¿Cartoon vs aburridos de la vida real?---(Tipo puntiagudo vs plano)

¿Hay alguna razón física o de ingeniería (que supongo) por la que usamos este gran orificio plano en lugar del puntiagudo?

Una superficie de corte de área mínima es mejor en roca dura; entonces el disco le gana al cono.

Si la memoria no me falla, la cara plana de las máquinas perforadoras de túneles reales se presiona, con una fuerza enorme, contra la cara de la roca, mientras gira. Las ruedas de corte y los dientes generan enormes presiones localizadas para fracturar fragmentos de la pared rocosa. La cara plana del disco tiene el área mínima y se puede hacer fuerte y simple. El verdadero también tiene fuertes gatos hidráulicos que agarran las paredes del túnel ya perforadas, para asegurar que el disco de corte gire, en lugar de que el cuerpo de la máquina gire inútilmente. (También tienen un sistema impresionante para transportar la roca molida, etc. por la parte de atrás y lejos).

Una 'nariz' acanalada, cónica y cortante como la de la ilustración podría funcionar en suelo blando, si esa máquina tuviera algo para evitar que el cuerpo gire en sentido contrario y un medio para mover el suelo pulverizado detrás de él.

¿Hay alguna razón física o de ingeniería (que supongo) por la que usamos este gran orificio plano en lugar del puntiagudo?

Sí. Una perforación es esencialmente una broca realmente grande. Como tal, la forma de la broca está determinada por el material que está cortando.

El orificio de dibujos animados tiene una broca de torsión que tiene una alta tasa de torsión que da como resultado una gran área de superficie para que pasen las virutas (el material que se elimina). Esto resultará en mucha adherencia y causará excoriación . Se requerirán grandes cantidades de lubricación para evitar esto: agua, aceite, etc., cualquier cosa para evitar que la roca se adhiera a la broca. El orificio del mundo real usa una cinta transportadora para mover las virutas en lugar de una ranura en espiral (que es solo un tornillo de Arquímedes).

El orificio de dibujos animados también tiene un ángulo de punta muy agudo. Esto es excelente para perforar materiales blandos (arcilla como señala James), pero es terrible para perforar materiales duros como la roca. Vaya a una ferretería y observe la diferencia entre brocas para madera y brocas para metal o concreto. El ángulo determinará el área de superficie enfrentada por los filos de corte, y más área de superficie equivale a más fricción. La fricción crea calor, y el calor provoca más desgaste. Esto nuevamente requerirá más lubricación para extraer ese exceso de calor, pero ¿cómo bombearía todo ese lubricante al frente de una broca puntiaguda?

Entonces, si bien el orificio caricaturesco podría funcionar, se desgastaría rápidamente, requeriría más lubricación para evitar la excoriación y, en última instancia, sería mucho más costoso de operar (como señala Molot) porque constantemente estaría reemplazando una broca gigante.

En primer lugar, en la caricatura, uno se basa en un taladro que usa en un material blando que es consistente. Como madera o plexiglás. La idea detrás de esto es que tenga un espacio para las virutas para que no bloqueen su túnel (porque no hay túnel). El verdadero está construido para perforar materiales de diferente densidad al mismo tiempo mientras las virutas pueden pasar adentro. el taladro para moverse en una transmisión por correa.
Este diseño también ayuda a enfriar el taladro mientras que el normal no tiene refrigeración.

Y para señalar lo obvio: la máquina de dibujos animados es más grande que el taladro, por lo que sería inútil.

Muchos problemas aquí que hacen que lo plano sea mejor que lo puntiagudo... la mayoría de los cuales pueden reducirse a una sola idea... área de superficie .

1. Más superficie (un cono) genera más calor.

   • Más calor requiere más equipo de refrigeración y más mantenimiento
   • Más calor reduce la vida de los filos... Calor > Acero
   • Más calor es malo para los trabajadores subterráneos en un espacio confinado

2. Estabilidad geológica

   • Un cono va a causar derrumbes con más frecuencia que el tipo plano. La máquina (como se mencionó en otra parte) está diseñada para soportar el peso de la tierra que retira hasta que se puedan colocar los soportes. Los derrumbes harán que tengas que cavar y luego volver a cavar a medida que las cosas caen desde arriba.

La única situación en la que puedo ver que un cono funciona mejor sería una situación en la que, por alguna razón, quieres cavar un túnel en la arcilla... pero... ¿por qué querrías hacer eso?

Los dibujos omiten un hecho muy importante: para hacer un agujero, tienes que sacar un volumen de material "en forma de agujero" a otro lugar.

La madera es fibrosa, lo que significa que en realidad contiene bastantes espacios de aire, por lo que si está insertando un tornillo para madera bastante pequeño, simplemente está aplastando esos espacios sin realmente "quitar" nada de la madera. El hecho de que la madera intente retroceder y llenar el agujero mejora el agarre del tornillo. Es mucho más fácil clavar un tornillo en una madera como el pino, que contiene mucho espacio de aire, en comparación con algo como el roble, que tiene menos.

Pero para hacer un agujero más grande que permanecerá abierto por sí solo, tienes que quitar el material de alguna manera. La máquina perforadora de dibujos animados no tiene ninguna forma de hacer eso, excepto por el material que viaja por las ranuras en espiral, lo cual es ineficiente debido a la cantidad de fricción entre el material en movimiento, el material no perforado y el mismo perforador.

En la tuneladora real, hay orificios en la cara de corte a lo largo de los bordes de los cortadores, por lo que el material cortado puede caer al interior de la máquina y luego retirarse con el mínimo esfuerzo, siempre que pueda retirarlo. tan rápido como esté cortando más material.

Sé que esta pregunta es más sobre física, pero esta es la pila Worldbuilding, así que quiero ayudarte con tu problema de escritura.

Recomiendo ver cómo "Avatar the Last Airbender" manejó este problema en el episodio "The Drill". Es una caricatura para niños, y su Drill es una mezcla de los dos.

Es casi plano en la parte delantera, pero todavía tiene un poco de puntiagudo. Se ve más amenazador que el real que publicaste, y es más realista que el cómico que publicaste.

Si observa las brocas de barrena de mano vieja (como las que se usan con una abrazadera y una broca ), tenían una rosca cónica en forma de tornillo en el extremo y luego un cuerpo con una costilla helicoidal. La nervadura helicoidal era obviamente para sacar los recortes del área de trabajo y, para el observador casual, el extremo en forma de tornillo hacía todo el corte. Solo tras una inspección minuciosa quedó claro que algunas superficies similares a cinceles en la unión entre la punta y la espiral eran las que realmente realizaban el corte.

Aún más confuso es una barrena de tapón , donde una broca de barrena corta (del estilo anterior) se combina con un plano de madera cónico.

Es fácil ver cómo una persona que en realidad no trabaja con tales implementos llegaría a creer que el dispositivo puntiagudo de la primera imagen tendría sentido.

En los dibujos animados, están perforando un terreno 2D. Es como perforar papel. Estás apretando el suelo hacia los lados en lugar de alrededor y detrás.

Por lo tanto, no tienen que preocuparse por las virutas o la fricción y, cuanto más puntiagudas, mejor, ya que te hará avanzar más rápido.

Dependiendo de la física del universo de dibujos animados, el suelo puede rellenarse/descomprimirse después de que hayas pasado o no.