CN110578528A - 一种刀圈侧面增设加强肋的tbm盘形滚刀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种刀圈侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，刀圈、挡圈、刀体、轴承端盖、隔离环、轴、轴承和密封圈；刀圈侧面设置有多个加强肋，刀圈设置在刀体外周侧，挡圈将刀圈在刀体的位置定位，轴承装配在轴上且位于刀体内侧，轴承端盖将轴承密封在内部，隔离环将轴承分隔，密封圈将轴承端盖与刀体之间的缝隙密封；该结构能够有效的减少滚刀在工作时的磨损与毁坏，提高了滚刀破岩能力，提高滚刀的可靠性与经济性，有利于降低盾构机的工作成本具有很强的实用价值和应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及减少刀具磨损与毁坏技术领域，具体而言，涉及一种刀圈侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀。
背景技术
自盾构机(TBM)技术产生以来，滚刀磨损问题一直是影响盾构机工作效率的主要原因，在刀圈与岩土的摩擦碰撞过程中刀圈的磨损方式主要为正常磨损、刀圈偏磨、多边形磨损、刀圈崩裂等。常规刀圈工作面强度较低且不能保证刀具的转动，从而使得刀圈磨损严重，强度较低使得刀圈崩裂现象严重，刀具不能保证转动导致刀圈偏磨、多边形磨损，随着工作环境的复杂程度提高，常规刀圈已不能满足盾构机可靠性、经济型的要求。
因此如何减少滚刀的磨损与破坏，使刀圈破坏保证在正常磨损范围内，设计一种提高刀圈的强度和保证刀具的正常转动的滚刀是我们目前的主要任务，同时要满足可靠性与经济性的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种刀圈侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其能够有效地减少滚刀在工作时的磨损与毁坏，提高了滚刀破岩能力，进而提高滚刀的可靠性与经济性，有利于降低盾构机的工作成本具有很强的实用价值和应用前景。
本发明的实施例是这样实现的：
一种刀圈侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其包括：刀圈、挡圈、刀体、轴承端盖、隔离环、轴和轴承；刀圈侧面设置有多个加强肋，加强肋沿刀圈侧面圆周呈环形分布，相邻加强肋之间相互间隔设置，刀圈与刀体连接，挡圈将刀圈固定，刀体与轴之间具有密封空间，轴承与轴装配连接，轴承端盖将轴承密封在密封空间内，隔离环套设在轴表面。
在本发明较佳的实施例中，上述加强肋为长条斜面型、长条斜面环形连接型或人字斜面型，加强肋的布置方式为对称或非对称排列。
在本发明较佳的实施例中，上述刀圈包括单刃刀圈或多刃刀圈，加强肋的分布结构和排列方式分布于单刃或多刃刀圈。
在本发明较佳的实施例中，上述刀圈与刀体过盈连接，刀体外周侧设置有突肩，刀圈通过突肩轴向定位。
在本发明较佳的实施例中，上述刀体外周侧开设有卡槽，突肩将刀圈的一侧卡住，挡圈卡入卡槽内并将刀圈的另一侧固定。
在本发明较佳的实施例中，上述轴承内接于刀体内侧，密封空间内具有两个轴承，轴承外侧以轴承端盖定位，轴承内侧通过隔离环分隔。
在本发明较佳的实施例中，上述轴承端盖设置有密封槽，密封槽对接于刀体的内侧。
在本发明较佳的实施例中，上述TBM盘形滚刀还包括密封圈，密封圈安装在密封槽内并将刀体与轴承端盖之间密封。
在本发明较佳的实施例中，上述轴承套设于轴外侧，轴的表面凸设有轴肩，轴通过轴肩与一侧的轴承端盖卡住定位，轴与另一侧的轴承端盖过盈配合。
本发明的有益效果是：
本发明通过在原有的滚刀刀圈基础上在刀圈两侧增设加强肋结构，加强肋具有多种分布方式，其沿刀圈的刀刃呈环形间隔地分布，该设计中加强肋结构同时能够在刀圈强度和滚刀转动两个方面实现减少刀圈的磨损与毁坏功能，加强肋的增加在强度上使得刀盘强度增加并且能够使设计刀圈外圆厚度减少加强滚刀的破岩能力，降低了刀圈崩裂、多边形磨损现象的产生，同时加强肋的作用使得滚刀在工作时改变了与岩土之间的作用力方式和大小，这种改变使滚刀工作时更容易实现自转降低刀圈偏磨现象，另外加强肋同时有参与破岩的用处，能够有效的减少滚刀在工作时的磨损与毁坏，提高了滚刀破岩能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。
图1是本发明整体结构的截面图；
图2是本发明长条斜面型肋板单刃刀圈轴测图；
图3为本发明长条斜面型肋板单刃刀圈左视放大图；
图4为本发明长条斜面环形连接型单刃刀圈正视放大图；
图5为本发明长条斜面环形连接型单刃刀圈左视放大图；
图6为本发明人字斜面型单刃刀圈正视放大图；
图7为本发明人字斜面型单刃刀圈左视放大图；
图8是本发明长条斜面型肋板双刃刀圈轴测图；
图9为本发明长条斜面型肋板双刃刀圈左视放大图；
图标：1、刀圈；2、挡圈；3、刀体；4、轴承端盖；5、隔离环；6、轴；7、轴承；8、密封圈。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一实施例
请参照图1，本实施例提供一种刀圈1侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其包括：刀圈1、挡圈2、刀体3、轴承端盖4、隔离环5、轴6、轴承7和密封圈8；刀圈1侧面设置有多个加强肋，刀圈1设置在刀体3外周侧，挡圈2将刀圈1在刀体3的位置定位，轴承7装配在轴6上且位于刀体3内侧，轴承端盖4将轴承7密封在内部，隔离环5将轴承7分隔，密封圈8将轴承端盖4与刀体3之间的缝隙密封；刀圈1增加加强肋结构实现对刀圈1强度的提高，同时保证了滚刀在工作时能有效转动，加强肋的增加在强度上使得刀圈1强度增加，并且能够使通过刀圈1外圆厚度的减少而加强滚刀的破岩能力，降低了刀圈1崩裂、多边形磨损现象的产生，同时加强肋的作用使滚刀工作时更容易实现自转，减少刀圈1偏磨现象。
请参照图2和图3，本实施例的刀圈1为单刃，刀圈1侧面设置有15个加强肋，加强肋沿刀圈1的单刃两侧圆周呈环形分布，相邻加强肋之间相互间隔设置，加强肋分布于刀圈1的两侧，加强肋与刀圈1为一体成型，加强肋为长条斜面型，其一端连接在刀圈1的轴向外侧，其另一端沿径向连接靠近刀圈1外周侧，位于刀圈1两侧的加强肋的分布关于刀圈1对称，刀圈1与刀体3连接，刀圈1的内侧呈环状且与刀体3外周侧过盈配合，刀体3外周侧设置有突肩且外周侧向内开设有卡槽，突肩与卡槽的距离正好为刀圈1的轴向宽度，突肩将刀圈1的一侧卡住，挡圈2卡入卡槽内并将刀圈1的另一侧固定，刀圈1通过突肩轴向定位。
轴承7内接于刀体3内侧，轴承7外侧以轴承端盖4定位，轴承7内侧通过隔离环5分隔，轴承7共设置有两个且分别间隔地装配在轴6上，刀体3与轴6之间具有密封空间，两个轴承7位于密封空间内，轴承7的外侧面与刀体3的内侧面相互卡紧，轴承7的内侧面与轴6相互卡紧，轴承端盖4将轴承7密封在密封空间内，隔离环5套设在轴6表面，其用于将两个轴承7分隔，轴6的表面凸设有轴肩，轴6的轴肩将位于轴6一侧的承端盖卡住定位，轴6与另一侧的轴承端盖4过盈配合，轴承端盖4的内侧设置有密封槽，密封槽的位置正好对接于刀体3的内侧，密封圈8呈环状且为软性橡胶材质制成，密封圈8卡入密封槽内并充满间隙，以将刀体3与轴承端盖4之间的缝隙密封。
第二实施例
第二实施例与第一实施例部分相同，不同之处在于刀圈1的加强肋的分布设置。
请参照图1、图4和图5，本实施例提供一种刀圈1侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其包括：刀圈1、挡圈2、刀体3、轴承端盖4、隔离环5、轴6、轴承7和密封圈8；刀圈1侧面设置有多个加强肋，刀圈1设置在刀体3外周侧，挡圈2将刀圈1在刀体3的位置定位，轴承7装配在轴6上且位于刀体3内侧，轴承端盖4将轴承7密封在内部，隔离环5将轴承7分隔，密封圈8将轴承端盖4与刀体3之间的缝隙密封；刀圈1增加加强肋结构实现对刀圈1强度的提高，同时保证了滚刀在工作时能有效转动，加强肋的增加在强度上使得刀圈1强度增加，并且能够使通过刀圈1外圆厚度的减少而加强滚刀的破岩能力，降低了刀圈1崩裂、多边形磨损现象的产生，同时加强肋的作用使滚刀工作时更容易实现自转，减少刀圈1偏磨现象。
本实施例的刀圈1为单刃，刀圈1侧面设置有共30个加强肋，加强肋沿刀圈1的单刃两侧圆周呈环形分布，加强肋分别分布于内环和外环，内环和外环各15各加强肋，其中内环和外环通过刀圈1环向凸设形成，相邻加强肋之间相互间隔设置，加强肋分布在刀圈1的两侧，加强肋与刀圈1为一体成型，加强肋为长条斜面环形连接型，其一端连接在刀圈1的轴向外侧，其另一端沿径向连接靠近刀圈1外周侧的内环或外环处，位于刀圈1两侧的加强肋的分布关于刀圈1对称，刀圈1与刀体3连接，刀圈1的内侧呈环状且与刀体3外周侧过盈配合，刀体3外周侧设置有突肩且外周侧向内开设有卡槽，突肩与卡槽的距离正好为刀圈1的轴向宽度，突肩将刀圈1的一侧卡住，挡圈2卡入卡槽内并将刀圈1的另一侧固定，刀圈1通过突肩轴向定位。
轴承7内接于刀体3内侧，轴承7外侧以轴承端盖4定位，轴承7内侧通过隔离环5分隔，轴承7共设置有两个且分别间隔地装配在轴6上，刀体3与轴6之间具有密封空间，两个轴承7位于密封空间内，轴承7的外侧面与刀体3的内侧面相互卡紧，轴承7的内侧面与轴6相互卡紧，轴承端盖4将轴承7密封在密封空间内，隔离环5套设在轴6表面，其用于将两个轴承7分隔，轴6的表面凸设有轴肩，轴6的轴肩将位于轴6一侧的承端盖卡住定位，轴6与另一侧的轴承端盖4过盈配合，轴承端盖4的内侧设置有密封槽，密封槽的位置正好对接于刀体3的内侧，密封圈8呈环状且为软性橡胶材质制成，密封圈8卡入密封槽内并充满间隙，以将刀体3与轴承端盖4之间的缝隙密封。
第三实施例
第三实施例与第一实施例部分相同，不同之处在于刀圈1的加强肋的分布设置。
请参照图1、图6和图7，本实施例提供一种刀圈1侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其包括：刀圈1、挡圈2、刀体3、轴承端盖4、隔离环5、轴6、轴承7和密封圈8；刀圈1侧面设置有多个加强肋，刀圈1设置在刀体3外周侧，挡圈2将刀圈1在刀体3的位置定位，轴承7装配在轴6上且位于刀体3内侧，轴承端盖4将轴承7密封在内部，隔离环5将轴承7分隔，密封圈8将轴承端盖4与刀体3之间的缝隙密封；刀圈1增加加强肋结构实现对刀圈1强度的提高，同时保证了滚刀在工作时能有效转动，加强肋的增加在强度上使得刀圈1强度增加，并且能够使通过刀圈1外圆厚度的减少而加强滚刀的破岩能力，降低了刀圈1崩裂、多边形磨损现象的产生，同时加强肋的作用使滚刀工作时更容易实现自转，减少刀圈1偏磨现象。
本实施例的刀圈1为单刃，刀圈1侧面设置有7个加强肋，加强肋沿刀圈1的单刃两侧圆周呈环形分布，相邻加强肋之间相互间隔设置，加强肋分布于刀圈1的两侧，加强肋与刀圈1为一体成型，加强肋为人字斜面型，其一端连接靠向刀圈1的径向外侧，与其相对的另两边设置在沿轴向的刀圈1侧面，加强肋形成人字形结构，位于刀圈1两侧的加强肋的分布关于刀圈1对称，刀圈1与刀体3连接，刀圈1的内侧呈环状且与刀体3外周侧过盈配合，刀体3外周侧设置有突肩且外周侧向内开设有卡槽，突肩与卡槽的距离正好为刀圈1的轴向宽度，突肩将刀圈1的一侧卡住，挡圈2卡入卡槽内并将刀圈1的另一侧固定，刀圈1通过突肩轴向定位。
轴承7内接于刀体3内侧，轴承7外侧以轴承端盖4定位，轴承7内侧通过隔离环5分隔，轴承7共设置有两个且分别间隔地装配在轴6上，刀体3与轴6之间具有密封空间，两个轴承7位于密封空间内，轴承7的外侧面与刀体3的内侧面相互卡紧，轴承7的内侧面与轴6相互卡紧，轴承端盖4将轴承7密封在密封空间内，隔离环5套设在轴6表面，其用于将两个轴承7分隔，轴6的表面凸设有轴肩，轴6的轴肩将位于轴6一侧的承端盖卡住定位，轴6与另一侧的轴承端盖4过盈配合，轴承端盖4的内侧设置有密封槽，密封槽的位置正好对接于刀体3的内侧，密封圈8呈环状且为软性橡胶材质制成，密封圈8卡入密封槽内并充满间隙，以将刀体3与轴承端盖4之间的缝隙密封。
第四实施例
第四实施例与第一实施例部分相同，不同之处在于刀圈1的双刃设置和加强肋的分布。
请参照图1、图8和图9，本实施例提供一种刀圈1侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其包括：刀圈1、挡圈2、刀体3、轴承端盖4、隔离环5、轴6、轴承7和密封圈8；刀圈1侧面设置有多个加强肋，刀圈1设置在刀体3外周侧，挡圈2将刀圈1在刀体3的位置定位，轴承7装配在轴6上且位于刀体3内侧，轴承端盖4将轴承7密封在内部，隔离环5将轴承7分隔，密封圈8将轴承端盖4与刀体3之间的缝隙密封；刀圈1增加加强肋结构实现对刀圈1强度的提高，同时保证了滚刀在工作时能有效转动，加强肋的增加在强度上使得刀圈1强度增加，并且能够使通过刀圈1外圆厚度的减少而加强滚刀的破岩能力，降低了刀圈1崩裂、多边形磨损现象的产生，同时加强肋的作用使滚刀工作时更容易实现自转，减少刀圈1偏磨现象。
本实施例的刀圈1为双刃，刀圈1的双刃之间具有间隔，刀圈1侧面设置有15个加强肋，双刃的刀圈1共形成4个侧面，沿刀圈1的双刃共分布有60个加强肋，其中双刃之间的两侧面的加强肋位置相对且相互连接成一体，呈过渡形式，4个侧面形成的加强肋分别关于刀圈1的单刃对称，加强肋沿刀圈1的单刃两侧圆周呈环形分布，相邻加强肋之间相互间隔设置，加强肋与刀圈1为一体成型，加强肋为长条斜面型，其一端连接在刀圈1的轴向侧面，其另一端沿径向连接靠近刀圈1外周侧，刀圈1与刀体3连接，刀圈1的内侧呈环状且与刀体3外周侧过盈配合，刀体3外周侧设置有突肩且外周侧向内开设有卡槽，突肩与卡槽的距离正好为刀圈1的轴向宽度，突肩将刀圈1的一侧卡住，挡圈2卡入卡槽内并将刀圈1的另一侧固定，刀圈1通过突肩轴向定位。
轴承7内接于刀体3内侧，轴承7外侧以轴承端盖4定位，轴承7内侧通过隔离环5分隔，轴承7共设置有两个且分别间隔地装配在轴6上，刀体3与轴6之间具有密封空间，两个轴承7位于密封空间内，轴承7的外侧面与刀体3的内侧面相互卡紧，轴承7的内侧面与轴6相互卡紧，轴承端盖4将轴承7密封在密封空间内，隔离环5套设在轴6表面，其用于将两个轴承7分隔，轴6的表面凸设有轴肩，轴6的轴肩将位于轴6一侧的承端盖卡住定位，轴6与另一侧的轴承端盖4过盈配合，轴承端盖4的内侧设置有密封槽，密封槽的位置正好对接于刀体3的内侧，密封圈8呈环状且为软性橡胶材质制成，密封圈8卡入密封槽内并充满间隙，以将刀体3与轴承端盖4之间的缝隙密封。
综上所述，本发明实例通过在原有的滚刀刀圈基础上在刀圈两侧增设加强肋结构，加强肋具有多种分布方式，其沿刀圈的刀刃呈环形间隔地分布，该设计中加强肋结构同时能够在刀圈强度和滚刀转动两个方面实现减少刀圈的磨损与毁坏功能，加强肋的增加在强度上使得刀盘强度增加，并且能够使设计刀圈外圆厚度减少以加强滚刀的破岩能力，降低了刀圈崩裂、多边形磨损现象的产生，同时加强肋的作用使得滚刀在工作时改变了与岩土之间的作用力方式和大小，这种改变使滚刀工作时更容易实现由于自转降低而导致的刀圈偏磨现象，另外加强肋同时有参与破岩的用处，能够有效的减少滚刀在工作时的磨损与毁坏，提高了滚刀破岩能力。
本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种刀圈侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其特征在于，包括：刀圈、挡圈、刀体、轴承端盖、隔离环、轴和轴承；所述刀圈侧面设置有多个加强肋，所述加强肋沿刀圈侧面圆周呈环形分布，相邻加强肋之间相互间隔设置，所述刀圈与刀体连接，所述挡圈将刀圈固定，所述刀体与轴之间具有密封空间，所述轴承与轴装配连接，所述轴承端盖将轴承密封在密封空间内，所述隔离环套设在轴表面。
2.根据权利要求1所述的刀圈侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其特征在于，所述加强肋为长条斜面型、长条斜面环形连接型或人字斜面型，所述加强肋的布置方式为对称或非对称排列。
3.根据权利要求2所述的刀圈侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其特征在于，所述刀圈包括单刃刀圈或多刃刀圈，所述加强肋的分布结构和排列方式分布于单刃或多刃刀圈。
4.根据权利要求3所述的刀圈侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其特征在于，所述刀圈与刀体过盈连接，所述刀体外周侧设置有突肩，所述刀圈通过突肩轴向定位。
5.根据权利要求4所述的刀圈侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其特征在于，所述刀体外周侧开设有卡槽，所述突肩将刀圈的一侧卡住，所述挡圈卡入卡槽内并将刀圈的另一侧固定。
6.根据权利要求5所述的刀圈侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其特征在于，所述轴承内接于刀体内侧，所述密封空间内具有两个轴承，所述轴承外侧以轴承端盖定位，所述轴承内侧通过隔离环分隔。
7.根据权利要求6所述的刀圈侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其特征在于，所述轴承端盖设置有密封槽，密封槽对接于刀体的内侧。
8.根据权利要求7所述的刀圈侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其特征在于，所述TBM盘形滚刀还包括密封圈，所述密封圈安装在密封槽内并将刀体与轴承端盖之间密封。
9.根据权利要求6所述的刀圈侧面增设加强肋的TBM盘形滚刀，其特征在于，所述轴承套设于轴外侧，所述轴的表面凸设有轴肩，所述轴通过轴肩与一侧的轴承端盖卡住定位，所述轴与另一侧的轴承端盖过盈配合。
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