄰。
24.如權利要求23所述的地球巖層切削組件，其中在操作巖心破碎器的過程中，該圓柱形軸環(huán)與孔的軸向前部的圓柱形壁接觸。
25.如權利要求18所述的地球巖層切削組件，其中柄部的直徑與切削工具的整個軸向長度的比值大約在0.2至0.3之間。
26.如權利要求18所述的地球巖層切削組件，其中切削工具主體的最大直徑與切削工具的整個軸向長度的比值大約在0.25至0.35之間。
27.一種巖心破碎器，包括包含有多列孔的支座，其中的每一個孔的一部分由一軸向向前的截頭圓錐形壁界定，和孔各進一步還由一軸向向后的圓柱形壁界定；在該軸向向后的圓柱形壁內(nèi)含有一凹槽；被容納在每個孔中的細長形旋轉切削工具，該旋轉切削工具具有一軸向前端和一軸向后端，該旋轉切削工具還具有一與軸向前端相鄰的頭部和一與軸向后端相鄰的柄部，以及一位于頭部和柄部中間的截頭圓錐形臺肩；該柄部含有一徑縮部分；所述旋轉切削工具進一步包括一彈性保持件；并且當旋轉切削工具被保持到孔內(nèi)時，該彈性保持件被接納到孔的凹槽中，而且旋轉切削工具的截頭圓錐形的臺肩與孔的截頭圓錐形壁緊密相鄰。
28.一種地球巖層切削組件，包括至少一對彼此相鄰的切削滾筒，以及一位于切削滾筒中間的巖心破碎器；包含有多列孔的支座，其中的每一個孔的一部分由一軸向向前的截頭圓錐形壁界定，和各孔進一步還由一軸向向后的圓柱形壁界定；在該軸向向后的圓柱形壁內(nèi)含有一凹槽；被容納在每個孔中的細長形旋轉切削工具，該旋轉切削工具具有一軸向前端和一軸向后端，該旋轉切削工具還具有一與軸向前端相鄰的頭部和一與軸向后端相鄰的柄部，以及一位于頭部和柄部中間的截頭圓錐形臺肩；該柄部含有一徑縮部分；所述旋轉切削工具進一步包括一彈性保持件；并且當旋轉切削工具被保持到孔內(nèi)時，該彈性保持件被接納到孔的凹槽中，而且旋轉切削工具的截頭圓錐形的臺肩與孔的截頭圓錐形壁緊密相鄰。
29.如權利要求28所述的地球巖層切削組件，其中柄部的直徑與切削工具的整個軸向長度的比值大約在0.2至0.3之間。
30.如權利要求28所述的地球巖層切削組件，其中切削工具主體的最大直徑與切削工具的整個軸向長度的比值大約在0.25至0.35之間。
31.一種巖心破碎器，包括含有至少一個孔的支座；以及一可被旋轉地容納在孔內(nèi)的細長形旋轉切削工具。
32.如權利要求31所述的巖心破碎器，其中在該切削工具的軸向前端具有一硬質(zhì)尖端。
33.如權利要求32所述的巖心破碎器，其中所述硬質(zhì)尖端相對銳利。
34.如權利要求33所述的巖心破碎器，其中該硬質(zhì)尖端具有一大約在50度至80度范圍內(nèi)的夾角。
35.一種地球巖層切削組件，包括至少一對彼此相鄰的切削滾筒以及一位于切削滾筒中間的巖心破碎器；該巖心破碎器包括含有至少一個孔的支座；以及一可被旋轉地容納在孔內(nèi)的細長形旋轉切削工具。
36.如權利要求35所述的地球巖層切削組件，其中孔的一部分由一軸向向前的截頭圓錐形壁界定，和孔進一步還由一軸向向后的圓柱形壁界定，其中所述軸向向后的圓柱形壁內(nèi)含有一凹槽；具有一軸向前端和一軸向后端的切削工具，該切削工具還具有一與軸向前端相鄰的頭部和一與軸向后端相鄰的柄部，以及一位于頭部和柄部中間的截頭圓錐形臺肩，并且所述柄部含有一徑縮部分；該切削工具還包括一帶有至少一個徑向向外凸起的彈性保持件；以及當切削工具被保持到孔內(nèi)時，該彈性保持件的凸起被接納到孔的凹槽中，而且切削工具的截頭圓錐形的臺肩與孔的截頭圓錐形壁緊密相鄰。
37.一種巖心破碎器，包括一含有至少一個孔的支座；以及一帶有相對銳利尖端的細長形切削工具。
38.如權利要求37所述的巖心破碎器，其中所述硬質(zhì)尖端具有一大約在50度至80度范圍內(nèi)的夾角。
全文摘要
一種巖心破碎器(22)，它包括含有至少一個孔(40)的支座(30)，其中所述孔的一部分由一軸向向前的截頭圓錐形壁(48)界定，其進一步由一軸向向后的圓柱形壁(50)界定，在該軸向向后的圓柱形壁內(nèi)含有一凹槽(52)。該巖心破碎器還具有一帶有一軸向前端(62)和一軸向后端(64)的細長形旋轉切削工具(60)，該切削工具還具有一與軸向前端(62)相鄰的頭部(66)和一與軸向后端(64)相鄰的柄部(70)，其中所述柄部(70)含有一徑縮部分(72)。該切削工具還具有一位于頭部(66)和柄部(70)中間的截頭圓錐形臺肩(78)。該切削工具(60)進一步包括一帶有至少一個徑向向外凸起(84)的彈性保持件(80)。當切削工具(60)被保持到孔(40)內(nèi)時，該彈性保持件(80)的凸起(84)被接納到孔(40)的凹槽(52)中，而且切削工具(60)的截頭圓錐形的臺肩(78)與孔(40)的截頭圓錐形壁(48)緊密相鄰。
文檔編號E21C27/00GK1902377SQ200480039505
公開日2007年1月24日 申請日期2004年12月15日 優(yōu)先權日2003年12月31日
發(fā)明者T·D·希爾, K·E·斯特羅斯曼 申請人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司