CN216198116U - 一种启动扭矩补偿式刀圈 - Google Patents
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Abstract
一种启动扭矩补偿式刀圈属于掘进机刀圈技术领域，目的在于解决现有技术存在的刀圈玄磨导致的换刀次数多、施工时间长以及成本高的问题。本实用新型的一种启动扭矩补偿式刀圈包括：刀圈本体；以及均匀分布在刀圈本体的外表面过渡处上的多个耐磨块。本实用新型该耐磨块与过渡处一致，用以补偿刀圈的启动扭矩，增加轴承的使用寿命，同时解决了滚刀刀圈玄磨现象的发生。避免了换刀次数多、施工时间长的问题，降低了施工成本。耐磨块四周与刀圈过渡处采用圆弧角构建方式，两侧宽度与轴线夹角为17°，刀圈厚度增加了5mm，也增加了刀圈强度，延长了滚刀与轴承的使用寿命，减少了停机换刀次数，提高工作效率2～3倍以上。
Description
技术领域
本实用新型属于掘进机刀圈技术领域，具体涉及一种启动扭矩补偿式刀圈。
背景技术
城市交通隧道是公共交通网的重要组成部分，有效的实现了城市交通分流，改善了城市交通环境，缩短了城市功能区之间的距离。近年来，随着城市化进程的加快，我国开始了大规模的城市地铁隧道建设，开放地下空间，构建多类型、多层次、一体化的城市立体交通网络体系已经成为未来城市交通发展的重要方向。例如北京东六环路改造，济南轨道交通R1线、南京和燕路等项目。地下项目最大的特点是具有强透水沙层，软硬不均复合地层、全断面硬岩层、岩溶地层等多种复杂地质条件，技术难度很高。
每一把滚刀都具有启动扭矩，滚刀的启动扭矩大小直接影响滚刀的使用，启动扭矩过大，滚刀容易出现偏磨，启动扭矩过小，滚刀轴承使用寿命缩短。所以在软质地层，滚刀的运转问题成为一个难题。滚刀包括刀圈、刀体，刀轴，轴承和密封圈等，刀圈包括刀圈刃部、刃部外圆周、刀圈内圆弧刀圈端部以及刃部过渡处；滚刀正常转动的核心部件是密封圈与轴承，硬岩地层滚刀在施工过程中与岩体直接接触起到破岩作用，工作原理为在纵向推力作用下，对岩石的挤压力超过岩石本身强度后、刀刃部分使岩石破碎，形成一道切削沟槽，刀刃继续挤压，岩石便产生龟裂，向周围扩散，起裂最终完成对岩石的破碎。而在软质地层，因刀圈表面光滑，摩擦力不够，容易产生玄磨。而且当刀具磨损到极限值时，必须停机换刀，刀具多次玄磨，将会增加换刀次数，延误工程施工进度和超过预期成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种启动扭矩补偿式刀圈，解决现有技术存在的刀圈玄磨导致的换刀次数多、施工时间长以及成本高的问题。
为实现上述目的，本实用新型的一种启动扭矩补偿式刀圈包括：
刀圈本体；
以及均匀分布在刀圈本体的外表面过渡处上的多个耐磨块。
所述耐磨块为扇形圆角块。
所述耐磨块位于刀圈外表面距刃部15mm-50mm之间。
n个所述耐磨块均匀分布在刀圈本体的上表面，n个所述耐磨块均匀分布在刀圈本体的下表面。
位于刀圈本体的上表面的n个耐磨块和位于刀圈本体的下表面的n个耐磨块圆周上交叉错位设置。
所述n的取值为10。
所述耐磨块底面圆弧l2长为71.1mm，宽为34mm，顶部圆弧l1长为60.1mm,厚度为2.5mm。
所述耐磨块四周与刀圈本体的过渡处采用圆弧角过渡方式，耐磨块四角为圆弧过渡，耐磨块两边延长线的夹角为54°，耐磨块与刀圈本体的过渡处弧度一致。
本实用新型的有益效果为：本实用新型的一种启动扭矩补偿式刀圈在传统普通刀圈的基础上，在刀圈两侧外表面距刃部15～50mm处圆周上，沿圆周均匀设计、加工了二十个扇形圆角块；在刀圈上表面加工十个耐磨块，在刀圈下表面交叉错位处加工十个耐磨块。耐磨块的尺寸为：底面圆弧长71.1mm，宽35mm,顶部圆弧长60.1mm，单个耐磨块的表面积为2296.9㎜2；刀圈单面耐磨块的表面积为22969㎜2，刀圈总表面积增加到45938㎜2。该耐磨块与刀圈本体的过渡处弧度一致，用以补偿刀圈的启动扭矩，增加轴承的使用寿命，同时解决了滚刀刀圈玄磨现象的发生。避免了换刀次数多、施工时间长的问题，降低了施工成本。耐磨块四周与刀圈过渡处采用圆弧角构建方式，两侧宽度与轴线夹角为17°，刀圈厚度增加了5mm，也增加了刀圈强度，延长了滚刀与轴承的使用寿命，减少了停机换刀次数，提高工作效率2～3倍以上。
附图说明
图1为本实用新型的一种启动扭矩补偿式刀圈整体结构俯视角立体图；
图2为本实用新型的一种启动扭矩补偿式刀圈整体结构仰视角立体图；
图3为本实用新型的一种启动扭矩补偿式刀圈主视图；
图4为图3的A-A剖视图；
图5为图3的A向视图；
其中：1、刀圈本体，101、上表面，102、下表面，2、耐磨块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
在软岩条件下，刀圈的启动扭矩相对于硬岩应该足够小才有利于刀圈切削岩石，但是当扭矩小到一定程度的时候，刀圈就会发生空转，无法切削岩石。有数据表明，当刀圈启动扭矩低于25Nm时，那么轴承和浮动密封之间就会产生间隙，这对轴承的损害会很大。一般情况下，轴承的使用寿命会减小到原来的一半。如果启动扭矩过大，轴承和浮动密封之间间隙变小，但由于轴承变紧了，使得极易发生刀圈极易发生玄磨。
参见附图1-附图5，本实用新型的一种启动扭矩补偿式刀圈包括：
刀圈本体1；
以及均匀分布在刀圈本体1的外表面过渡处上的多个耐磨块2。
所述耐磨块2为扇形圆角块。
所述耐磨块2位于刀圈外表面距刃部15mm-50mm之间。
n个所述耐磨块2均匀分布在刀圈本体1的上表面101，n个所述耐磨块2均匀分布在刀圈本体1的下表面102。
位于刀圈本体1的上表面101的n个耐磨块2和位于刀圈本体1的下表面102的n个耐磨块2圆周上交叉错位设置。
所述n的取值为10。
所述耐磨块2底面圆弧l2长为71.1mm，宽为34mm，顶部圆弧l1长为60.1mm,厚度为2.5mm。整体厚度在刀圈原来的基础上增加了5mm。单个耐磨块2的表面积增加为2296.9㎜2；单面耐磨块2的表面积增加为22969㎜2，刀圈总表面积增加到45938㎜2。
所述耐磨块2四周与刀圈本体1的过渡处采用圆弧角过渡方式，耐磨块2四角为圆弧过渡，耐磨块2两边延长线的夹角为54°，耐磨块2侧边的延长线与耐磨块2的底面圆弧的交点所对应的半径和对应的耐磨块2侧边的夹角为17°，耐磨块2与刀圈本体1的过渡处弧度一致，即耐磨块2与刀圈本体1所在表面弧度一致。此种圆弧过渡可减小热处理过程中所产生的内应力，防止出现局部裂纹；
本实用新型是在原有刀圈的基础上，利用20个扇形耐磨块2增加了刀圈与岩石之间的摩擦力，由于耐磨块2高出刀圈2.5mm，使得刀圈厚度整体增加5mm，从而增大了刀圈强度，延长了刀圈的使用寿命，也减少了停机换刀次数，提高工作效率2～3倍以上。
本实用新型的设计起到了增加刀圈与岩石摩擦力的作用，从而补偿了刀圈的启动扭矩，使轴承的使用寿命增大为原来的2倍，同时解决了滚刀刀圈玄磨的问题。
Claims (8)
1.一种启动扭矩补偿式刀圈，包括：
刀圈本体(1)；
其特征在于，还包括：
均匀分布在刀圈本体(1)的外表面过渡处上的多个耐磨块(2)。
2.根据权利要求1所述的一种启动扭矩补偿式刀圈，所述耐磨块(2)为扇形圆角块。
3.根据权利要求1或2所述的一种启动扭矩补偿式刀圈，所述耐磨块(2)位于刀圈外表面距刃部15mm-50mm之间。
4.根据权利要求1或2所述的一种启动扭矩补偿式刀圈，n个所述耐磨块(2)均匀分布在刀圈本体(1)的上表面(101)，n个所述耐磨块(2)均匀分布在刀圈本体(1)的下表面(102)。
5.根据权利要求4所述的一种启动扭矩补偿式刀圈，位于刀圈本体(1)的上表面(101)的n个耐磨块(2)和位于刀圈本体(1)的下表面(102)的n个耐磨块(2)圆周上交叉错位设置。
6.根据权利要求4所述的一种启动扭矩补偿式刀圈，所述n的取值为10。
7.根据权利要求1所述的一种启动扭矩补偿式刀圈，所述耐磨块(2)底面圆弧l2长为71.1mm，宽为34mm，顶部圆弧l1长为60.1mm，厚度为2.5mm。
8.根据权利要求1所述的一种启动扭矩补偿式刀圈，所述耐磨块(2)四周与刀圈本体(1)的过渡处采用圆弧角过渡方式，耐磨块(2)四角为圆弧过渡，耐磨块(2)两边延长线的夹角为54°，耐磨块(2)与刀圈本体(1)的过渡处弧度一致。
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