CN209261579U - 一种高性能高使用寿命滚刀刀轴 - Google Patents

一种高性能高使用寿命滚刀刀轴 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种高性能高使用寿命滚刀刀轴,包括刀体、设置于所述刀体外侧、刀圈以及刀轴组件;还包括分别对称设置于刀体两端外部的第一端盖体和第二端盖体,该第一端盖体和第二端盖体呈八方体型,且在该八方体型第一端盖体和第二端盖体的各侧面外部都形成有用于提高端盖体耐磨性能的第一耐磨层;该刀体包括用于与刀圈装配的第一台阶装配部、用于与刀轴组件装配的第二台阶装配部以及用于与端盖体装配的第三台阶装配部;刀体表面通过气体渗氮形成渗氮层,且该渗氮层的厚度不小于0.3mm;所述刀圈呈圆柱体状,且在刀圈外周等间距开设有多条环形沟槽体,实际使用过程中,本申请的滚刀刀轴不仅强度高,而且可以达到很好的耐磨性和稳定性,使用寿命长。

Description

一种高性能高使用寿命滚刀刀轴
[技术领域]
本实用新型涉及盾构机滚刀产品技术领域,尤其涉及一种结构设计合理,使用效果突出的高性能高使用寿命滚刀刀轴。
[背景技术]
安装在盾构机刀盘上的滚刀是其在掘进过程中破岩的关键部件,目前国内盾构机所用滚刀主要由刀体、刀轴、轴承、密封圈、端盖、和刀圈组成,其中刀轴采用合金钢制作,制作工艺为下料-锻造-机加工-调质-精加工,滚刀刀轴硬度、耐磨性和回火稳定性不足,疲劳强度低,导致其在使用过程中尤其是在需要大推力的连续硬岩掘进过程中使用寿命短。
基于此,怎样才能从结构与构造方面入手进行改进和改善,是本领域技术人员经常考虑的问题,也进行了大量的研发和实验,并取得了较好的成绩。
[实用新型内容]
为克服现有技术所存在的问题,本实用新型提供一种结构设计合理,使用效果突出的高性能高使用寿命滚刀刀轴。
本实用新型解决技术问题的方案是提供一种高性能高使用寿命滚刀刀轴,包括刀体、设置于所述刀体外侧、与刀体外部相匹配的刀圈以及贯穿所述刀体的刀轴组件;还包括分别对称设置于刀体两端外部的第一端盖体和第二端盖体,该第一端盖体和第二端盖体呈八方体型,且在该八方体型第一端盖体和第二端盖体的各侧面外部都形成有用于提高端盖体耐磨性能的第一耐磨层;该刀体包括用于与刀圈装配的第一台阶装配部、用于与刀轴组件装配的第二台阶装配部以及用于与端盖体装配的第三台阶装配部;刀体表面通过气体渗氮形成渗氮层,且该渗氮层的厚度不小于0.3mm;所述刀圈呈圆柱体状,且在所述刀圈外周等间距开设有多条环形沟槽体,该环形沟槽体的槽体深度范围为1.15-1.25mm,槽体宽度范围为2.2-3.5mm;在所述刀轴组件外侧开设有至少一条长条状的储油槽,该储油槽的槽体深度大小范围为1.35-3.65mm,宽度为2.25-3.25mm;所述刀圈包括软质刀圈体以及与所述软质刀圈体形状匹配、处于软质刀圈体外侧的硬质刀圈体,该硬质刀圈体呈圆环状,且在所述软质刀圈体与硬质刀圈体之间设置有多个用于起连接作用的连接杆;还包括设置于所述软质刀圈体以及硬质刀圈体外侧侧边部位、用于进一步增强软质刀圈体与硬质刀圈体连接性能的连接环,该连接环在软质刀圈体和硬质刀圈体外侧的面积相等,且连接环的厚度大小范围为2.15-3.55mm;该连接环通过螺丝与软质刀圈体、硬质刀圈体相连接;所述刀体外周靠近刀圈部位安设有用于避免刀圈横向移动、保证稳定性的挡圈,且所述刀圈与刀体呈过盈配合,过盈配合量为0.155mm;所述刀体靠近挡圈一侧还安设有至少一个弹性定位销组件,且在刀体上开设有用于容纳所述弹性定位销组件的定位槽,所述定位槽中放置有至少一个用于保持弹性定位销组件弹性性能的弹簧体;所述刀圈的厚度大小范围为39-47mm;挡圈的厚度大小范围为13.5-16.8mm,挡圈的宽度大小范围为1.57-4.35mm;所述刀圈的外径大小范围为117-235mm;刀轴的外径大小范围为28.5-45.8mm;刀轴组件两端还分别设置有用于与外部物件相连接的卡合块;所述刀圈外周等间距安设有用于增强刀圈整体强度和性能的刀齿体;且该刀齿体的顶部呈球状。
优选地,所述第一端盖体和第二端盖体的厚度大小范围为8-12mm。
优选地,所述第一端盖体和第二端盖体各侧面的第一耐磨层包括长条状耐磨层以及锯齿形耐磨层;长条状耐磨层和锯齿形耐磨层的厚度大小范围为1.33-3.55mm;且锯齿形耐磨层分别形成于长条状耐磨层两侧;所述锯齿形耐磨层与长条状耐磨层之间的最短间隔距离大小为1.05mm。
优选地,所述一种高性能高使用寿命滚刀刀轴还包括设置于所述刀体两端内侧、处于刀轴外侧的轴承体,在所述轴承体外部对应安设有密封圈,所述密封圈通过螺丝与刀体固定。
优选地,所述刀体外表面还形成有用于提升刀体整体强度与硬度的第二耐磨层;该第二耐磨层的厚度大小范围为1.75-3mm;刀圈外周形成有第三耐磨层;且第三耐磨层的厚度大小范围为0.85-1.95mm。
优选地,所述定位槽内部设置的用于保证弹性定位销组件弹性性能的弹簧体数量为两个,并排设置。
优选地,所述刀圈两侧的弹性定位销组件环绕所述刀体外周设置;且各侧的弹性定位销组件的数量至少为五个,间距相等。
优选地,所述刀圈呈圆柱体状,且在所述刀圈外周等间距开设有多条环形沟槽体,该环形沟槽体的槽体深度范围为1-1.35mm,槽体宽度范围为2-3.5mm。
与现有技术相比,本实用新型一种高性能高使用寿命滚刀刀轴通过同时设置刀体12、设置于所述刀体12外侧、与刀体12外部相匹配的刀圈13以及贯穿所述刀体12的刀轴组件11和分别对称设置于刀体12两端外部的第一端盖体14和第二端盖体15,且将该第一端盖体14和第二端盖体15设计为八方体型,在八方体型第一端盖体14和第二端盖体15的各侧面外部都形成用于提高端盖体耐磨性能的第一耐磨层,刀体12包括用于与刀圈13装配的第一台阶装配部、用于与刀轴组件11装配的第二台阶装配部以及用于与端盖体装配的第三台阶装配部,刀体12表面通过气体渗氮形成渗氮层,控制渗氮层的厚度不小于0.3mm,刀圈13呈圆柱体状,且在刀圈13外周等间距开设多条环形沟槽体,控制环形沟槽体的槽体深度范围为1.15-1.25mm,槽体宽度范围为2.2-3.5mm,实际使用过程中,本申请的滚刀刀轴不仅强度高,而且可以达到很好的耐磨性和稳定性,使用寿命长。
[附图说明]
图1是本实用新型一种高性能高使用寿命滚刀刀轴的立体状态结构示意图。
[具体实施方式]
为使本实用新型的目的,技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,并不用于限定此实用新型。
请参阅图1,本实用新型一种高性能高使用寿命滚刀刀轴1包括刀体12、设置于所述刀体12外侧、与刀体12外部相匹配的刀圈13以及贯穿所述刀体12的刀轴组件11;还包括分别对称设置于刀体12两端外部的第一端盖体14和第二端盖体15,该第一端盖体14和第二端盖体15呈八方体型,且在该八方体型第一端盖体14和第二端盖体15的各侧面外部都形成有用于提高端盖体耐磨性能的第一耐磨层;该刀体12包括用于与刀圈13装配的第一台阶装配部、用于与刀轴组件11装配的第二台阶装配部以及用于与端盖体装配的第三台阶装配部;刀体12表面通过气体渗氮形成渗氮层,且该渗氮层的厚度不小于0.3mm;所述刀圈13呈圆柱体状,且在所述刀圈13外周等间距开设有多条环形沟槽体,该环形沟槽体的槽体深度范围为1.15-1.25mm,槽体宽度范围为2.2-3.5mm;在所述刀轴组件11外侧开设有至少一条长条状的储油槽,该储油槽的槽体深度大小范围为1.35-3.65mm,宽度为2.25-3.25mm;所述刀圈13包括软质刀圈体以及与所述软质刀圈体形状匹配、处于软质刀圈体外侧的硬质刀圈体,该硬质刀圈体呈圆环状,且在所述软质刀圈体与硬质刀圈体之间设置有多个用于起连接作用的连接杆;还包括设置于所述软质刀圈体以及硬质刀圈体外侧侧边部位、用于进一步增强软质刀圈体与硬质刀圈体连接性能的连接环,该连接环在软质刀圈体和硬质刀圈体外侧的面积相等,且连接环的厚度大小范围为2.15-3.55mm;该连接环通过螺丝与软质刀圈体、硬质刀圈体相连接;所述刀体12外周靠近刀圈13部位安设有用于避免刀圈13横向移动、保证稳定性的挡圈16,且所述刀圈13与刀体12呈过盈配合,过盈配合量为0.155mm;所述刀体12靠近挡圈16一侧还安设有至少一个弹性定位销组件121,且在刀体12上开设有用于容纳所述弹性定位销组件121的定位槽,所述定位槽中放置有至少一个用于保持弹性定位销组件121弹性性能的弹簧体;所述刀圈13的厚度大小范围为39-47mm;挡圈16的厚度大小范围为13.5-16.8mm,挡圈16的宽度大小范围为1.57-4.35mm;所述刀圈13的外径大小范围为117-235mm;刀轴11的外径大小范围为28.5-45.8mm;刀轴组件11两端还分别设置有用于与外部物件相连接的卡合块;所述刀圈13外周等间距安设有用于增强刀圈13整体强度和性能的刀齿体131;且该刀齿体131的顶部呈球状。
本申请通过同时设置刀体12、设置于所述刀体12外侧、与刀体12外部相匹配的刀圈13以及贯穿所述刀体12的刀轴组件11和分别对称设置于刀体12两端外部的第一端盖体14和第二端盖体15,且将该第一端盖体14和第二端盖体15设计为八方体型,在八方体型第一端盖体14和第二端盖体15的各侧面外部都形成用于提高端盖体耐磨性能的第一耐磨层,刀体12包括用于与刀圈13装配的第一台阶装配部、用于与刀轴组件11装配的第二台阶装配部以及用于与端盖体装配的第三台阶装配部,刀体12表面通过气体渗氮形成渗氮层,控制渗氮层的厚度不小于0.3mm,刀圈13呈圆柱体状,且在刀圈13外周等间距开设多条环形沟槽体,控制环形沟槽体的槽体深度范围为1.15-1.25mm,槽体宽度范围为2.2-3.5mm,实际使用过程中,本申请的滚刀刀轴不仅强度高,而且可以达到很好的耐磨性和稳定性,使用寿命长。
优选地,所述第一端盖体14和第二端盖体15的厚度大小范围为8-12mm。
优选地,所述第一端盖体14和第二端盖体15各侧面的第一耐磨层包括长条状耐磨层141以及锯齿形耐磨层142;长条状耐磨层141和锯齿形耐磨层142的厚度大小范围为1.33-3.55mm;且锯齿形耐磨层142分别形成于长条状耐磨层141两侧;所述锯齿形耐磨层142与长条状耐磨层141之间的最短间隔距离大小为1.05mm。
优选地,所述一种高性能高使用寿命滚刀刀轴1还包括设置于所述刀体12两端内侧、处于刀轴11外侧的轴承体,在所述轴承体外部对应安设有密封圈,所述密封圈通过螺丝与刀体12固定。
优选地,所述刀体12外表面还形成有用于提升刀体12整体强度与硬度的第二耐磨层;该第二耐磨层的厚度大小范围为1.75-3mm;刀圈13外周形成有第三耐磨层;且第三耐磨层的厚度大小范围为0.85-1.95mm。
优选地,所述定位槽内部设置的用于保证弹性定位销组件121弹性性能的弹簧体数量为两个,并排设置。
优选地,所述刀圈13两侧的弹性定位销组件121环绕所述刀体12外周设置;且各侧的弹性定位销组件121的数量至少为五个,间距相等。
优选地,所述刀圈13呈圆柱体状,且在所述刀圈13外周等间距开设有多条环形沟槽体,该环形沟槽体的槽体深度范围为1-1.35mm,槽体宽度范围为2-3.5mm。
本申请疲劳强度高,硬度、耐磨性和回火稳定性强,使用寿命长。
本实用新型不改变滚刀刀轴的安装尺寸,与其配套的其它零件可继续使用,同时具有高硬度、高耐磨性、疲劳强度高和回火稳定性强的优点,所述刀轴本体表层硬度可达HRC60并可在500℃温度下长期保持不变,其疲劳极限相对于现有滚刀刀轴可提高25%-35%,同时所述刀轴本体的抗咬合性能和抗蚀性能增高,有效延长了滚刀刀轴的使用寿命。
本实用新型滚刀刀轴的制备工艺如下:首先采用合金钢钢锭进行锻造、正火并机加工得到刀轴本体毛坯,对刀轴本体毛坯进行调质后精加工,然后进行气体渗氮处理。渗氮层厚度不小于0.3mm。
与现有技术相比,本实用新型一种高性能高使用寿命滚刀刀轴1通过同时设置刀体12、设置于所述刀体12外侧、与刀体12外部相匹配的刀圈13以及贯穿所述刀体12的刀轴组件11和分别对称设置于刀体12两端外部的第一端盖体14和第二端盖体15,且将该第一端盖体14和第二端盖体15设计为八方体型,在八方体型第一端盖体14和第二端盖体15的各侧面外部都形成用于提高端盖体耐磨性能的第一耐磨层,刀体12包括用于与刀圈13装配的第一台阶装配部、用于与刀轴组件11装配的第二台阶装配部以及用于与端盖体装配的第三台阶装配部,刀体12表面通过气体渗氮形成渗氮层,控制渗氮层的厚度不小于0.3mm,刀圈13呈圆柱体状,且在刀圈13外周等间距开设多条环形沟槽体,控制环形沟槽体的槽体深度范围为1.15-1.25mm,槽体宽度范围为2.2-3.5mm,实际使用过程中,本申请的滚刀刀轴不仅强度高,而且可以达到很好的耐磨性和稳定性,使用寿命长。
以上所述的本实用新型实施方式,并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高性能高使用寿命滚刀刀轴,其特征在于:包括刀体、设置于所述刀体外侧、与刀体外部相匹配的刀圈以及贯穿所述刀体的刀轴组件;还包括分别对称设置于刀体两端外部的第一端盖体和第二端盖体,该第一端盖体和第二端盖体呈八方体型,且在该八方体型第一端盖体和第二端盖体的各侧面外部都形成有用于提高端盖体耐磨性能的第一耐磨层;该刀体包括用于与刀圈装配的第一台阶装配部、用于与刀轴组件装配的第二台阶装配部以及用于与端盖体装配的第三台阶装配部;刀体表面通过气体渗氮形成渗氮层,且该渗氮层的厚度不小于0.3mm;所述刀圈呈圆柱体状,且在所述刀圈外周等间距开设有多条环形沟槽体,该环形沟槽体的槽体深度范围为1.15-1.25mm,槽体宽度范围为2.2-3.5mm;在所述刀轴组件外侧开设有至少一条长条状的储油槽,该储油槽的槽体深度大小范围为1.35-3.65mm,宽度为2.25-3.25mm;所述刀圈包括软质刀圈体以及与所述软质刀圈体形状匹配、处于软质刀圈体外侧的硬质刀圈体,该硬质刀圈体呈圆环状,且在所述软质刀圈体与硬质刀圈体之间设置有多个用于起连接作用的连接杆;还包括设置于所述软质刀圈体以及硬质刀圈体外侧侧边部位、用于进一步增强软质刀圈体与硬质刀圈体连接性能的连接环,该连接环在软质刀圈体和硬质刀圈体外侧的面积相等,且连接环的厚度大小范围为2.15-3.55mm;该连接环通过螺丝与软质刀圈体、硬质刀圈体相连接;所述刀体外周靠近刀圈部位安设有用于避免刀圈横向移动、保证稳定性的挡圈,且所述刀圈与刀体呈过盈配合,过盈配合量为0.155mm;所述刀体靠近挡圈一侧还安设有至少一个弹性定位销组件,且在刀体上开设有用于容纳所述弹性定位销组件的定位槽,所述定位槽中放置有至少一个用于保持弹性定位销组件弹性性能的弹簧体;所述刀圈的厚度大小范围为39-47mm;挡圈的厚度大小范围为13.5-16.8mm,挡圈的宽度大小范围为1.57-4.35mm;所述刀圈的外径大小范围为117-235mm;刀轴的外径大小范围为28.5-45.8mm;刀轴组件两端还分别设置有用于与外部物件相连接的卡合块;所述刀圈外周等间距安设有用于增强刀圈整体强度和性能的刀齿体;且该刀齿体的顶部呈球状。
2.如权利要求1所述的一种高性能高使用寿命滚刀刀轴,其特征在于:所述第一端盖体和第二端盖体的厚度大小范围为8-12mm。
3.如权利要求1或2所述的一种高性能高使用寿命滚刀刀轴,其特征在于:所述第一端盖体和第二端盖体各侧面的第一耐磨层包括长条状耐磨层以及锯齿形耐磨层;长条状耐磨层和锯齿形耐磨层的厚度大小范围为1.33-3.55mm;且锯齿形耐磨层分别形成于长条状耐磨层两侧;所述锯齿形耐磨层与长条状耐磨层之间的最短间隔距离大小为1.05mm。
4.如权利要求1所述的一种高性能高使用寿命滚刀刀轴,其特征在于:还包括设置于所述刀体两端内侧、处于刀轴外侧的轴承体,在所述轴承体外部对应安设有密封圈,所述密封圈通过螺丝与刀体固定。
5.如权利要求3所述的一种高性能高使用寿命滚刀刀轴,其特征在于:所述刀体外表面还形成有用于提升刀体整体强度与硬度的第二耐磨层;该第二耐磨层的厚度大小范围为1.75-3mm;刀圈外周形成有第三耐磨层;且第三耐磨层的厚度大小范围为0.85-1.95mm。
6.如权利要求1所述的一种高性能高使用寿命滚刀刀轴,其特征在于:所述定位槽内部设置的用于保证弹性定位销组件弹性性能的弹簧体数量为两个,并排设置。
7.如权利要求1所述的一种高性能高使用寿命滚刀刀轴,其特征在于:所述刀圈两侧的弹性定位销组件环绕所述刀体外周设置;且各侧的弹性定位销组件的数量至少为五个,间距相等。
8.如权利要求1或7所述的一种高性能高使用寿命滚刀刀轴,其特征在于:所述刀圈呈圆柱体状,且在所述刀圈外周等间距开设有多条环形沟槽体,该环形沟槽体的槽体深度范围为1-1.35mm,槽体宽度范围为2-3.5mm。
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