CN104879134A - 能进行双向更换盘形滚刀的圆形刀箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道掘进机工程机械技术领域。一种能进行双向更换盘形滚刀的圆形刀箱，包括固定在刀盘上的呈圆柱形的环状刀箱箱体和设置在刀箱箱体内侧且呈中心对称的两个滚刀轴固紧单元，所述的滚刀轴固紧单元包括固定在刀箱箱体内壁上的承载导条、固定在刀箱箱体内壁上并与承载导条呈一定夹角对应设置的限位导条、以及匹配设置在承载导条和限位导条之间的楔形压紧块、拉紧块、拉紧螺栓和螺母。本发明圆形刀箱能够分别实现从刀盘背面和刀盘正面对盘形滚刀进行更换，背面换刀用于隧道掘进机施工过程中的滚刀更换，正面换刀用于隧道掘进机在生产、组装和调试过程中的滚刀更换，其刀箱箱体为圆形结构，可使其在刀盘上节约空间、受力均匀。
Description
技术领域
本发明涉及隧道掘进机工程机械技术领域，尤其涉及一种能进行双向更换盘形滚刀的圆形刀箱。
背景技术
刀盘上安装的盘形滚刀为隧道掘进机开挖隧洞的主要刀具，在隧道掘进机的施工过程中，滚刀为易磨损件，需时常更换。目前的滚刀有两种更换方式，一种为在刀盘前侧进行更换，另一种为在刀盘背面进行更换。
在刀盘前面更换滚刀时，需使隧道掘进机的刀盘后退一定的行程，人员进入到刀盘与掌子面之间的狭隙中，进行更换。这样的操作不仅存在掌子面失稳的风险，也存在停机时间长、人员安全隐患大、操作不便的弊端。在刀盘背面更换滚刀时，不需刀盘进行后退，人员仅需进入刀盘背面的空腔中，从刀箱的背面进行滚刀的更换。相比正面换刀，背面换刀的时间更短，人员更安全，操作更方便。
隧道掘进机在掘进的过程中，刀盘受力巨大。目前能够进行背面换刀的刀箱形状为矩形，矩形刀箱为板拼结构，且在矩形四个角的位置易产生应力集中，在刀盘的掘进过程中，易使焊缝开裂，影响刀盘的整体结构；此外，能够满足背面换刀的矩形刀箱，在矩形长边的方向上尺寸较大，这就导致在刀盘上布置较多的刀箱时，会降低刀盘的整体强度。
因此，如何设计出一种新的刀箱，不仅能够进行背部换刀，又能减少刀箱自身的应力集中和空间尺寸，成为了目前亟待解决的一个课题。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种能够有效避免刀箱存在应力集中和占用空间尺寸较大的缺陷，且有效缩短停机时间，提高换刀效率，方便隧道掘进机在生产、组装和调试过程中的操作便利性的能进行双向更换盘形滚刀的圆形刀箱。
为达到上述目的，所采取的技术方案是：
一种能进行双向更换盘形滚刀的圆形刀箱，包括固定在刀盘上的呈圆柱形的环状刀箱箱体和设置在刀箱箱体内侧且呈中心对称的两个滚刀轴固紧单元，所述的滚刀轴固紧单元包括固定在刀箱箱体内壁上的承载导条、固定在刀箱箱体内壁上并与承载导条呈一定夹角对应设置的限位导条、以及匹配设置在承载导条和限位导条之间的楔形压紧块、拉紧块、拉紧螺栓和螺母，所述的承载导条朝向限位导条一侧开设有台阶状承台，所述的滚刀轴匹配贴合设置在台阶状承台上，所述的楔形压紧块其中一侧与限位导条的侧面匹配贴合，楔形压紧块另一侧的楔形斜面与滚刀轴上对应的斜面匹配贴合，所述的拉紧块匹配设置在刀箱箱体底部，并通过拉紧螺栓和螺母拧紧，由楔形压紧块将滚刀轴压紧固定在刀箱箱体的台阶状承台上。
所述的承载导条与限位导条之间形成盘形滚刀推送通道，所述的限位导条背部与盘形滚刀之间形成楔形压紧块推送通道。
所述的拉紧螺栓上还设有防松垫圈，所述的螺母为两个。
所述的拉紧块为楔形拉紧块，楔形拉紧块的其中一侧面与限位导条的侧面匹配贴合，楔形拉紧块的另一侧的楔形斜面与承载导条下部的斜面匹配对应贴合。
所述的承载导条的台阶状承台上部设有防护压盖，防护压盖内侧面与滚刀轴之间间隙配合。
所述盘形滚刀推送通道的承载导条与限位导条之间最小距离L1大于滚刀轴直径，所述楔形压紧块推送通道的限位导条背部与盘形滚刀之间的最小距离L2大于拉紧螺栓直径。
采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
①本发明通过对刀箱圆柱形环状的一体化设计方案，有效避免了刀箱存在应力集中的缺陷，大大的提高了刀箱的稳定性，同时期整体结构设计更加合理，在不影响更换滚刀的情况下，大大缩小了单个滚刀刀箱所占用空间的面积尺寸；
②本发明通过圆形刀箱的背面换刀可有效缩短停机时间，提高换刀效率，保障人员安全，本发明还能够进行正面换刀，通过圆形刀箱的正面换刀，可方便隧道掘进机在生产、组装和调试过程中的操作便利性；
③本发明通过合理设计，在进行一体化刀箱结构的设计的同时，能够使得整个掘进机刀盘上合理布局更多的盘形滚刀，且不会对刀盘整体的结构性能造成影响，能够有效的进行刀盘上的滚刀布局，合理进行有效开挖，大大提高了掘进机整体的结构性能、操作的便捷性和实用性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中A-A向结构示意图。
图3为盘形滚刀在刀箱箱体中推送状态结构示意图。
图4为拆装楔形压紧块的推送状态结构示意图。
图中序号：1为刀盘、2为刀箱箱体、3为盘形滚刀、4为承载导条、5为限位导条、6为楔形压紧块、7为楔形拉紧块、8为拉紧螺栓、9为螺母、10为滚刀轴、11为台阶状承台、12为防松垫圈、13为盘形滚刀推送通道、14为楔形压紧块推送通道、15为防护压盖。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。
参见图1-图4，一种能进行双向更换盘形滚刀的圆形刀箱，包括固定在刀盘上的呈圆柱形的环状刀箱箱体和设置在刀箱箱体内侧且呈中心对称的两个滚刀轴固紧单元，所述的滚刀轴固紧单元包括固定在刀箱箱体内壁上的承载导条、固定在刀箱箱体内壁上并与承载导条呈一定夹角对应设置的限位导条、以及匹配设置在承载导条和限位导条之间的楔形压紧块、楔形拉紧块、拉紧螺栓、防松垫圈和两个螺母，所述的承载导条朝向限位导条一侧开设有台阶状承台，所述的滚刀轴匹配贴合设置在台阶状承台上，所述的楔形压紧块其中一侧与限位导条的侧面匹配贴合，楔形压紧块另一侧的楔形斜面与滚刀轴上对应的斜面匹配贴合，所述的楔形拉紧块匹配设置在刀箱箱体底部，楔形拉紧块的其中一侧面与限位导条的侧面匹配贴合，楔形拉紧块的另一侧的楔形斜面与承载导条下部的斜面匹配对应贴合，通过拉紧螺栓和螺母拧紧，由楔形压紧块将滚刀轴压紧固定在刀箱箱体的台阶状承台上，所述的承载导条的台阶状承台上部设有防护压盖，防护压盖内侧面与滚刀轴之间间隙配合。
所述的承载导条与限位导条之间形成盘形滚刀推送通道，所述的限位导条背部与盘形滚刀切削刃之间形成楔形压紧块推送通道。
本发明中盘形滚刀为19英寸盘形滚刀，所述的刀箱箱体的内圆直径为Φd2 =520mm，外圆直径为Φd3 =630mm；19英寸盘形滚刀的最大圆直径为Φd1 =483mm，刀箱箱体用于固定安装盘形滚刀，刀箱箱体焊接在隧道掘进机的刀盘上，滚刀由刀箱箱体背面通过盘形滚刀推送通道装入刀箱箱体，经旋转一定的角度后，定位于可被压紧的位置上；套有拉紧螺栓和防松垫圈的楔形压紧块由刀箱箱体的背面的楔形压紧块推送通道中反插到刀箱体的前面，并经旋转一定的角度，被定位在压紧滚刀的位置上；楔形拉紧块由刀箱体背面套在拉紧螺栓(5)上；在楔形拉紧块的背面装入防松垫圈和螺母。
与本发明匹配的盘形滚刀的滚刀轴制成与刀箱箱体中刀轴固定区域相互配合的多个斜面形状；刀箱箱体上的滚刀轴固紧单元包括承载导条和限位导条两个凸起块，承载导条上的a面和限位导条上的b 面之间形成了自刀盘背面向刀盘前面的盘形滚刀推送通道；楔形压紧块的e面和刀轴的e面形成楔形配合面；楔形拉紧块的f面和承载导条的f面形成楔形配合面；楔形压紧块的b面和刀箱箱体上的b面形成楔形压紧块的限位配合面。从刀盘背面安装滚刀时，首先，因通道的最小宽度为L1=113mm，刀轴的宽度尺寸L2=101mm， L1>L2，因此，可将刀轴从a面和b面之间的盘形滚刀推送通道中向刀盘前面进行推送，当滚刀轴的d面推送比刀箱体的d面略靠前时，停止推送，此时，将滚刀旋转一定的角度，使滚刀轴的c面和承载导条的c面接触；接着，将套有拉紧螺栓和防松垫圈的楔形压紧块可由刀箱体的背面从楔形压紧块推送通道中反插到刀箱箱体的前面，因采用M30的拉紧螺栓，其外径Φd4 =30mm，滚刀与刀箱体缝隙区域的最小宽度尺寸L3=36mm。由于Φd4< L3，因此可通过调整拉紧螺栓，从而带动楔形压紧块进行位置调整，使其到达刀轴e面的上方；然后，顺次将楔形拉紧块、防松垫圈和螺母套到拉紧螺栓上，通过拧紧螺母，使楔形压紧块的e面和刀轴的e面进行压紧，将楔形拉紧块的f面和承载导条的f面进行压紧。此时，在楔形拉紧块和楔形压紧块的共同作用下，刀轴的c面和d面也分别被压紧在承载导条的c面和d面上，位于0°和180°(如图1)的滚刀轴由不相互平行的三面分别被压紧，滚刀也就被定位和夹紧。滚刀从背面的拆卸过程与安装过程相反，不再敖述。
从刀盘正面安装滚刀时，首先，将刀轴从a面和b面之间的通道中向刀盘背面的方向推送，当刀轴的d面推送比刀箱箱体的d面略靠前时，停止推送，此时，将滚刀旋转一定的角度，使滚刀轴的c面和承载导条的c面接触；接着，将套有拉紧螺栓和防松垫圈的楔形压紧块 放置在刀轴e面的上方；然后，在刀盘背面，顺次将楔形拉紧块、防松垫圈和螺母套到拉紧螺栓上，通过拧紧螺母，使楔形压紧块的e面和刀轴的e面进行压紧，将楔形拉紧块的f面和承载导条的f面进行压紧。此时，在楔形拉紧块和楔形压紧块的共同作用下，滚刀被定位和夹紧。滚刀从正面的拆卸过程与安装过程相反，不再敖述。
圆形刀箱能够分别实现从刀盘背面和刀盘正面对盘形滚刀进行更换。背面换刀用于隧道掘进机施工过程中的滚刀更换，正面换刀用于隧道掘进机在生产、组装和调试过程中的滚刀更换。其中，刀箱箱体为圆形结构，可使其在刀盘上节约空间、受力均匀。
Claims (6)
1.一种能进行双向更换盘形滚刀的圆形刀箱，其特征在于，包括固定在刀盘上的呈圆柱形的环状刀箱箱体和设置在刀箱箱体内侧且呈中心对称的两个滚刀轴固紧单元，所述的滚刀轴固紧单元包括固定在刀箱箱体内壁上的承载导条、固定在刀箱箱体内壁上并与承载导条呈一定夹角对应设置的限位导条、以及匹配设置在承载导条和限位导条之间的楔形压紧块、拉紧块、拉紧螺栓和螺母，所述的承载导条朝向限位导条一侧开设有台阶状承台，所述的滚刀轴匹配贴合设置在台阶状承台上，所述的楔形压紧块其中一侧与限位导条的侧面匹配贴合，楔形压紧块另一侧的楔形斜面与滚刀轴上对应的斜面匹配贴合，所述的拉紧块匹配设置在刀箱箱体底部，并通过拉紧螺栓和螺母拧紧，由楔形压紧块将滚刀轴压紧固定在刀箱箱体的台阶状承台上。
2.根据权利要求1所述的能进行双向更换盘形滚刀的圆形刀箱，其特征在于，所述的承载导条与限位导条之间形成盘形滚刀推送通道，所述的限位导条背部与盘形滚刀之间形成楔形压紧块推送通道。
3.根据权利要求1所述的能进行双向更换盘形滚刀的圆形刀箱，其特征在于，所述的拉紧螺栓上还设有防松垫圈，所述的螺母为两个。
4.根据权利要求1所述的能进行双向更换盘形滚刀的圆形刀箱，其特征在于，所述的拉紧块为楔形拉紧块，楔形拉紧块的其中一侧面与限位导条的侧面匹配贴合，楔形拉紧块的另一侧的楔形斜面与承载导条下部的斜面匹配对应贴合。
5.根据权利要求1所述的能进行双向更换盘形滚刀的圆形刀箱，其特征在于，所述的承载导条的台阶状承台上部设有防护压盖，防护压盖内侧面与滚刀轴之间间隙配合。
6.根据权利要求2所述的能进行双向更换盘形滚刀的圆形刀箱，其特征在于，所述盘形滚刀推送通道的承载导条与限位导条之间最小距离L1大于滚刀轴直径，所述楔形压紧块推送通道的限位导条背部与盘形滚刀之间的最小距离L2大于拉紧螺栓直径。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |