CN214616550U - 一种新型滚刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于盾构机刀具应用设备领域，尤其涉及一种新型滚刀，包括包括滚刀刀体，所述的滚刀刀体包括刀圈、刀毂、端盖、刀轴和浮动密封圈，所述的刀轴两端上方均设置有降温装置，所述的刀圈外圆周上开设凹槽并形成切削齿，所述的切削齿上端包括内外设置的金刚石复合片和合金环，所述的切削齿两侧均设置有金刚石块。本实用新型降温装置对刀圈及浮动密封圈区域喷洒冷却液降温，保证密封圈的密封性能，提高工作进程；刀圈外圆开设的圆弧凹槽，增加刀圈与岩层的接触面积，降低刀圈被泥土包裹的可能，且产生较大挤压力和侧向分力，提高滚刀破岩效果；镶嵌在刀圈上的金刚石块、金刚石复合片和合金环，提升刀圈的耐磨抗压性能，延长滚刀的使用寿命。

Description

一种新型滚刀

技术领域

本实用新型属于盾构机刀具应用设备领域，尤其涉及一种新型滚刀。

背景技术

隧道掘进机装备在修建地铁、轨道交通、煤矿巷道等地下工程建设中使用越来越广泛。其刀盘上安装的盘形滚刀是掘进过程中破碎岩石的重要刀具，是一种实现破岩量大，速度快的机械破岩方法的工具。

盘形滚刀在破岩时承受巨大的载荷和冲击，同时承受岩石剧烈的摩擦，会产生剧烈的高温，而盘形滚刀密封方式都是采用常规金属浮动密封的负载环材料(以丁晴橡胶为主)，现有滚刀刀具中由于不具备降温装置，从而过高的温度会使负载环体积膨胀、变软，造成运动时油封摩擦阻力迅速增加和耐压能力降低，进而造成润滑油及橡胶密封件的性能降低，致使刀具逐渐失去破岩能力，造成刀具的提前报废；同时现有的刀圈切削破岩效率不佳，在遇到较软地质时，其优势发挥不出来，合金刀齿和刀圈容易被软土等包裹，掘进速度受阻，影响工作进程。

实用新型内容

本实用新型针对上述的无法对滚刀进行降温和刀圈掘进容易受阻所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、加工方便且能够有效降低滚刀温度与提高刀圈掘进速度的新型滚刀。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种新型滚刀，包括滚刀刀体，所述的滚刀刀体包括刀圈、刀毂、端盖、刀轴和浮动密封圈，所述的刀圈嵌设于刀毂的外表面，两个所述的端盖设置在刀毂两侧，所述的刀轴贯穿端盖套设在刀毂内，两个所述的浮动密封圈均设置在端盖与刀毂连接处，所述的刀轴两端上方均设置有降温装置，所述的降温装置包括内外设置的铜喷嘴与喷嘴座，所述的刀轴两侧均设置有软管接头，所述的软管接头与降温装置由刀轴内的通路连通，所述的刀圈外圆周上开设凹槽并形成切削齿，所述的切削齿上端包括内外设置的金刚石复合片和合金环，所述的切削齿两侧均设置有金刚石块，所述的凹槽内设置有牙轮。

作为优选，所述的滚刀刀体还包括挡圈和圆锥轴承，所述的挡圈嵌入在刀圈与刀毂左侧连接处，两个所述的圆锥轴承对称设置在刀毂内侧面，所述的端盖一侧设置有封油丝堵，两个所述的封油丝堵呈对角设置在端盖外表面一侧。

作为优选，所述的凹槽呈圆弧状设计，所述的刀圈整体材质为碳化钨，所述的金刚石复合片与合金环和切削齿接触面连接处采用钎焊焊接，所述的金刚石块镶嵌在切削齿两侧。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，

1、本实用新型提供的一种新型滚刀，调整降温装置的所处位置，使其喷射位置正好临近金属浮动密封区域，通过喷洒冷却液或冷却气体，实现对刀圈及金属浮动密封区域的降温处理，保证金属浮动密封的密封性能，提高工作进程；在滚刀圈掘进过程中，通过在刀圈外圆增设的圆弧凹槽，不仅能够增加刀圈与岩层的接触面积，降低刀圈被泥土包裹的可能，在工作时还能产生较大的挤压力和侧向分力，同时牙轮的破岩扭矩小且与土层接触面积小，比压高，易于吃入地层，对切削齿起到辅助掘进的作用，有效提高多个滚刀对岩石的破碎效果；切削齿上设置的金刚石块、金刚石复合片和合金环，不仅能够提高刀圈的耐磨抗压性能，延长滚刀的使用寿命，还解决了滚刀在软硬混合地质中刀齿强度不足的缺点，从而能够适应多种地层，提高滚刀的破岩和掘进效率。

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，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为新型滚刀的结构示意图；

图2为图1中A-A的结构剖视图；

图3为新型滚刀的结构侧视图；

图4为降温装置的结构示意图；

以上各图中，1、刀毂；2、刀轴；3、刀圈；31、切削齿；32、金刚石块；33、凹槽；311、金刚石复合片；312、合金环；331、牙轮；4、端盖； 5、降温装置；51、喷嘴座；52、铜喷嘴；6、挡圈；7、软管接头；71、通路；8、圆锥轴承；9、浮动密封圈；10、封油丝堵。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例，如图1、图2、图3、图4所示，一种新型滚刀，包括滚刀刀体，滚刀刀体包括刀圈3、刀毂1、端盖4、刀轴2和浮动密封圈9，与现有技术中的滚刀结构相同，具有实用性强、适用范围广等优点，刀毂1一方面能够对滚刀内部件起到保护，另一方面支撑刀圈3完成掘进工作，刀圈3嵌设于刀毂1 的外表面，刀圈3是用来破岩的，滚刀在推力和滚动力的作用下使得刀圈3压入岩体，在刀圈3对岩体的挤压和剪切下，岩体发生破碎，从而完成掘进工作，两个端盖4设置在刀毂1两侧，端盖4用于加固滚刀，防止滚刀在工作过程中出现打滑及脱落，刀轴2贯穿端盖4套设在刀毂1内，刀轴2是实现滚刀转动旋转工作的核心部件，其转动带动刀圈3完成对岩层等的掘进，两个浮动密封圈9均设置在端盖4与刀毂1连接处，浮动密封圈9(即金属浮动密封区域) 对滚刀刀轴2进行密封，防止润滑油外泄造成刀轴2轴头的发热，同时避免刀轴2抱死现象的发生，在现有技术上，刀轴2两端上方均设置有降温装置5，降温装置5包括内外设置的铜喷嘴52与喷嘴座51，降温装置5喷射位置正好临近刀圈3及浮动密封圈9(即金属浮动密封区域)处，根据需要可喷洒冷却液或冷却气体，进而实现对刀圈3及金属浮动密封区域的降温处理，从而保证金属浮动密封区域的密封性能，提高工作进程，刀轴2两侧均设置有软管接头 7，软管接头7与降温装置5由刀轴2内的通路71连通，软管接头7用于连接外部的冷却液箱体或者冷却气箱，使得降温装置5能够顺利工作与运行，为了提高刀圈3的切削破岩速度，刀圈3外圆周上开设凹槽33并形成切削齿31，圆弧凹槽33不仅能够增加刀圈3与岩层的接触面积，降低刀圈3被泥土包裹的可能，还能在工作时产生较大的挤压力和侧向分力，进而提升破岩效果，切削齿31上端包括内外设置的金刚石复合片311和合金环312，金刚石复合片311 和合金环312分别提高滚刀刀圈3的径向耐磨性和抗偏磨性能，切削齿31两侧均设置有金刚石块32，金刚石块32能够增加刀圈3外周的抗挤压和耐磨能力，上述装置不仅能够提高刀圈3的耐磨抗压性能，延长滚刀的使用寿命，还解决了滚刀在软硬混合地质中刀齿强度不足的缺点，从而能够适应多种地层，提高滚刀的破岩和掘进效率，这样的话，进一步的提升滚刀刀圈3的综合性能，凹槽33内设置有牙轮331，牙轮331的破岩扭矩小，与土层接触面积小，比压高，易于吃入地层，进而对切削齿31起到辅助掘进作用，有效提高多个滚刀对岩石的破碎效果，加快工作进程。

本实用新型在使用时，调整降温装置5内铜喷嘴52的位置，使其喷射位置正好临近浮动密封圈9(即金属浮动密封区域)处，根据需要可喷洒冷却液或冷却气体，进而实现对刀圈3及金属浮动密封区域的降温处理，从而保证金属浮动密封区域的密封性能，提高工作进程；在滚刀圈3掘进过程中，通过在刀圈3外圆增设的圆弧凹槽33，不仅能够增加刀圈3与岩层的接触面积，降低刀圈3被泥土包裹的可能，在工作时还能产生较大的挤压力和侧向分力，同时牙轮331的破岩扭矩小且与土层接触面积小，比压高，易于吃入地层，对切削齿 31起到辅助掘进的作用，有效提高多个滚刀对岩石的破碎效果；切削齿31上设置的金刚石块32、金刚石复合片311和合金环312，不仅能够提高刀圈3的耐磨抗压性能，延长滚刀的使用寿命，还解决了滚刀在软硬混合地质中刀齿强度不足的缺点，从而能够适应多种地层，提高滚刀的破岩和掘进效率。

为了限制刀圈3的移动范围、提升滚刀自转更加流畅，滚刀刀体还包括挡圈6和圆锥轴承8，挡圈6嵌入在刀圈3与刀毂1左侧连接处，能够限制刀圈3 的安装位置，防止刀圈3出现位置的偏移，提高装置间的连接稳定性，两个圆锥轴承8对称设置在刀毂1内侧面，圆锥轴承8用于支撑滚刀刀轴2、承受刀圈3转动过程中的径、轴向联合载荷，以使其正常润滑旋转，以提高刀圈3的转动稳定性与可靠性，为了进一步提高装置内的密封性、防止润滑油的泄漏，端盖4一侧设置有封油丝堵10，两个封油丝堵10呈对角设置在端盖4外表面一侧。

为了提高滚刀的切削性能，凹槽33呈圆弧状设计，在刀圈3掘进过程中产生侧向分力，多把滚刀间的配合，能够提高岩石破碎效果，刀圈3整体材质为碳化钨，其具有较高的耐磨性与硬度，进而使得滚刀的综合性能好，实用性强，为了避免硬质合金发生脱落，金刚石复合片311与合金环312和切削齿31接触面连接处采用钎焊焊接，金刚石块32镶嵌在切削齿31两侧，进一步提高刀圈 3的耐磨性，延长滚刀使用寿命。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种新型滚刀，包括滚刀刀体，所述的滚刀刀体包括刀圈、刀毂、端盖、刀轴和浮动密封圈，所述的刀圈嵌设于刀毂的外表面，两个所述的端盖设置在刀毂两侧，所述的刀轴贯穿端盖套设在刀毂内，两个所述的浮动密封圈均设置在端盖与刀毂连接处，其特征在于，所述的刀轴两端上方均设置有降温装置，所述的降温装置包括内外设置的铜喷嘴与喷嘴座，所述的刀轴两侧均设置有软管接头，所述的软管接头与降温装置由刀轴内的通路连通，所述的刀圈外圆周上开设凹槽并形成切削齿，所述的切削齿上端包括内外设置的金刚石复合片和合金环，所述的切削齿两侧均设置有金刚石块，所述的凹槽内设置有牙轮。

2.根据权利要求1所述的新型滚刀，其特征在于，所述的滚刀刀体还包括挡圈和圆锥轴承，所述的挡圈嵌入在刀圈与刀毂左侧连接处，两个所述的圆锥轴承对称设置在刀毂内侧面，所述的端盖一侧设置有封油丝堵，两个所述的封油丝堵呈对角设置在端盖外表面一侧。

3.根据权利要求2所述的新型滚刀，其特征在于，所述的凹槽呈圆弧状设计，所述的刀圈整体材质为碳化钨，所述的金刚石复合片与合金环和切削齿接触面连接处采用钎焊焊接，所述的金刚石块镶嵌在切削齿两侧。

Images