CN210564538U - 一种刀圈外圆周开槽的tbm盘形滚刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种刀圈外圆周开槽的TBM盘形滚刀，包括刀圈、刀体、挡圈、轴承、刚性心轴、轴承端盖和密封圈，刀圈通过挡圈固定在刀体上，刀体内接轴承，轴承端盖和密封圈将轴承密封固定在刚性心轴，一种刀圈外圆周开槽的TBM盘形滚刀，使用一种新型破岩滚刀刀圈的结构；刀体与轴承、轴承端盖装配于轴之上，刀体与轴承端盖之间用一个密封圈将其内部油液密封，刀体外圈有一台阶，用于定位刀圈；本实用新型能够控制密实核形状，改变应力分布以形成侧向裂纹，有利于侧向裂纹的产生和扩展，降低了破岩能耗，有效增强了破岩的能力，提高了破岩效率。

Description

一种刀圈外圆周开槽的TBM盘形滚刀

技术领域

本实用新型涉及隧道掘进施工机械技术领域，具体而言，涉及一种刀圈外圆周开槽的TBM盘形滚刀。

背景技术

盾构机(TBM)全名为盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专业工程机械，具有先进、环保、高效等特点，因此广泛运用于城市地铁、铁路、水利水电等工程隧道掘进施工作业中。

在掘进过程中，其关键作用的是TBM盘形滚刀。它安装在刀盘面板上，沿刀盘径向以不同的轨迹半径布置。盘形滚刀刀圈是盘形滚刀的关键零件和易损耗零件，作业过程中直接与岩石发生接触，依靠刀盘旋转和推进时产生的挤压力，盘形滚刀刀圈侵入岩石并使其破碎。

已有研究表明，拉应力在破岩过程中起主导作用；而目前已有的滚刀在岩石中主要产生的是压应力，产生的拉应力比较少，因而破硬岩效率较低。所以有必要通过对刀圈结构进行设计，增大岩石内的拉应力，才能提高破岩效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种刀圈外圆周开槽的TBM盘形滚刀，其能够根据TBM滚刀破岩机理和工况特性，在滚刀刀圈外圆周上开沟槽，改变在滚刀作用下岩石内部密实核和应力场的分布，增加侧向拉应力，有利于多把滚刀之间侧向裂纹的贯通及岩片剥落，以取代现有产生拉应力不足的刀圈结构。该设计结构尤其针对在高硬岩石掘进的情况，可以提高破岩和掘进效率。该设计结构简单，对刀具成本影响较小。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种新型破岩滚刀刀圈的结构，其包括：刀圈、刀体、挡圈、轴承、刚性心轴、轴承端盖和密封圈；刀圈的外圆周为非平整面，刀圈的外圆周面向内开设有凹陷式几何结构以提高滚刀破岩效率，凹陷式几何结构包括凹陷、沟槽或孔，刀体的外侧呈台阶状且刀圈的内圆周面卡在台阶处，挡圈将刀圈卡在刀体外侧固定，刀体内接轴承，轴承端盖和密封圈将轴承密封固定在刚性心轴。

在本实用新型较佳的实施例中，上述刀圈外圆周面为规则表面，规则表面是圆柱面或圆弧面。

在本实用新型较佳的实施例中，上述刀圈外圆周的沟槽或孔的数量为至少1个。

在本实用新型较佳的实施例中，上述刚性心轴设置有用于定位的轴肩，轴肩为刚性心轴的侧面凸起设置形成，轴承端盖与刚性心轴过盈配合，轴肩将轴承端盖的一端卡住固定。

在本实用新型较佳的实施例中，上述轴承端盖与刀体之间具有腔体空间，轴承置于腔体空间内。

在本实用新型较佳的实施例中，上述轴承为圆锥滚子轴承，轴承包括轴承外圈、轴承内圈和圆锥滚子，轴承内圈置于轴承端盖的外侧，轴承外圈固定在刀体内侧，圆锥滚子置于轴承内圈和轴承外圈之间。

在本实用新型较佳的实施例中，上述刀体内侧设置有放置轴承外圈的槽，轴承外圈卡入槽内，刀体外侧设置有用于卡入挡圈的卡槽。

在本实用新型较佳的实施例中，上述刀圈与刀体过盈配合，刀圈的一侧通过台阶定位，刀圈的另一侧通过挡圈卡住。

一种刀圈外圆周开槽的TBM盘形滚刀，使用上述的新型破岩滚刀刀圈的结构。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过合理的刀刃设计，控制密实核形状，通过刀圈的非平整面的结构，改变应力分布而更容易形成侧向裂纹，同时减小密实核体积以降低破岩能耗，通过刀圈产生两个距离很近的接触区域，这两个区域内的接触压力互相影响，不但形成同一个中间部分存在凹陷的密实核，并且增大了密实核两侧的拉应力，使得侧向裂纹更容易扩展；本实用新型能够控制密实核形状，改变应力分布，有利于侧向裂纹的产生和扩展，降低了破岩能耗，有效增强了破岩的能力，提高了破岩效率。

在TBM破岩过程中，滚刀在其正下方的岩体中形成密实核。一方面，密实核对岩石内应力分布具有显著影响，进而作用于裂纹的萌生和扩展；另一方面，密实核的形成所消耗的能量占滚刀破岩总耗能的比重较高。因此，本实用新型所达到的目标是：通过合理的刀刃设计，控制密实核形状，改变应力分布而更容易形成侧向裂纹，同时减小密实核体积以降低破岩能耗。

通过分析得知，中心开槽的刀圈破岩时由于刀圈中间开槽的部分不存在接触，则不存在接触压力，则该部分正下方的应力值较小，产生的密实核在该部分存在凹陷形状，减小了密实核体积，降低了能耗。同时，中心开槽的刀圈又不同于双刃滚刀：后者两个刀刃产生的接触区域距离较远，不能互相影响，则各自形成密实核，对破岩效率没有提高；而对于前者，同一个刀刃产生两个距离很近的接触区域，这两个区域内的接触压力互相影响，不但形成同一个中间部分存在凹陷的密实核，并且增大了密实核两侧的拉应力，使得侧向裂纹更容易扩展。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。

图1为本实用新型新型刀圈外圆周开槽的TBM盘形滚刀的结构图；

图2为本实用新型图1中的A处放大图；

图3为本实用新型第一实施例的刀圈立体图；

图4为本实用新型第一实施例的刀圈剖面图；

图5为本实用新型第二实施例的刀圈剖面图；

图6为本实用新型第三实施例的刀圈剖面图；

图7为本实用新型第四实施例的刀圈剖面图；

图8为本实用新型第五实施例的刀圈剖面图；

图9为本实用新型第六实施例的刀圈剖面图；

图10为传统的刀圈施工图；

图11为本实用新型的刀圈施工图；

图标：1-沟槽，2-刀圈，3-挡圈，4-刀体，5-轴承端盖，6-密封圈，7-圆锥滚子轴承，71-轴承外圈，72-轴承内圈，73-圆锥滚子，8-刚性心轴，A-刀圈的外缘处。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种刀圈外圆周开槽的TBM盘形滚刀，其使用新型破岩滚刀刀圈的结构，该结构包括：刀圈2、刀体4、挡圈3、轴承7、刚性心轴8、轴承端盖5和密封圈6，其中，刀体4、挡圈3、轴承7、刚性心轴8、轴承端盖5和密封圈6为标准件；刀圈2通过挡圈3固定在刀体4上，刀体4内接轴承7，轴承端盖5和密封圈6将轴承7密封固定在刚性心轴8；刀体4与轴承7、轴承端盖5装配于轴之上，刀体4与轴承端盖5之间用一个密封圈6将其内部油液密封，刀体4外侧设有一台阶，用于定位刀圈2，因此，刀体4外侧另一边设有卡槽，用于放置挡圈3将刀圈2两侧都固定，刀圈2外圆周面可以是圆柱面、圆弧面或其它符合要求的规则表面，其结构采用在滚刀刀圈2外圆周上开沟槽1的方式提高滚刀破岩效率，刀圈2外圆周加工有沟槽1，沟槽1可以是任何符合加工要求和技术要求的形状，并且刀圈2外圆周上的沟槽1至少为一个，尤其适用于硬岩地层，实现高速掘进，沟槽1作用是使破岩时的裂纹集中向两侧扩展，从而提高破岩效率。

请参照图2、图3和图4，刀圈2整体为环状结构，刀圈2的内侧为筒状的环形内壁，刀圈2的外侧中部向外凸起，该凸起是用于破岩的部位，刀圈2的凸起表面为其外圆周面，其表面为圆柱侧面，其在刚性心轴8的轴向为直边，刀圈2的外圆周为非平整面，刀圈2的外圆周面向内开设有沟槽1结构以提高滚刀破岩效率，该实施例的刀圈2外圆周向内凹设有一个沟槽1，该沟槽1的截面呈矩形，其环绕刀圈2一周呈环形，与普通未开槽刀圈2相比，中心开槽的刀圈2将载荷集中到两侧，而普通未开槽刀圈2的载荷则是集中在中心，因此，使用外圆周开槽的刀圈2组装成的滚刀进行破岩作业时，岩石裂纹更容易向两侧扩展延伸，当相邻两个滚刀作业形成的裂纹交汇时，形成的岩石碎片脱落，可以提高破岩效率。

刀体4整体为环状结构，刀体4的内侧和外侧分别为环状结构的内侧和外侧，刀体4的外侧呈台阶状且刀圈2的内圆周面卡在台阶处，挡圈3将刀圈2卡在刀体4外侧固定，挡圈3呈环形且内径正好与刀体4外侧相互卡紧，刀体4外侧的一端设置有用于卡入挡圈3的卡槽，该卡槽沿刀体4一周呈环形，刀体4外侧的另一端设置有台阶，刀圈2与刀体4过盈配合，刀圈2的一侧通过台阶定位，刀圈2的另一侧通过挡圈3卡住，刀圈2的内圆周面的一端卡在台阶处，刀圈2的内圆周面的另一端位于卡槽的边缘处，挡圈3卡入卡槽中将刀圈2固定卡紧，刀体4内接轴承7，刀体4内侧设置有放置轴承外圈71的槽，轴承外圈71卡入槽内，该刀体4内侧共设置有两个槽，其正好与轴承外圈71相互匹配卡紧。

轴承端盖5与刀体4之间具有腔体空间，刀体4与轴承端盖5之间用密封圈6将内部的腔体空间油液密封，轴承7置于腔体空间内，轴承7为圆锥滚子轴承，轴承7包括轴承外圈71、轴承内圈72和圆锥滚子73，轴承内圈72置于轴承端盖5的外侧，轴承端盖5的外侧设置有凹槽且与轴承内圈72相互匹配卡住，轴承外圈71固定在刀体4内侧，圆锥滚子73置于轴承内圈72和轴承外圈71之间，轴承外圈71和轴承内圈72分别相对于圆锥滚子73可转动，轴承端盖5和密封圈6将轴承外圈71、轴承内圈72和圆锥滚子73密封固定在刚性心轴8，刚性心轴8设置有用于定位的轴肩，轴肩为刚性心轴8的侧面凸起设置形成，轴承端盖5的一端卡在轴肩处，轴肩将轴承端盖5的一端卡住固定，轴承端盖5与刚性心轴8过盈配合。

第二实施例

第二实施例和第一实施例的不同之处在于刀圈2的外圆周面设置。

请参照图5，本实施例提供一种刀圈外圆周开槽的TBM盘形滚刀，其使用新型破岩滚刀刀圈的结构，该结构包括：刀圈2、刀体4、挡圈3、轴承7、刚性心轴8、轴承端盖5和密封圈6，其中，刀体4、挡圈3、轴承7、刚性心轴8、轴承端盖5和密封圈6为标准件；刀圈2通过挡圈3固定在刀体4上，刀体4内接轴承7，轴承端盖5和密封圈6将轴承7密封固定在刚性心轴8；刀体4与轴承7、轴承端盖5装配于轴之上，刀体4与轴承端盖5之间用一个密封圈6将其内部油液密封，刀体4外侧设有一台阶，用于定位刀圈2，因此，刀体4外侧另一边设有卡槽，用于放置挡圈3将刀圈2两侧都固定，刀圈2外圆周面可以是圆柱面、圆弧面或其它符合要求的规则表面，其结构采用在滚刀刀圈2外圆周上开沟槽1的方式提高滚刀破岩效率，刀圈2外圆周加工有沟槽1，沟槽1可以是任何符合加工要求和技术要求的形状，并且刀圈2外圆周上的沟槽1至少为一个，尤其适用于硬岩地层，实现高速掘进，沟槽1作用是使破岩时的裂纹集中向两侧扩展，从而提高破岩效率。

刀圈2整体为环状结构，刀圈2的内侧为筒状的环形内壁，刀圈2的外侧中部向外凸起，该凸起是用于破岩的部位，刀圈2的凸起表面为其外圆周面，其表面为圆柱面，其在刚性心轴8的轴向为直边，刀圈2的外圆周为非平整面，刀圈2的外圆周面向内开设有沟槽1结构以提高滚刀破岩效率，本实施例的刀圈2外圆周向内凹设有一个沟槽1，该沟槽1的截面呈梯形，其环绕刀圈2一周呈环形，与普通未开槽刀圈2相比，中心开槽的刀圈2将载荷集中到两侧，而普通未开槽刀圈2的载荷则是集中在中心，因此，使用外圆周开槽的刀圈2组装成的滚刀进行破岩作业时，岩石裂纹更容易向两侧扩展延申，当相邻两个滚刀作业形成的裂纹交汇时，形成的岩石碎片脱落，可以提高破岩效率。

第三实施例

第三实施例和第一实施例的不同之处在于刀圈2的外圆周面设置。

请参照图6，本实施例提供一种刀圈外圆周开槽的TBM盘形滚刀，其使用新型破岩滚刀刀圈的结构，该结构包括：刀圈2、刀体4、挡圈3、轴承7、刚性心轴8、轴承端盖5和密封圈6，其中，刀体4、挡圈3、轴承7、刚性心轴8、轴承端盖5和密封圈6为标准件；刀圈2通过挡圈3固定在刀体4上，刀体4内接轴承7，轴承端盖5和密封圈6将轴承7密封固定在刚性心轴8；刀体4与轴承7、轴承端盖5装配于轴之上，刀体4与轴承端盖5之间用一个密封圈6将其内部油液密封，刀体4外侧设有一台阶，用于定位刀圈2，因此，刀体4外侧另一边设有卡槽，用于放置挡圈3将刀圈2两侧都固定，刀圈2外圆周面可以是圆柱面、圆弧面或其它符合要求的规则表面，其结构采用在滚刀刀圈2外圆周上开沟槽1的方式提高滚刀破岩效率，刀圈2外圆周加工有沟槽1，沟槽1可以是任何符合加工要求和技术要求的形状，并且刀圈2外圆周上的沟槽1至少为一个，尤其适用于硬岩地层，实现高速掘进，沟槽1作用是使破岩时的裂纹集中向两侧扩展，从而提高破岩效率。

刀圈2整体为环状结构，刀圈2的内侧为筒状的环形内壁，刀圈2的外侧中部向外凸起，该凸起是用于破岩的部位，刀圈2的凸起表面为其外圆周面，其表面为圆柱面，其在刚性心轴8的轴向为直边，刀圈2的外圆周为非平整面，刀圈2的外圆周面向内开设有沟槽1结构以提高滚刀破岩效率，本实施例的刀圈2外圆周向内凹设有一个沟槽1，该沟槽1的截面呈三角形，其环绕刀圈2一周呈环形，与普通未开槽刀圈2相比，中心开槽的刀圈2将载荷集中到两侧，而普通未开槽刀圈2的载荷则是集中在中心，因此，使用外圆周开槽的刀圈2组装成的滚刀进行破岩作业时，岩石裂纹更容易向两侧扩展延申，当相邻两个滚刀作业形成的裂纹交汇时，形成的岩石碎片脱落，可以提高破岩效率。

第四实施例

第四实施例和第一实施例的不同之处在于刀圈2的外圆周面设置。

请参照图7，本实施例提供一种刀圈外圆周开槽的TBM盘形滚刀，其使用新型破岩滚刀刀圈的结构，该结构包括：刀圈2、刀体4、挡圈3、轴承7、刚性心轴8、轴承端盖5和密封圈6，其中，刀体4、挡圈3、轴承7、刚性心轴8、轴承端盖5和密封圈6为标准件；刀圈2通过挡圈3固定在刀体4上，刀体4内接轴承7，轴承端盖5和密封圈6将轴承7密封固定在刚性心轴8；刀体4与轴承7、轴承端盖5装配于轴之上，刀体4与轴承端盖5之间用一个密封圈6将其内部油液密封，刀体4外侧设有一台阶，用于定位刀圈2，因此，刀体4外侧另一边设有卡槽，用于放置挡圈3将刀圈2两侧都固定，刀圈2外圆周面可以是圆柱面、圆弧面或其它符合要求的规则表面，其结构采用在滚刀刀圈2外圆周上凹陷的方式提高滚刀破岩效率，刀圈2外圆周加工有双弧面的凹陷槽，凹陷槽可以是任何符合加工要求和技术要求的形状，并且刀圈2外圆周上的凹陷槽至少为一个，尤其适用于硬岩地层，实现高速掘进，凹陷槽作用是使破岩时的裂纹集中向两侧扩展，从而提高破岩效率。

刀圈2整体为环状结构，刀圈2的内侧为筒状的环形内壁，刀圈2的外侧中部向外凸起，该凸起是用于破岩的部位，刀圈2的凸起表面为其外圆周面，其表面为双弧形面，其在刚性心轴8的轴向为弧形，刀圈2的外圆周为非平整面，其双弧形的中部凹陷式几何结构以提高滚刀破岩效率，本实施例的刀圈2外圆周的双弧形面在中部形成凹陷槽，凹陷槽环绕刀圈2一周呈环形；与普通未开槽刀圈2相比，该刀圈2将载荷集中到两侧，而普通未开槽刀圈2的载荷则是集中在中心，因此，使用外圆周开槽的刀圈2组装成的滚刀进行破岩作业时，岩石裂纹更容易向两侧扩展延申，当相邻两个滚刀作业形成的裂纹交汇时，形成的岩石碎片脱落，可以提高破岩效率。

第五实施例

第五实施例和第一实施例的不同之处在于刀圈2的外圆周面设置。

请参照图8，本实施例提供一种刀圈外圆周开槽的TBM盘形滚刀，其使用新型破岩滚刀刀圈的结构，该结构包括：刀圈2、刀体4、挡圈3、轴承7、刚性心轴8、轴承端盖5和密封圈6，其中，刀体4、挡圈3、轴承7、刚性心轴8、轴承端盖5和密封圈6为标准件；刀圈2通过挡圈3固定在刀体4上，刀体4内接轴承7，轴承端盖5和密封圈6将轴承7密封固定在刚性心轴8；刀体4与轴承7、轴承端盖5装配于轴之上，刀体4与轴承端盖5之间用一个密封圈6将其内部油液密封，刀体4外侧设有一台阶，用于定位刀圈2，因此，刀体4外侧另一边设有卡槽，用于放置挡圈3将刀圈2两侧都固定，刀圈2外圆周面可以是圆柱面、圆弧面或其它符合要求的规则表面，其结构采用在滚刀刀圈2外圆周上开沟槽1的方式提高滚刀破岩效率，刀圈2外圆周加工有沟槽1，沟槽1可以是任何符合加工要求和技术要求的形状，并且刀圈2外圆周上的沟槽1至少为一个，尤其适用于硬岩地层，实现高速掘进，沟槽1作用是使破岩时的裂纹集中向两侧扩展，从而提高破岩效率。

刀圈2整体为环状结构，刀圈2的内侧为筒状的环形内壁，刀圈2的外侧中部向外凸起，该凸起是用于破岩的部位，刀圈2的凸起表面为其外圆周面，其在刚性心轴8的轴向为弧形，刀圈2的外圆周为非平整面，刀圈2的外圆周面向内开设有沟槽1结构以提高滚刀破岩效率，本实施例的刀圈2外圆周的圆弧面中部向内凹设有一个沟槽1，该沟槽1的截面呈矩形，其环绕刀圈2一周呈环形，与普通未开槽刀圈2相比，中心开槽的刀圈2可以将载荷集中到两侧，而普通未开槽刀圈2的载荷则是集中在中心，因此，使用外圆周开槽的刀圈2组装成的滚刀进行破岩作业时，岩石裂纹更容易向两侧扩展延申，当相邻两个滚刀作业形成的裂纹交汇时，形成的岩石碎片脱落，可以提高破岩效率。

第六实施例

第六实施例和第一实施例的不同之处在于刀圈2的外圆周面设置。

请参照图9，本实施例提供一种刀圈外圆周开槽的TBM盘形滚刀，其使用新型破岩滚刀刀圈的结构，该结构包括：刀圈2、刀体4、挡圈3、轴承7、刚性心轴8、轴承端盖5和密封圈6，其中，刀体4、挡圈3、轴承7、刚性心轴8、轴承端盖5和密封圈6为标准件；刀圈2通过挡圈3固定在刀体4上，刀体4内接轴承7，轴承端盖5和密封圈6将轴承7密封固定在刚性心轴8；刀体4与轴承7、轴承端盖5装配于轴之上，刀体4与轴承端盖5之间用一个密封圈6将其内部油液密封，刀体4外侧设有一台阶，用于定位刀圈2，因此，刀体4外侧另一边设有卡槽，用于放置挡圈3将刀圈2两侧都固定，刀圈2外圆周面可以是圆柱面、圆弧面或其它符合要求的规则表面，其结构采用在滚刀刀圈2外圆周上开沟槽1的方式提高滚刀破岩效率，刀圈2外圆周加工有沟槽1，沟槽1可以是任何符合加工要求和技术要求的形状，并且刀圈2外圆周上的沟槽1至少为一个，尤其适用于硬岩地层，实现高速掘进，沟槽1作用是使破岩时的裂纹集中向两侧扩展，从而提高破岩效率。

刀圈2整体为环状结构，刀圈2的内侧为筒状的环形内壁，刀圈2的外侧中部向外凸起，该凸起是用于破岩的部位，刀圈2的凸起表面为其外圆周面，其在刚性心轴8的轴向为直边，刀圈2的外圆周为非平整面，刀圈2的外圆周面向内开设有沟槽1结构以提高滚刀破岩效率，本实施例的刀圈2外圆周向内凹设有多个沟槽1，该沟槽1的截面呈矩形，共设有5个矩形且依次间隔，其环绕刀圈2一周呈环形，与普通未开槽刀圈2相比，中心开槽的刀圈2可以将载荷集中到多个侧向的方向，而普通未开槽刀圈2的载荷则是集中在中心，因此，使用外圆周开槽的刀圈2组装成的滚刀进行破岩作业时，岩石裂纹更容易向两侧扩展延申，当相邻两个滚刀作业形成的裂纹交汇时，形成的岩石碎片脱落，可以提高破岩效率。

请参照图10和图11，其为传统的使用未开槽刀圈2进行破岩工作时的工况示意图，其为使用开槽的平头刀圈2进行破岩工作时的工况示意图，此时裂纹向两侧扩展，当相邻滚刀生成的裂纹交汇时，岩石碎片形成，由此可知，普通平头刀作业时的裂纹在中间形成并倾向与向深处扩展，所以，与普通平头刀作业时的工况相比，刀圈2开沟槽1的滚刀可以更快的使相邻滚刀生成的裂纹交汇，从而使岩石碎片形成并脱落。

特别地，滚刀刀圈2上的沟槽1不仅限于上述中所提到的形状，刀圈2外圆周不连续，沿着刀圈2外圆周有沟槽1、孔，或其它形状的凹陷式几何结构以及其他任何符合以上所提到的技术要求的刀圈2都在本实用新型保护范围内。

综上所述，本实用新型实例通过合理的刀刃设计，控制密实核形状，通过刀圈的非平整面的结构，改变应力分布而更容易形成侧向裂纹，同时减小密实核体积以降低破岩能耗，通过刀圈产生两个距离很近的接触区域，这两个区域内的接触压力互相影响，不但形成同一个中间部分存在凹陷的密实核，并且增大了密实核两侧的拉应力，使得侧向裂纹更容易扩展；本实用新型能够控制密实核形状，改变应力分布以形成侧向裂纹，有利于侧向裂纹的产生和扩展，有效增强了破岩的能力，提高了破岩效率。

本说明书描述了本实用新型的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本实用新型的所有可能形式。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型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实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型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实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型破岩滚刀刀圈的结构，其特征在于，包括：刀圈、刀体、挡圈、轴承、刚性心轴、轴承端盖和密封圈；所述刀圈的外圆周为非平整面，所述刀圈的外圆周面向内开设有凹陷式几何结构以提高滚刀破岩效率，所述凹陷式几何结构包括凹陷、沟槽或孔，所述刀体的外侧呈台阶状且刀圈的内圆周面卡在台阶处，所述挡圈将刀圈卡在刀体外侧固定，所述刀体内接轴承，所述轴承端盖和密封圈将轴承密封固定在刚性心轴。

2.根据权利要求1所述的一种新型破岩滚刀刀圈的结构，其特征在于，所述刀圈外圆周面为规则表面，所述规则表面是圆柱面或圆弧面。

3.根据权利要求2所述的一种新型破岩滚刀刀圈的结构，其特征在于，所述刀圈外圆周的凹陷、沟槽或孔的数量为至少1个。

4.根据权利要求3所述的一种新型破岩滚刀刀圈的结构，其特征在于，所述刚性心轴设置有用于定位的轴肩，所述轴肩为刚性心轴的侧面凸起设置形成，所述轴承端盖与刚性心轴过盈配合，所述轴肩将轴承端盖的一端卡住固定。

5.根据权利要求3所述的一种新型破岩滚刀刀圈的结构，其特征在于，所述轴承端盖与刀体之间具有腔体空间，所述轴承置于腔体空间内。

6.根据权利要求3所述的一种新型破岩滚刀刀圈的结构，其特征在于，所述轴承为圆锥滚子轴承，所述轴承包括轴承外圈、轴承内圈和圆锥滚子，所述轴承内圈置于轴承端盖的外侧，所述轴承外圈固定在刀体内侧，所述圆锥滚子置于轴承内圈和轴承外圈之间。

7.根据权利要求3所述的一种新型破岩滚刀刀圈的结构，其特征在于，所述刀体内侧设置有放置轴承外圈的槽，所述轴承外圈卡入槽内，所述刀体外侧设置有用于卡入挡圈的卡槽。

8.根据权利要求3所述的一种新型破岩滚刀刀圈的结构，其特征在于，所述刀圈与刀体过盈配合，所述刀圈的一侧通过台阶定位，所述刀圈的另一侧通过挡圈卡住。

9.一种刀圈外圆周开槽的TBM盘形滚刀，其特征在于，使用权利要求1-8任一所述的新型破岩滚刀刀圈的结构。

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