CN111894612A - 一种耐磨型保径撕裂刀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨型保径撕裂刀，包括刀身和固定于所述刀身头部的合金刀头；在所述刀身上表面以及靠近其两侧的位置分别开设有至少一个凹槽，所述凹槽临近所述刀身相应侧壁的一侧敞口，所述凹槽内固定设置有合金块，所述合金块的上表面与所述刀身的上表面齐平；所述刀身的两侧分别设置有与对应的所述合金块可拆卸地连接的合金板，所述合金板的长度方向沿所述刀身侧壁的长度方向延伸，并紧贴所述刀身对应的侧壁，所述合金板的上边缘与所述刀身的上表面齐平，且其宽度小于等于所述刀身的厚度。本发明耐磨，使用寿命长，能够降低换刀频率，提升隧道掘进开挖效率，避免盾构机因启停频繁导致的不必要的能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种土压平衡盾构机刀具，具体涉及一种耐磨型保径撕裂刀。
背景技术
在采用土压平衡盾构机进行隧道开挖作业过程中，探得地质为砂卵石地层，卵石含量较多，粒径大并夹杂着砂子，这种地层导致刀具磨损比较严重，尤其是保径撕裂刀。保径刀安装在刀盘最外侧，以保证刀盘开挖直径，如果保径刀磨损严重，刀盘开挖直径无法保证，会出现盾构机盾壳卡死，推力增大，管片破裂，从而造成工程事故。及时更换保径撕裂刀虽然可以避免这类事故发生，而由于现有保径撕裂刀通常在刀头部分采用合金刀头，但刀身部分由于刀盘的旋转受到地层坚硬的石块摩擦而快速磨损，换刀频率较高，降低隧道掘进开挖效率，且盾构机启停频率高，亦导致不必要的能耗。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种耐磨，使用寿命长，能够降低换刀频率的耐磨型保径撕裂刀，提升隧道掘进开挖效率，避免盾构机因启停频繁导致的不必要的能耗。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一种耐磨型保径撕裂刀，包括刀身和固定于所述刀身头部的合金刀头；
在所述刀身上表面以及靠近其两侧的位置分别开设有至少一个凹槽，所述凹槽临近所述刀身相应侧壁的一侧敞口，所述凹槽内固定设置有合金块，所述合金块的上表面与所述刀身的上表面齐平；
所述刀身的两侧分别设置有与对应的所述合金块可拆卸地连接的合金板，所述合金板的长度方向沿所述刀身侧壁的长度方向延伸，并紧贴所述刀身对应的侧壁，所述合金板的上边缘与所述刀身的上表面齐平，且其宽度小于等于所述刀身的厚度。
本发明的有益效果体现在：
1、通过合金板承受刀盘旋转时来自底层石块的周向剪切力，保护刀身露出刀盘的部分，从而大大延缓刀身被磨损的速度，促使刀身更为耐磨，能够降低换刀频率，有效提升隧道掘进开挖效率，避免盾构机因启停频繁导致的不必要的能耗；
2、在合金板被磨损破坏之后，一方面，通过合金块可以继续保护刀身，延缓刀身被磨损的速度，另一方面，损坏的合金板可以从合金块上卸下回收，更换新的合金板即可继续保护刀身，从而大大延长刀身的使用寿命，降低使用成本。
进一步，所述合金板的上边缘一体成型有向所述刀身水平延伸的合金翼板，所述合金翼板的下表面与所述刀身的上表面抵紧。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过合金翼板阻挡刀盘旋转过程中来自地层石块对刀身的上表面的摩擦，从而进一步延缓刀身被磨损的速度，促使刀身更为耐磨。
进一步，所述合金翼板的下表面一体成型有多个合金定位柱，所述刀身的上表面对应所述合金定位柱开设有定位凹槽，所述合金定位柱插入对应的所述定位凹槽内，并与所述定位凹槽的内壁作间隙配合。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过合金定位柱插入定位凹槽内对合金板和合金翼板进行定位，提升合金板和和合金翼板与刀身连接结构稳定程度，有效防止合金翼板受到的地层石块强力撞击而发生变形，从而延长合金翼板的使用寿命，进而延长合金翼板对刀身上表面的保护时长，进一步延缓刀身被磨损的速度，促使刀身更为耐磨。
进一步，所述合金定位柱呈方形柱状结构，所述定位凹槽呈与所述合金定位柱形状尺寸相匹配的方形凹槽结构。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：确保合金定位柱与定位凹槽配合定位的可靠性。
进一步，所述合金翼板的厚度为2mm-4mm。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：确保合金翼板对刀身保护的可靠性。
进一步，所述合金块朝向所述合金板的一侧开设有螺纹孔，所述合金板对应所述螺纹孔开设有过孔，穿过所述过孔设置有与所述螺纹孔螺纹配合的合金螺栓，所述合金板通过所述合金螺栓与所述螺纹孔的配合与对应的所述合金块可拆卸地连接。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：实现合金板与合金块可拆卸地连接，拆装方便快捷，同时确保合金板与合金块连接可靠性。
进一步，所述合金板的外侧对应所述合金螺栓的头部开设有与所述过孔同轴的沉孔。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：一方面，提升合金螺栓拧入螺纹孔后与合金板的结构紧凑性，另一方面，避免合金螺栓的头部被地层石块撞击损坏。
进一步，所述合金块与对应的所述凹槽之间留有间隙，并通过银钎焊法与所述刀身焊接固定。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：确保合金块与刀身固定连接的可靠性。
进一步，所述凹槽的槽深为15mm-20mm。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：确保合金块固定于凹槽内稳定可靠，提升刀身的耐磨性。
进一步，所述刀身头部开设有容纳所述合金刀头的缺槽，所述合金刀头与所述缺槽之间留有间隙，并通过银钎焊法与所述刀身头部焊接固定。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：确保合金刀头与刀身头部固定连接的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例1的俯视图；
图2为本发明实施例1的俯视剖视图；
图3为图1中A-A向剖视图；
图4为本发明实施例2的俯视图；
图5为本发明实施例2的俯视剖视图；
图6为图4中B-B向剖视图；
图7为图5中C-C向剖视图。
附图中，刀身1、合金块2、凹槽3、螺栓4、合金板5、合金刀头6、缺槽7、螺纹孔8、合金翼板9、合金定位柱10。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
如图1所示，一种耐磨型保径撕裂刀，包括刀身1和固定于刀身1头部的合金刀头6；
在刀身1上表面以及靠近其两侧的位置分别开设有两个凹槽3，两个同侧的凹槽3分别分布于该侧的前部和后部，凹槽3临近刀身1相应侧壁的一侧敞口，凹槽3内固定设置有合金块2，合金块2的上表面与刀身1的上表面齐平；
刀身1的两侧分别设置有与对应的合金块2可拆卸地连接的合金板5，合金板5的长度方向沿刀身1侧壁的长度方向延伸，并紧贴刀身1对应的侧壁，合金板5的上边缘与刀身1的上表面齐平，且其宽度小于等于刀身1的厚度。
具体的，如图2和图3所示，合金块2朝向合金板5的一侧开设有螺纹孔8，合金板5对应螺纹孔8开设有过孔，穿过过孔设置有与螺纹孔8螺纹配合的合金螺栓4，合金板5通过合金螺栓4与螺纹孔8的配合与对应的合金块2可拆卸地连接。
优选的，合金板5的外侧对应合金螺栓4的头部开设有与过孔同轴的沉孔。
优选的，合金块2与对应的凹槽3之间留有间隙，并通过银钎焊法与刀身1焊接固定。
优选的，凹槽3的槽深为15mm-20mm。
具体的，刀身1头部开设有容纳合金刀头6的缺槽7，合金刀头6与缺槽7之间留有间隙，并通过银钎焊法与刀身1头部焊接固定。
本实施例通过合金板5承受刀盘旋转时来自底层石块的周向剪切力，保护刀身1露出刀盘的部分，从而大大延缓刀身1被磨损的速度，促使刀身1更为耐磨；同时，在合金板5被磨损破坏之后，一方面，通过合金块2可以继续保护刀身1，延缓刀身1被磨损的速度，另一方面，损坏的合金板5可以从合金块2上卸下回收，更换新的合金板5即可继续保护刀身1，从而大大延长刀身1的使用寿命，降低使用成本。
实施例2
与实施例1的区别在于：
如图4和图6所示，合金板5的上边缘一体成型有向刀身1水平延伸的合金翼板9，合金翼板9的下表面与刀身1的上表面抵紧。
具体的，如图5和图7所示，合金翼板9的下表面一体成型有多个合金定位柱10，刀身1的上表面对应合金定位柱10开设有定位凹槽，合金定位柱10插入对应的定位凹槽内，并与定位凹槽的内壁作间隙配合。
优选的，合金定位柱10呈方形柱状结构，定位凹槽呈与合金定位柱10形状尺寸相匹配的方形凹槽3结构。
优选的，合金翼板9的厚度为2mm-4mm。
本实施例通过合金翼板9阻挡刀盘旋转过程中来自地层石块对刀身1的上表面的摩擦，从而进一步延缓刀身1被磨损的速度，促使刀身1更为耐磨。
此外，为了保证刀具的结构强度和耐磨性，实施例1和实施例2中涉及的合金部件均采用30CrMo合金钢制成，刀身1采用YG13C钨钢制成。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种耐磨型保径撕裂刀，包括刀身(1)和固定于所述刀身(1)头部的合金刀头(6)；其特征在于：
在所述刀身(1)上表面以及靠近其两侧的位置分别开设有至少一个凹槽(3)，所述凹槽(3)临近所述刀身(1)相应侧壁的一侧敞口，所述凹槽(3)内固定设置有合金块(2)，所述合金块(2)的上表面与所述刀身(1)的上表面齐平；
所述刀身(1)的两侧分别设置有与对应的所述合金块(2)可拆卸地连接的合金板(5)，所述合金板(5)的长度方向沿所述刀身(1)侧壁的长度方向延伸，并紧贴所述刀身(1)对应的侧壁，所述合金板(5)的上边缘与所述刀身(1)的上表面齐平，且其宽度小于等于所述刀身(1)的厚度。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨型保径撕裂刀，其特征在于：所述合金板(5)的上边缘一体成型有向所述刀身(1)水平延伸的合金翼板(9)，所述合金翼板(9)的下表面与所述刀身(1)的上表面抵紧。
3.根据权利要求2所述的一种耐磨型保径撕裂刀，其特征在于：所述合金翼板(9)的下表面一体成型有多个合金定位柱(10)，所述刀身(1)的上表面对应所述合金定位柱(10)开设有定位凹槽，所述合金定位柱(10)插入对应的所述定位凹槽内，并与所述定位凹槽的内壁作间隙配合。
4.根据权利要求3所述的一种耐磨型保径撕裂刀，其特征在于：所述合金定位柱(10)呈方形柱状结构，所述定位凹槽呈与所述合金定位柱(10)形状尺寸相匹配的方形凹槽(3)结构。
5.根据权利要求2所述的一种耐磨型保径撕裂刀，其特征在于：所述合金翼板(9)的厚度为2mm-4mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种耐磨型保径撕裂刀，其特征在于：所述合金块(2)朝向所述合金板(5)的一侧开设有螺纹孔(8)，所述合金板(5)对应所述螺纹孔(8)开设有过孔，穿过所述过孔设置有与所述螺纹孔(8)螺纹配合的合金螺栓(4)，所述合金板(5)通过所述合金螺栓(4)与所述螺纹孔(8)的配合与对应的所述合金块(2)可拆卸地连接。
7.根据权利要求6所述的一种耐磨型保径撕裂刀，其特征在于：所述合金板(5)的外侧对应所述合金螺栓(4)的头部开设有与所述过孔同轴的沉孔。
8.根据权利要求1所述的一种耐磨型保径撕裂刀，其特征在于：所述合金块(2)与对应的所述凹槽(3)之间留有间隙，并通过银钎焊法与所述刀身(1)焊接固定。
9.根据权利要求1所述的一种耐磨型保径撕裂刀，其特征在于：所述凹槽(3)的槽深为15mm-20mm。
10.根据权利要求1所述的一种耐磨型保径撕裂刀，其特征在于：所述刀身(1)头部开设有容纳所述合金刀头(6)的缺槽(7)，所述合金刀头(6)与所述缺槽(7)之间留有间隙，并通过银钎焊法与所述刀身(1)头部焊接固定。
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