CN110821505A - 21-22英寸重形盾构滚刀及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钻探工具技术领域，尤其涉及一种21‑22英寸重形盾构滚刀。包括刀轴、下端盖、刀圈、刀体、密封支架、上端盖、金属密封环、橡胶供能圈、圆锥滚子轴承内套、圆锥滚子轴承外套以及轴承隔环；所述刀圈套装在所述刀体上，两只所述圆锥滚子轴承外套固定在所述刀体两边的内孔内，两之所述圆锥滚子轴承内套固定在所述刀轴上，圆锥滚子轴承内套和圆锥滚子轴承外套之间设置圆锥滚子，所述密封支架固定在所述刀体的两边内孔内，所述上端盖和下端盖分别固定在所述刀轴的上下两端，所述金属密封环和橡胶供能圈设置在上、下端盖与所述密封支架之间。本装置大幅提高了盾构滚刀的安全性和使用寿命，适应高转速大推力长时间连续工作。
Description
技术领域
本发明涉及钻探工具技术领域，尤其涉及一种21-22英寸重形盾构滚刀及其制作方法。
背景技术
滚刀是盾构破岩掘进的关键部件，广泛应用于地铁建设、隧道工程以及修建引水涵洞等。随着此类工程项目逐年递增，工程方对盾构施工安全性和施工效率提出更高的要求，比如我国阵在规划修建全长约1千公里的高原铁路以及引水涵洞工程。工程大量采用盾构施工，但是工程地质条件极其恶劣。盾构施工必须穿越大量地质断层和坚硬岩层以及冻土层。同时大埋深隧洞必将伴随岩爆、崩塌、涌水、涌泥等各类事故的发生，并且高原地貌又极度缺氧，严重影响施工人员的行动能力。
对盾构滚刀失效的分析表明，在抗压强度极高的全断面硬岩大推刀掘进时，刀圈磨损或崩刃，轴承过载损坏导致滚刀偏磨、刀轴断裂是盾构滚刀失效的主要方式。目前，市场上还未有21-22英寸重形盾构滚刀，现有19～20英寸的滚刀为现有全球本行业内直径最大的滚刀。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种21-22英寸重形盾构滚刀及其制作方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种21-22英寸重形盾构滚刀，包括刀轴、下端盖、刀圈、刀体、密封支架、上端盖、金属密封环、橡胶供能圈、圆锥滚子轴承内套、圆锥滚子轴承外套以及轴承隔环；所述刀圈套装在所述刀体上，两只所述圆锥滚子轴承外套固定在所述刀体两边的内孔内，两之所述圆锥滚子轴承内套固定在所述刀轴上，圆锥滚子轴承内套之间设置所述轴承隔环，圆锥滚子轴承内套和圆锥滚子轴承外套之间设置圆锥滚子，所述密封支架固定在所述刀体的两边内孔内，所述上端盖和下端盖分别固定在所述刀轴的上下两端，所述金属密封环和橡胶供能圈设置在上、下端盖与所述密封支架之间。
优选地，所述刀圈与刀体之间焊接有挡环。
优选地，所述刀轴的上部安装有锁紧螺母将所述上端盖限位。
优选地，所述下端盖与所述刀轴之间设有轴承大橡胶O型圈，所述上端盖与所述刀轴之间设有轴承橡胶O型圈。
优选地，所述密封支架与所述刀体之间设有密封支架橡胶O型圈。
优选地，所述锁紧螺母与所述上端盖之间设有锁紧螺母橡胶O型圈。
一种盾构滚刀制作方法，其特征在于：包括以下步骤：首先；将刀圈加热套装在刀体上，当热量传递到刀体内孔时把两只圆锥滚子轴承外套压入刀体两边内孔位置，安装焊接刀圈挡环，降至室温，将密封支架橡胶O型圈放入到密封支架密封槽内，然后把密封支架压入刀体靠进下压盖一瑞，安装金属密封环，橡胶供能圈，最后形成刀体总成；
第二步：将轴承大端橡胶O型圈装入刀轴密封槽内，加热后的下压盖套装在刀轴下端安装位，冷却至室温，安装金属密封环，橡胶供能圈；
第三步：把已加热的圆锥滚子轴承内套套在刀轴下部，冷却至室温；
第四步：将刀体总成放入刀轴安装位置，放置轴承隔环，将加热后上圆锥滚子轴承内套套入刀轴上部，冷却至室温，将密封支架橡胶O型圈放入到密封支架密封槽内，然后把密封支架压入刀体靠进上压盖一瑞；
第五步：在上压盖密封槽内安装上金属密封环，橡胶供能圈，安装上压盖，安装锁紧螺母，调整滚刀启动扭矩直至符合设计要求；
第六步：给刀体内腔打气压，测试内腔密封性能，达到设计要求参数即装配合格；
最后给滚刀密封内腔抽真空注油，安装丝堵，完成新型21～22英寸盾构滚刀安装工作。
本发明的有益效果是:相对在现有19～20英寸的滚刀(现有全球本行内直径最大的滚刀)，轴承载荷由345KN提高至455KN，刀轴直径由120.65mm提高至139.7mm，刀圈极限磨量由35-40mm提高至45-50mm。大幅提高盾构滚刀的安全性和使用寿命，适应高转速大推力长时间连续工作。
附图说明
图1是本装置的结构示意图；
图2是本装置的仰视图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图1和图2所示，一种21-22英寸重形盾构滚刀，由刀轴1，下端盖2，刀圈3，刀体4，密封支架5，上端盖6，金属密封环7，橡胶供能圈8，挡环9，锁紧螺母10，圆锥滚子轴承内套11，圆锥滚子轴承外套12，轴承隔环13，轴承大端橡胶O型圈14，轴承橡胶O型圈15，密封支架橡胶O型圈16，锁紧螺母橡胶O型圈17，丝堵18构成。所述刀圈套装在所述刀体上，两只所述圆锥滚子轴承外套固定在所述刀体两边的内孔内，两之所述圆锥滚子轴承内套固定在所述刀轴上，圆锥滚子轴承内套之间设置所述轴承隔环，圆锥滚子轴承内套和圆锥滚子轴承外套之间设置圆锥滚子，所述密封支架固定在所述刀体的两边内孔内，所述上端盖和下端盖分别固定在所述刀轴的上下两端，所述金属密封环和橡胶供能圈设置在上、下端盖与所述密封支架之间。通过设置密封支架一方面可以对圆锥滚子轴承外套进行轴向的定位，另一方面可以提高轴承的密封性。
所述刀圈与刀体之间焊接有挡环，对刀圈进行固定。
所述刀轴的上部安装有锁紧螺母将所述上端盖限位。能够保证上端盖长时间使用不发生移动，进一步提高整体的稳固性。
所述下端盖与所述刀轴之间设有轴承大橡胶O型圈，所述上端盖与所述刀轴之间设有轴承橡胶O型圈。所述密封支架与所述刀体之间设有密封支架橡胶O型圈。所述锁紧螺母与所述上端盖之间设有锁紧螺母橡胶O型圈。
首先；将刀圈3加热套装在刀体4上，当热量传递到刀体内孔时把两只圆锥滚子轴承外套12压入刀体4两边内孔位置。安装焊接刀圈挡环9。降至室温，将密封支架橡胶O型圈16放入到密封支架5密封槽内，然后把密封支架压入刀体靠进下压盖一瑞，安装金属密封环7，橡胶供能圈8。最后形成刀体总成。
第二步：将轴承大端橡胶O型圈14装入刀轴1密封槽内，加热后的下压盖2套装在刀轴1下端安装位，冷却至室温，安装金属密封环7，橡胶供能圈8；
第三步：把已加热的圆锥滚子轴承内套11套在刀轴1下部，冷却至室温；
第四步：将刀体总成放入刀轴1安装位置，放置轴承隔环13，将加热后上圆锥滚子轴承内套11套入刀轴1上部，冷却至室温。将密封支架橡胶O型圈16放入到密封支架5密封槽内，然后把密封支架压入刀体靠进上压盖一瑞；
第五步：在上压盖6密封槽内安装上金属密封环7，橡胶供能圈8。安装上压盖6，安装锁紧螺母10，调整滚刀启动扭矩直至符合设计要求；
第六步：给刀体内腔打气压，测试内腔密封性能，达到设计要求参数即装配合格。
最后给滚刀密封内腔抽真空注油，安装丝堵18，完成新型21～22英寸盾构滚刀安装工作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种21-22英寸重形盾构滚刀，其特征在于：包括刀轴、下端盖、刀圈、刀体、密封支架、上端盖、金属密封环、橡胶供能圈、圆锥滚子轴承内套、圆锥滚子轴承外套以及轴承隔环；所述刀圈套装在所述刀体上，两只所述圆锥滚子轴承外套固定在所述刀体两边的内孔内，两之所述圆锥滚子轴承内套固定在所述刀轴上，圆锥滚子轴承内套之间设置所述轴承隔环，圆锥滚子轴承内套和圆锥滚子轴承外套之间设置圆锥滚子，所述密封支架固定在所述刀体的两边内孔内，所述上端盖和下端盖分别固定在所述刀轴的上下两端，所述金属密封环和橡胶供能圈设置在上、下端盖与所述密封支架之间。
2.根据权利要求1所述的21-22英寸重形盾构滚刀，其特征在于：所述刀圈与刀体之间焊接有挡环。
3.根据权利要求1所述的21-22英寸重形盾构滚刀，其特征在于：所述刀轴的上部安装有锁紧螺母将所述上端盖限位。
4.根据权利要求1所述的21-22英寸重形盾构滚刀，其特征在于：所述下端盖与所述刀轴之间设有轴承大橡胶O型圈，所述上端盖与所述刀轴之间设有轴承橡胶O型圈。
5.根据权利要求1所述的21-22英寸重形盾构滚刀，其特征在于：所述密封支架与所述刀体之间设有密封支架橡胶O型圈。
6.根据权利要求1所述的21-22英寸重形盾构滚刀，其特征在于：所述锁紧螺母与所述上端盖之间设有锁紧螺母橡胶O型圈。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的盾构滚刀制作方法，其特征在于：包括以下步骤：首先；将刀圈加热套装在刀体上，当热量传递到刀体内孔时把两只圆锥滚子轴承外套压入刀体两边内孔位置，安装焊接刀圈挡环，降至室温，将密封支架橡胶O型圈放入到密封支架密封槽内，然后把密封支架压入刀体靠进下压盖一瑞，安装金属密封环，橡胶供能圈，最后形成刀体总成；
第二步：将轴承大端橡胶O型圈装入刀轴密封槽内，加热后的下压盖套装在刀轴下端安装位，冷却至室温，安装金属密封环，橡胶供能圈；
第三步：把已加热的圆锥滚子轴承内套套在刀轴下部，冷却至室温；
第四步：将刀体总成放入刀轴安装位置，放置轴承隔环，将加热后上圆锥滚子轴承内套套入刀轴上部，冷却至室温，将密封支架橡胶O型圈放入到密封支架密封槽内，然后把密封支架压入刀体靠进上压盖一瑞；
第五步：在上压盖密封槽内安装上金属密封环，橡胶供能圈，安装上压盖，安装锁紧螺母，调整滚刀启动扭矩直至符合设计要求；
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| CN201911204072.7A CN110821505A (zh) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | 21-22英寸重形盾构滚刀及其制作方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113090278A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-09 | 天津立林钻头有限公司 | 新型复合滚刀及其装配方法 |
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2019
- 2019-11-29 CN CN201911204072.7A patent/CN110821505A/zh active Pending
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| CN113090278A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-09 | 天津立林钻头有限公司 | 新型复合滚刀及其装配方法 |
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