CN207879343U - 一种新型单刃滚刀装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型单刃滚刀装置，属于隧道掘进技术领域，用于解决现有盾构机单刃滚刀在工作一段时间后，滚刀刃磨损大进而导致掘进效率降低的问题。包括单刃滚刀、刀轴和端盖，所述刀轴设置于单刃滚刀中部，所述端盖设置于单刃滚刀两侧，所述单刃滚刀外缘设有两个凹槽，在单刃滚刀外缘的端面上设有两个轴承，所述两个轴承的内圈分别套设在所述两个凹槽内，所述两个轴承的外圈上均设有固定环，所述固定环上均设有若干圆柱齿，所述圆柱齿的直径为16mm。
Description
技术领域
本实用新型涉及隧道掘进技术领域，具体涉及一种新型单刃滚刀装置。
背景技术
随着国家经济的不断发展，科学技术得到了进一步提高，城市化进程在不断的加快，城市的轨道交通也在大力建设中，如地铁、水利水电、公路、铁路等。这些隧道的建设都是都需要盾构法来进行开挖，盾构法是用带防护罩的特制机械(即盾构机)在破碎岩层或土层中掘进隧洞的施工方法，盾构机的刀盘上设置有刀具，主要是利用刀盘的转动，由刀具对岩石、土层等进行开沟、碾压和破碎等，滚刀是盾构刀具中结构简单、破岩量大、破岩效率高的刀具，主要用于破碎中、硬岩，而单刃盘形滚刀则以其简单的结构、较高的破岩效率和较长使用寿命特点，广泛应用于盾构机中。
然而在目前的盾构机单刃滚刀，一旦遇到复杂的地质，硬岩、复合地层，滚刀受力大，一段时间后，滚刀刃磨损大进而导致掘进效率降低。
如何解决现有盾构机单刃滚刀在工作一段时间后，滚刀刃磨损大进而导致掘进效率降低的问题，成为本领域技术人员努力的方向。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有盾构机单刃滚刀在工作一段时间后，滚刀刃磨损大进而导致掘进效率降低的问题，提供一种新型单刃滚刀装置，能够提高单刃滚刀钻进效率。
为解决技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种新型单刃滚刀装置，包括单刃滚刀、刀轴和端盖，所述刀轴设置于单刃滚刀中部，所述端盖设置于单刃滚刀两侧，所述单刃滚刀外缘设有两个凹槽，在单刃滚刀外缘的端面上设有两个轴承，所述两个轴承的内圈分别套设在所述两个凹槽内，所述两个轴承的外圈上均设有固定环，所述固定环上均设有若干圆柱齿，所述圆柱齿的直径为16mm。
本实用新型针对现有技术存在的问题进一步优化，在所述单刃滚刀的边缘的端面上设有两个轴承，轴承的外圈设有固定环，固定环在沿圆周方向设有圆柱齿，所述圆柱齿和固定环可以是一体铸造成型，也可以是焊接在一起，所述圆柱齿上设有倾斜面，所述圆柱齿的直径为16mm。16mm的圆柱齿的设置可以相当于使单刃滚刀不管在哪个方向进行掘进时都会增大其破碎硬岩的能力，因为当压力一定时，接触面积减小，压强增大，16mm的圆柱齿既能保证了复杂地质的掘进速度的同时又增加了自身的使用寿命。所以当本实用新型在使用时，与硬岩接触后，会破坏硬岩的的整体稳固性，使硬岩产生很多裂纹，同时地下的硬岩分布很复杂，当遇到特别坚硬的硬岩时，两排圆柱齿会在后续的盾构机的推力下沿轴承转动，上下两排圆柱齿在转动时除了对硬岩有平直的推力外会对硬岩有斜向推力，使硬岩更容易产生裂纹，其中有一条或多条裂纹向刀刃两侧向延伸，到达自由面或与相邻裂纹交汇，形成碎石岩片，便于单刃滚刀后续进一步掘进。本实用新型的外延设有的双排固定齿可以更容易的对硬岩先进行破碎，方便后续单刃滚刀的掘进，减缓了单刃滚刀的磨损以及单刃滚刀与复杂地质的撞击力，增加其使用寿命。
进一步地，所述圆柱齿等间隔的设置在固定环上，使单刃滚刀整体受力更加均匀，有利于加快复杂地质的掘进速度，且增加其寿命。
进一步地，所述圆柱齿的端面上设有倾斜面，减小了圆柱齿与复杂地质的接触面积，更容易使硬岩产生裂纹，便于后续单刃滚刀掘进。
进一步地，所述两个固定环设置的圆柱齿的倾斜面的方向相反更容易使硬岩产生裂纹，便于后续单刃滚刀掘进。
进一步地，所述圆柱齿的倾斜面与圆柱齿的竖直方向的夹角为30°-35°，这个角度范围内在保证了复杂地质的掘进速度的同时增加了其使用寿命。
进一步地，所述单刃滚刀和端盖之间设有卡槽，所述卡槽内设有固定块，所述固定块的截面呈凸字形，固定块靠近刀轴的一端的形状与刀轴相配合，保证了滚刀端盖的稳固性，解决了滚刀端盖在滚轴受侧向力及滚刀频繁振动的情况下，容易产生松动，单刃滚刀内部密封失效而影响滚刀的寿命质量的问题。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本实用新型针对现有技术存在的问题进一步优化，在所述单刃滚刀的边缘的端面上设有两个轴承，轴承的外圈设有固定环，固定环在沿圆周方向设有圆柱齿，所述圆柱齿和固定环可以是一体铸造成型，也可以是焊接在一起，所述圆柱齿上设有倾斜面，所述圆柱齿的直径为16mm。16mm的圆柱齿的设置可以相当于使单刃滚刀不管在哪个方向进行掘进时都会增大其破碎硬岩的能力，因为当压力一定时，接触面积减小，压强增大，16mm的圆柱齿既能保证了复杂地质的掘进速度的同时又增加了自身的使用寿命。所以当本实用新型在使用时，与硬岩接触后，会破坏硬岩的的整体稳固性，使硬岩产生很多裂纹，同时地下的硬岩分布很复杂，当遇到特别坚硬的硬岩时，两排圆柱齿会在后续的盾构机的推力下沿轴承转动，上下两排圆柱齿在转动时除了对硬岩有平直的推力外会对硬岩有斜向推力，使硬岩更容易产生裂纹，其中有一条或多条裂纹向刀刃两侧向延伸，到达自由面或与相邻裂纹交汇，形成碎石岩片，便于单刃滚刀后续进一步掘进。本实用新型的外延设有的双排固定齿可以更容易的对硬岩先进行破碎，方便后续单刃滚刀的掘进，减缓了单刃滚刀的磨损以及单刃滚刀与复杂地质的撞击力，增加其使用寿命。
2、所述圆柱齿等间隔的设置在固定环上，使单刃滚刀整体受力更加均匀，有利于加快复杂地质的掘进速度，且增加其寿命。
3、所述圆柱齿的端面上设有倾斜面，减小了圆柱齿与复杂地质的接触面积，更容易使硬岩产生裂纹，便于后续单刃滚刀掘进。
4、所述两个固定环设置的圆柱齿的倾斜面的方向相反更容易使硬岩产生裂纹，便于后续单刃滚刀掘进。
5、所述圆柱齿的倾斜面与圆柱齿的竖直方向的夹角为30°-35°，这个角度范围内在保证了复杂地质的掘进速度的同时增加了其使用寿命。
6、所述单刃滚刀和端盖之间设有卡槽，所述卡槽内设有固定块，所述固定块的截面呈凸字形，固定块靠近刀轴的一端的形状与刀轴相配合，保证了滚刀端盖的稳固性，解决了滚刀端盖在滚轴受侧向力及滚刀频繁振动的情况下，容易产生松动，单刃滚刀内部密封失效而影响滚刀的寿命质量的问题。
附图说明
图1为本实用新型的内部结构示意图；
图2为本实用新型的A-A剖视图
图3为图1的B的局部放大示意图；。
图中标记：1-单刃滚刀，2-圆柱齿，3-固定环，4-固定块，5-刀轴，6-端盖，7-轴承，8-倾斜面，B-单刃滚刀上的圆柱齿的局部放大图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。
如图1-3所示，一种新型单刃滚刀装置装置，包括单刃滚刀1、刀轴5和端盖6，所述刀轴5设置于单刃滚刀1中部，所述端盖6设置于单刃滚刀1两侧，所述单刃滚刀1外缘设有两个凹槽，在单刃滚刀1外缘的端面上设有两个轴承7，所述两个轴承7的内圈分别套设在所述两个凹槽内，所述两个轴承7的外圈上均设有固定环3，固定环3在沿圆周方向设有圆柱齿2，所述圆柱齿2和固定环3可以是一体铸造成型，也可以是焊接在一起，所述圆柱齿2上设有倾斜面8，所述圆柱齿2的直径为16mm。16mm的圆柱齿2的设置可以相当于使单刃滚刀1不管在哪个方向进行掘进时都会增大其破碎硬岩的能力，因为当压力一定时，接触面积减小，压强增大，16mm的圆柱齿2既能保证了复杂地质的掘进速度的同时又增加了自身的使用寿命。所以当本实用新型在使用时，与硬岩接触后，会破坏硬岩的的整体稳固性，使硬岩产生很多裂纹，同时地下的硬岩分布很复杂，当遇到特别坚硬的硬岩时，两排圆柱齿2会在后续的盾构机的推力下沿轴承7转动，上下两排圆柱齿2在转动时除了对硬岩有平直的推力外会对硬岩有斜向推力，使硬岩更容易产生裂纹，其中有一条或多条裂纹向刀刃两侧向延伸，到达自由面或与相邻裂纹交汇，形成碎石岩片，便于单刃滚刀1后续进一步掘进。本实用新型的外延设有的双排固定齿可以更容易的对硬岩先进行破碎，方便后续单刃滚刀1的掘进，减缓了单刃滚刀1的磨损以及单刃滚刀1与复杂地质的撞击力，增加其使用寿命。作为本实用新型一种优选的方式，所述单刃滚刀1的边缘上沿圆周方向设有通孔，所述通孔内设有圆柱齿2，所述圆柱齿2穿过通孔对称的设置在单刃滚刀1的边缘上，所述圆柱齿2上设有倾斜面8，所述倾斜面8均背离刀轴5设置，所述单刃滚刀1上设置通孔，当某个圆柱齿2损坏时，便于更换，并且单刃滚刀1上设有双排齿增加了掘进效率。
作为本实用新型一种优选的方式，所述圆柱齿2等间隔的设置在固定环3上，使单刃滚刀1整体受力更加均匀，有利于加快复杂地质的掘进速度，且增加其寿命。
作为本实用新型一种优选的方式，所述圆柱齿2的端面上设有倾斜面8，减小了圆柱齿 2与复杂地质的接触面积，更容易使硬岩产生裂纹，便于后续单刃滚刀1掘进。
作为本实用新型一种优选的方式，所述两个固定环3设置的圆柱齿2的倾斜面8的方向相反更容易使硬岩产生裂纹，便于后续单刃滚刀1掘进。
作为本实用新型一种优选的方式，所述圆柱齿2的倾斜面8与圆柱齿2的竖直方向的夹角为30°-35°，这个角度范围内在保证了复杂地质的掘进速度的同时增加了其使用寿命。
作为本实用新型一种优选的方式，所述单刃滚刀1和端盖6之间设有卡槽，所述卡槽内设有固定块4，所述固定块4的截面呈凸字形，固定块4靠近刀轴5的一端的形状与刀轴5相配合，保证了滚刀端盖6的稳固性，解决了滚刀端盖6在滚轴受侧向力及滚刀频繁振动的情况下，容易产生松动，单刃滚刀1内部密封失效而影响滚刀的寿命质量的问题。
实施例1：
如图1-3所示，一种新型单刃滚刀装置装置，包括单刃滚刀1、刀轴5和端盖6，所述刀轴5设置于单刃滚刀1中部，所述端盖6设置于单刃滚刀1两侧，所述单刃滚刀1外缘设有两个凹槽，在单刃滚刀1外缘的端面上设有两个轴承7，所述两个轴承7的内圈分别套设在所述两个凹槽内，所述两个轴承7的外圈上均设有固定环3，所述固定环3上均设有若干圆柱齿2，所述圆柱齿2的直径为16mm。
作为优选，所述圆柱齿2等间隔的设置在单刃滚刀1的边缘上。
实施例2:
如图1-3所示，一种新型单刃滚刀装置装置，包括单刃滚刀1、刀轴5和端盖6，所述刀轴5设置于单刃滚刀1中部，所述端盖6设置于单刃滚刀1两侧，所述单刃滚刀1外缘设有两个凹槽，在单刃滚刀1外缘的端面上设有两个轴承7，所述两个轴承7的内圈分别套设在所述两个凹槽内，所述两个轴承7的外圈上均设有固定环3，所述固定环3上均设有若干圆柱齿2，所述圆柱齿2的端面上设有倾斜面8，所述圆柱齿2的直径为16mm。
实施例3：
如图1-3所示，一种新型单刃滚刀装置装置，包括单刃滚刀1、刀轴5和端盖6，所述刀轴5设置于单刃滚刀1中部，所述端盖6设置于单刃滚刀1两侧，所述单刃滚刀1外缘设有两个凹槽，在单刃滚刀1外缘的端面上设有两个轴承7，所述两个轴承7的内圈分别套设在所述两个凹槽内，所述两个轴承7的外圈上均设有固定环3，所述固定环3上均设有若干圆柱齿2，所述圆柱齿2的端面上设有倾斜面8，所述两个固定环3设置的圆柱齿2的倾斜面8的方向相反，所述圆柱齿2的直径为16mm。
实施例4：
如图1-3所示，一种新型单刃滚刀装置装置，包括单刃滚刀1、刀轴5和端盖6，所述刀轴5设置于单刃滚刀1中部，所述端盖6设置于单刃滚刀1两侧，所述单刃滚刀1外缘设有两个凹槽，在单刃滚刀1外缘的端面上设有两个轴承7，所述两个轴承7的内圈分别套设在所述两个凹槽内，所述两个轴承7的外圈上均设有固定环3，所述固定环3上均设有若干圆柱齿2，所述圆柱齿2的端面上设有倾斜面8，所述两个固定环3设置的圆柱齿2的倾斜面8的方向相反，所述圆柱齿2的直径为16mm。
作为优选，所述圆柱齿2的倾斜面8与圆柱齿2的竖直方向的夹角为30°-35°。
作为优选，所述单刃滚刀1和端盖6之间设有卡槽，所述卡槽内设有固定块4，所述固定块4的截面呈凸字形，固定块4靠近刀轴5的一端的形状与刀轴5相配合。
Claims (6)
1.一种新型单刃滚刀装置，包括单刃滚刀(1)、刀轴(5)和端盖(6)，所述刀轴(5)设置于单刃滚刀(1)中部，所述端盖(6)设置于单刃滚刀(1)两侧，其特征在于，所述单刃滚刀(1)外缘设有两个凹槽，在单刃滚刀(1)外缘的端面上设有两个轴承(7)，所述两个轴承(7)的内圈分别套设在所述两个凹槽内，所述两个轴承(7)的外圈上均设有固定环(3)，所述固定环(3)上均设有若干圆柱齿(2)，所述圆柱齿(2)的直径为16mm。
2.根据权利要求1所述的一种新型单刃滚刀装置，其特征在于，所述圆柱齿(2)等间隔的设置在固定环(3)上。
3.根据权利要求2所述的一种新型单刃滚刀装置，其特征在于，所述圆柱齿(2)的端面上设有倾斜面(8)。
4.根据权利要求3所述的一种新型单刃滚刀装置，其特征在于，所述两个固定环(3)设置的圆柱齿(2)的倾斜面(8)的方向相反。
5.根据权利要求3所述的一种新型单刃滚刀装置，其特征在于，所述圆柱齿(2)的倾斜面(8)与圆柱齿(2)的竖直方向的夹角为30°-35°。
6.根据权利要求1所述的一种新型单刃滚刀装置，其特征在于，所述单刃滚刀(1)和端盖(6)之间设有卡槽，所述卡槽内设有固定块(4)，所述固定块(4)的截面呈凸字形，固定块(4)靠近刀轴(5)的一端的形状与刀轴(5)相配合。
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|---|---|---|---|---|
| CN110259471A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-09-20 | 中交第三航务工程局有限公司 | 一种全覆盖地开挖超净硬岩盾构机的滚刀刀圈 |
| CN113338982A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-09-03 | 山东大学 | 一种隧道掘进机滚刀刀圈、滚刀以及包括该滚刀的掘进机 |
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| CN113338982A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-09-03 | 山东大学 | 一种隧道掘进机滚刀刀圈、滚刀以及包括该滚刀的掘进机 |
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