CN102251780B - 一种盘形滚刀的安装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盘形滚刀的安装结构，包括滚刀轴支撑框架、滚刀轴座和固定盖板，滚刀中心轴的两轴端均经铣扁加工形成一斜面的扁形轴头，滚刀轴支撑框架为一矩形框，滚刀轴支撑框架的两个相对侧立板的内侧均分别固连有一滚刀轴座，每个滚刀轴座的内侧面上均设有一自下而上的开口槽，开口槽内自上而下的设有压力弹簧、限位滑块及梯形轴座槽，限位滑块的底部为上凹的圆弧面，上凹的圆弧面与梯形轴座槽之间形成一轴座孔；位于开口槽下部的一侧设有一斜面，该斜面至开口处形成一斜向通道；盘形滚刀中心轴的扁形轴头与轴座孔配合。本发明可以实现方便快捷地安装盘形滚刀，并为今后应用自动化技术拓展了空间，具有很好的应用前景。

Description

一种盘形滚刀的安装结构
技术领域
本发明涉及一种隧道施工用盾构机部件，尤其涉及一种盾构机用滚刀在刀座上的一种安装结构。
背景技术
目前，地下工程越来越多的使用盾构机进行地下挖掘工作，而硬岩的挖掘则更多的采用全断面硬岩挖掘机。滚刀作为一种高效的挖掘工具，普遍的应用在以上两种挖掘设备中，尤其对于硬岩的挖掘，已经是必不可少的挖掘工具。在盾构机和硬岩挖掘机进行隧道挖掘的过程中，随着刀盘连续不断地旋转，安装在刀盘的滚刀会不断地滚压岩石。它们之间的这种长时间相互作用，会使得滚刀产生持续的磨损，以至于当滚刀的磨损达到一定程度以后，会降低切削岩石的效率，无法达到原有的挖掘效果，影响隧道挖掘的进度。因此，为了保证挖掘的正常进行，就必须对磨损严重的滚刀进行更换。国外有研究指出，隧道施工过程中更换滚刀将要耗费大量时间。这会极大地影响隧道工程的施工进度，降低挖掘的效率，增加施工成本。
在现有的盾构机和硬岩掘进机中，滚刀的安装分为表面凸装式和埋入式两种。表面凸装式是将刀座直接焊接在刀盘表面，整个刀具也都突出在刀盘面上。这种方式制造工艺简单，但是刀座容易磨损，并易受到破碎岩石块下落时的冲击而造成焊缝开裂。并且由于挖掘工程中，刀盘前端面与岩石掌子面相接触，这时换刀会带来巨大的危险，不利于工人的施工。埋入式是将刀座埋在刀盘表面以下，焊接在刀盘体上，刀具安装后仅有1/3露出刀盘表面，埋入式对刀具、刀座具有良好的保护作用。另外，在安装时，从刀盘的背部进行安装，这可以使得工人远离掌子面，安装过程更加的安全。目前，普遍采用的是埋入式滚刀安装方式。埋入式方法普遍采用螺栓固定滚刀轴，这使得安装滚刀时装卸过程复杂，而且必须由工人进行逐一地更换，其安装效率低下，不利于今后机械自动化的实施。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提出了一种盘形滚刀的安装结构，它一改以往使用螺栓的固定方式，进一步为实现大规模自动化换刀提供帮助，通过简化滚刀的安装方法，使得换刀过程自动化和智能化，从而提高滚刀的安装效率。
为了解决上述技术问题，本发明一种盘形滚刀的安装结构予以实现的技术方案是：包括滚刀轴支撑框架、滚刀轴座和固定盖板，滚刀中心轴的两轴端均经铣扁加工形成一扁形轴头，每个扁形轴头横截面的对边之间具有3-20度的夹角，扁形轴头横截面两个相对的圆弧面中，一个圆弧面的弧度大于对面圆弧面的弧度；所述滚刀轴支撑框架为一矩形框，所述滚刀轴支撑框架的两个相对侧立板的内侧均分别固连有一滚刀轴座，每个滚刀轴座的内侧面上均设有一自下而上的开口槽，所述开口槽内自上而下的设有压力弹簧、限位滑块及梯形轴座槽，所述限位滑块的底部为上凹的圆弧面，所述上凹的圆弧面与所述的梯形轴座槽之间形成一轴座孔；位于开口槽下部的一侧设有一斜面，该斜面至开口处形成一斜向通道；所述盘形滚刀中心轴的扁形轴头与所述轴座孔配合。
本发明盘形滚刀安装结构，其中，所述限位滑块与所述开口槽的两侧面之间为间隙配合。所述扁形轴头的窄端嵌入到所述的梯形轴座槽内。所述固定盖板焊接在所述开口槽的前方，其高度与所述限位滑块的行程相对应。所述滚刀轴座与所述滚刀轴支撑框架的侧立板之间的固连为焊接。
与现有技术相比，本发明一种盘形滚刀安装结构的有益效果是：
本发明盘形滚刀安装结构，采用压力弹簧和滑块配合的结构形式，并将滚刀中心轴两侧的轴头设计为扁形的斜面形状。压力弹簧用于通过弹性力压紧滚刀中心轴的轴端，并且在弹性力的作用下，使得轴端的斜面与滚刀轴座上的梯形轴座槽的斜面之间产生自锁效应，保证盘形滚刀的稳定性。限位滑块与压力弹簧焊接在一起，限位滑块通过压力弹簧的变形进行往复运动，同时限位滑块在与滚刀中心轴配合时，可以限制滚刀中心轴的转动角度，以此达到调整滚刀中心轴与滚刀轴座中梯形轴座槽斜面之间的位置。
本发明盘形滚刀安装结构可以一方面使得滚刀在安装的过程中安装方便快捷，可以缩短更换滚刀所消耗的时间，提高滚刀的更换的效率。另一方面，简化原有的安装方式，仅需简单的工序便可以将滚刀进行拆卸，有助于自动化技术的应用，在以后的换刀过程中取代人工换刀，可以保障工人的安全。本发明盘形滚刀安装结构，为今后应用自动化技术拓展了空间，具有很好的应用前景。
附图说明
图1是本发明一种盘形滚刀安装结构立体图；
图2是图1中所示盘形滚刀安装到滚刀轴座2上的端向剖视图；
图3为图2中A-A剖切位置的剖面图；
图4是图1所示安装结构的俯视图；
图5是本发明中一滚刀轴座2的立体结构示意图；
图6是本发明中限位滑块5、固定盖板7与滚刀轴座2位置关系示意图；
图7-1是本发明中限位滑块5顶部结构示意图；
图7-2是本发明中限位滑块5底部结构示意图；
图8-1是本发明中滚刀中心轴6的立体结构示意图；
图8-2是图8-1所示滚刀中心轴6的轴端面图。
图中：
1——滚刀轴支撑框架        2——滚刀轴座        3——盘形滚刀
4——压力弹簧              5——限位滑块        6——滚刀中心轴
7——固定盖板
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。
如图1所示，本发明一种盘形滚刀安装结构，包括滚刀轴支撑框架1、滚刀轴座2和固定盖板7。
如图8-1和图8-2所示，滚刀中心轴6的两轴端均经铣扁加工形成一扁形轴头，每个扁形轴头横截面的对边之间具有3-20度的夹角，扁形轴头横截面两个相对的圆弧面中，一个圆弧面的弧度大于对面圆弧面的弧度；即：滚刀中心轴6的两个轴端被切削成为具有斜面的扁形的轴头形状。
如图4所示，所述滚刀轴支撑框架为一矩形框，所述滚刀轴支撑框架1的两个相对侧立板的内侧均分别固连有一滚刀轴座2，所述滚刀轴座2与所述滚刀轴支撑框架1的侧立板之间的固连为焊接，两个滚刀轴座2之间的距离应该等于盘形滚刀3的厚度。
如图5和图6所示，每个滚刀轴座2的内侧面上均设有一自下而上的开口槽，如图2所示，所述开口槽内自上而下的设有压力弹簧4、限位滑块5及梯形轴座槽，所述开口槽的两侧面形成了一纵向导轨，将所述限位滑块5放置在滚刀轴座2的纵向导轨中，所述限位滑块5与所述开口槽的两侧面之间为间隙配合，压力弹簧4的一端焊接在限位滑块5的顶部，压力弹簧4的另一端焊接在滚刀轴座2的开口槽的顶部。所述固定盖板7焊接在所述开口槽的前方，由于该固定盖板7的作用是起到限制限位滑块5不要脱出导轨，从而使其仅在一个方向(即沿纵向导轨滑动)运动，因此，固定端盖7的高度应与所述限位滑块5的行程相对应，
如图7-1和图7-2所示，所述限位滑块5的底部为上凹的圆弧面，所述上凹的圆弧面与所述的梯形轴座槽之间形成一轴座孔，如图2所示；位于开口槽下部的一侧设有一斜面，该斜面延伸至开口处形成一斜向通道；所述盘形滚刀中心轴的扁形轴头与所述轴座孔配合，所述扁形轴头的较宽的一端与限位滑块5相配合，所述扁形轴头的较窄的一端嵌入到所述的梯形轴座槽内，用以固定滚刀中心轴6。
利用本发明盘形滚刀安装结构进行滚刀安装的具体过程如下：滚刀中心轴6通过滚刀轴座2上的斜向通道进入安装位置(即：所述限位滑块5的底部的上凹圆弧面与所述的梯形轴座槽之间形成的轴座孔)，滚刀中心轴6推动限位滑块5和压缩弹簧4向顶部运动，并将滚刀中心轴6扁形轴头的较宽的一端放入到限位滑块5的上凹的圆弧面内，旋转滚刀中心轴6，将该较宽的一端转动到限位滑块5上凹圆弧面的顶部，使其达到限位位置。释放压力，通过压力弹簧4的弹性力推动限位滑块5向下反向运动，直至滚刀中心轴6扁形轴头的较窄的一端恰好嵌梯形轴座槽中。此时，由于压力弹簧4的弹性力，使得限位滑块5压紧滚刀中心轴6，而滚刀中心轴6与梯形轴座槽的斜面之间发生自锁，从而滚刀中心轴6被完全固定，至此，完成了盘形滚刀的安装。
通过本发明盘形滚刀的安装结构，盘形滚刀的安装过程得到简化，可以提高盘形滚刀安装的效率，进一步缩短施工时间，同时，也有助于机械自动化更换盘形滚刀的实现，在未来具有一定的应用前景
尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种盘形滚刀安装结构，包括滚刀轴支撑框架（1）、滚刀轴座（2）和固定盖板（7），其特征在于：
滚刀中心轴的两轴端均经铣扁加工形成一扁形轴头，每个扁形轴头横截面的对边之间具有3-20度的夹角，扁形轴头横截面两个相对的圆弧面中，一个圆弧面的弧度大于对面圆弧面的弧度；
所述滚刀轴支撑框架为一矩形框，所述滚刀轴支撑框架（1）的两个相对侧立板的内侧均分别固连有一滚刀轴座（2），每个滚刀轴座（2）的内侧面上均设有一自下而上的开口槽，所述开口槽内自上而下的设有压力弹簧（4）、限位滑块（5）及梯形轴座槽，所述限位滑块（5）的底部为上凹的圆弧面，所述上凹的圆弧面与所述的梯形轴座槽之间形成一轴座孔；位于开口槽下部的一侧设有一斜面，该斜面至开口处形成一斜向通道；
所述固定盖板（7）焊接在所述开口槽的前方，其高度与所述限位滑块（5）的行程相对应；
所述盘形滚刀中心轴的扁形轴头与所述轴座孔配合。
2.根据权利要求1所述的盘形滚刀安装结构，其特征在于：所述限位滑块（5）与所述开口槽的两侧面之间为间隙配合。
3.根据权利要求1所述的盘形滚刀安装结构，其特征在于：所述扁形轴头的窄端嵌入到所述的梯形轴座槽内。
4.根据权利要求1所述的盘形滚刀安装结构，其特征在于：所述滚刀轴座（2）与所述滚刀轴支撑框架（1）的侧立板之间的固连为焊接。
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