CN214997650U - 一种盾构机用滚刀总成 - Google Patents

Abstract

一种盾构机用滚刀总成，包括刀圈、垫刀圈及刀轴，其中刀轴的中段同轴制出有径向突出的锥形轴，该锥形轴的外周周向限位套装垫刀圈；垫刀圈与锥形轴的外周配合套装刀圈，且垫刀圈与刀圈周向限位并轴向顶紧连接；刀圈包括刀座圈及刀刃圈，其中刀座圈的内圈与垫刀圈的外圈周向限位并轴向顶紧连接，刀座圈的外圈与刀刃圈的内圈热合连接为一体。该滚刀总成通过垫刀圈在刀轴上轴向及周向固定刀圈，并且采用不同材质钢材制成刀座圈及刀刃圈，有效解决现有技术刀圈出现的韧性与耐磨性之间的矛盾问题。

Description

一种盾构机用滚刀总成

技术领域

本实用新型涉及盾构设备技术领域，尤其涉及一种盾构机用滚刀总成。

背景技术

盾构机在城市地铁、铁路公路交通、能源输送、地下通道等重大工程中的应用日益广泛，具有开挖速度快、施工质量高、劳动强度低、经济、环保等优点。刀盘是盾构的核心部件，刀具是掘进的具体执行元件，相当于盾构机的牙齿，是实现盾构机掘进功能的主要部件。为避免在施工中频繁地更换刀具以及更好的保护刀盘，刀具的管理工作具有十分重要的意义。

国内盾构刀具产业经过近二十年的发展，在刀具材料、刀具集成制造等方面获得重要的技术突破，但受限于合金材料的局限性，仍难以解决刀圈耐磨性和韧性兼顾的问题，当刀圈具备高耐磨性时，韧性不足会造成刀圈出现崩断、开裂，当刀圈具备良好韧性时，耐磨性不足会造成刀圈磨损过快、寿命短。因此当盾构机掘进时遇到较硬不均或不规则形状岩石，会使刀圈受力荷载不均匀，磨损过快或崩裂，造成换刀频繁，增加成本，降低工效。因此新型滚刀总成的开发和应用对降低施工过程中的刀具更换频次和提高施工效率有着重要的意义。

通过公开专利检索，发现以下对比文件：

CN212054704U-公开了一种盾构机用滚刀，包括：滚刀轴，该滚刀轴通过轴承安装在滚刀内；轴承圈，轴承内圈和轴承外圈对称分布在轴承的两侧；端盖，其设置于滚刀的端部，并位于轴承的外侧；端盖和滚刀轴、刀毂之间形成封闭腔体，封闭腔体内部充满润滑油；并且其中，滚刀轴的一端轴向中心位置开设有导油孔并与外供油系统连接，导油孔的长度至滚刀轴的轴向长度中心位置，并且滚刀轴沿垂直方向轴向开孔，以连通封闭腔体，滚刀在使用过程中供油系统通过导油孔供油并保持封闭腔体内压力大于盾构机土仓压力。该实用新型的盾构机用滚刀能够避免外部有害物质进入滚刀壳体内腔，从而减小了刀具轴承的磨损，延长了滚刀的使用寿命。

经分析，上述公开专利中的滚刀与本申请在转动支撑结构及功能方面存在较大差异，因此不影响本申请的新颖性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种盾构机用滚刀总成，该滚刀总成通过垫刀圈在刀轴上轴向及周向固定刀圈，并且采用不同材质钢材制成刀座圈及刀刃圈，有效解决现有技术刀圈出现的韧性与耐磨性之间的矛盾问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种盾构机用滚刀总成，包括刀圈、垫刀圈及刀轴，其中刀轴的中段同轴制出有径向突出的锥形轴，该锥形轴的外周周向限位套装垫刀圈；垫刀圈与锥形轴的外周配合套装刀圈，且垫刀圈与刀圈周向限位并轴向顶紧连接；刀圈包括刀座圈及刀刃圈，其中刀座圈的内圈与垫刀圈的外圈周向限位并轴向顶紧连接，刀座圈的外圈与刀刃圈的内圈热合连接为一体。

而且，刀座圈的内圈以及锥形轴的外周均制出由多个周向分布并轴向延伸的销槽；垫刀圈的内圈及外圈均制出有多个配合插接在销槽内的定位销。

而且，垫刀圈外周的一侧制出有径向突出并轴向限位刀圈的限位环。

本实用新型的优点和技术效果是：

本实用新型的一种盾构机用滚刀总成，通过刀轴转动连接现有技术中的盾构机刀架，并由刀轴为锥形轴、刀座圈及刀圈提供周向及轴向的限位支撑；通过垫刀圈上的定位销插接在刀座圈与锥形轴的销槽内，从而实现对刀圈的周向限位功能，并且垫刀圈轴向过盈卡接在刀圈与锥形轴之间，从而实现对刀圈的轴向限位功能。

本实用新型的一种盾构机用滚刀总成，其刀圈包括耐磨性较强且硬度较高钢材制成的刀刃圈，以及人性较强且硬度较低钢材制成的刀座圈，可有效解决现有技术刀圈出现的韧性与耐磨性之间的矛盾问题。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为图1中A-A截面的剖视图；

图3为本实用新型的立体结构示意图；

图4为本实用新型垫刀圈的立体结构示意图；

图5为本实用新型刀轴及锥形轴的立体结构示意图；

图6为本使用新型刀圈的立体结构示意图；

图7为本实用新型刀圈的版剖视图；

图中：1-刀轴；2-锥形轴；3-刀圈；4-垫刀圈；5-定位销；6-限位环；7-销槽；8-刀刃圈；9-刀座圈。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本实用新型的保护范围。

一种盾构机用滚刀总成，包括刀圈3、垫刀圈4及刀轴1，其中刀轴的中段同轴制出有径向突出的锥形轴2，该锥形轴的外周周向限位套装垫刀圈；垫刀圈与锥形轴的外周配合套装刀圈，且垫刀圈与刀圈周向限位并轴向顶紧连接；刀圈包括刀座圈9及刀刃圈8，其中刀座圈的内圈与垫刀圈的外圈周向限位并轴向顶紧连接，刀座圈的外圈与刀刃圈的内圈热合连接为一体。

而且，刀座圈的内圈以及锥形轴的外周均制出由多个周向分布并轴向延伸的销槽7；垫刀圈的内圈及外圈均制出有多个配合插接在销槽内的定位销5。

而且，垫刀圈外周的一侧制出有径向突出并轴向限位刀圈的限位环6。

为更清楚的说明本实用新型的具体使用方式，下面提供几种实例：

一种盾构机用滚刀总成，将现有技术中刀圈的内圈以及外圈均为硬度HRC58-60钢材材质，改进为内圈外圈(刀刃圈及刀座圈)不同硬度的HRC54-60钢材。保证刀圈本体能够兼顾耐磨度和韧性。

当盾构机在软硬不均的复合地层中掘进时，刀圈面对着两种截然不同的地层：一是抗压强度较高的微风化地层，二是自稳性较差的强风化或全风化地层。当刀圈在地层一的范围滚动碾压时，刀圈外圈的HRC60钢材制品具备高强度及良好的耐磨性，能够降低刀圈在此地层的磨损消耗量；当刀圈从地层一行走至地层二时，刀圈内圈的HRC54钢材制品所具备的良好韧性能够吸收、消纳地层变化对刀圈本体带来的冲击。两种材质相辅相成，能够提高盾构机刀圈在软硬不均或硬岩地层中的使用寿命。

刀圈的刀刃圈及刀座圈所采用的的两种不同的HRC54-60钢材制品在高温液体状态下进行融合，将两种钢材制品在密闭模具中静置，通过不同密度发生自然离析，经检测合格后进行冷却，两种钢材制品一体成型。在使用过程中刀圈安装于盾构机滚刀的刀轴外周，固定在锥形轴上，在盾构机掘进时随刀轴转动而转动。通过传导推进油缸顶推力，经过刀圈作用于掌子面上，起到滚动、碾压、破岩的效果。

最后，本实用新型优选的，本实用新型的未尽述之处均采用现有技术中的成熟产品及成熟技术手段。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种盾构机用滚刀总成，其特征在于：包括刀圈、垫刀圈及刀轴，其中刀轴的中段同轴制出有径向突出的锥形轴，该锥形轴的外周周向限位套装垫刀圈；所述垫刀圈与锥形轴的外周配合套装刀圈，且垫刀圈与刀圈周向限位并轴向顶紧连接；所述刀圈包括刀座圈及刀刃圈，其中刀座圈的内圈与垫刀圈的外圈周向限位并轴向顶紧连接，刀座圈的外圈与刀刃圈的内圈热合连接为一体。

2.根据权利要求1所述的一种盾构机用滚刀总成，其特征在于：所述刀座圈的内圈以及锥形轴的外周均制出由多个周向分布并轴向延伸的销槽；所述垫刀圈的内圈及外圈均制出有多个配合插接在销槽内的定位销。

3.根据权利要求1所述的一种盾构机用滚刀总成，其特征在于：所述垫刀圈外周的一侧制出有径向突出并轴向限位刀圈的限位环。

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