CN216841686U - 一种散热型掘进机滚刀刀圈 - Google Patents
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Abstract
一种散热型掘进机滚刀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散热差导致的密封失效、刀具漏油、换刀频繁以及换刀时间长的问题。本实用新型的一种散热型掘进机滚刀刀圈包括：刀圈本体；以及圆周均布在刀圈上表面和下表面上的多个散热盲孔，位于上表面的散热盲孔和位于下表面的散热盲孔圆周上交叉错位设置。本实用新型的一种散热型掘进机滚刀刀圈在原有刀圈的基础上，利用18个扇形孔增加了刀圈的散热面积，从而起到散热作用，散热盲孔极大地降低了刀圈工作时的表面温度，从而有效增加了刀圈的使用寿命，开孔圆弧角使构建的外形圆滑过渡，减小了刀圈内应力；上表面和下表面的散热盲孔错位设置，刀圈受力均匀。
Description
技术领域
本实用新型属于掘进机刀圈技术领域，具体涉及一种散热型掘进机滚刀刀圈。
背景技术
川藏铁路全长1629公里，山高谷深，平均海拔3800m，地形条件极为复杂，相当于在“地球的褶皱”上修铁路，被称为极端工程。川藏铁路特长隧道面临的工程难题主要有高烈度、高地应力、岩爆、软岩大变形、高地温和活动断裂，地应力集中，大埋深超长隧道高地应力岩爆和软岩大变形问题突出。
地中海-喜马拉雅地热带热泉沿深大断裂出露，共50个高温热泉对线路有影响，约15个隧道存在高温热害。其中高地温隧道10座，地温为82～92℃，高地应力隧道35座，隧道最大埋深2600m，跨活动断裂隧道7座；同时受上述工程难题耦合作用的隧道12座。
一般刀具只适用于环境温度在20℃以下，当地温高达92.0℃时，掘进机刀具冷却系统的散热问题成为一个难题。刀具包括刀圈、刀体和刀轴等，刀具的核心部件是滚刀刀圈，在隧道掘进机掘进过程中与岩体直接接触，在纵向推力作用下，通过刀圈对岩石进行挤压、起裂最终完成对岩石的破碎。在工作过程中因摩擦、挤压作用，在破岩过程中会产生大量的热量，刀具工作时，刀轴温度可达100℃，刀圈高达500℃左右，隧道内环境温度又超出常温近80℃以上，刀具冷却系统散热不良造成轴承及润滑油温度过高，浮动密封面烧伤使密封失效，将导致刀具漏油。而且当刀具磨损到极限值时，必须停机换刀，刀具温度的急剧升高，将会延长换刀的时间，延误工程施工进度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种散热型掘进机滚刀刀圈，解决现有技术存在的刀圈散热差导致的密封失效、刀具漏油、换刀频繁以及换刀时间长的问题。
为实现上述目的，本实用新型的一种散热型掘进机滚刀刀圈包括：
刀圈本体；
以及圆周均布在刀圈上表面和下表面上的多个散热盲孔，位于上表面的散热盲孔和位于下表面的散热盲孔圆周上交叉错位设置。
所述散热盲孔内表面设置有耐磨层。
所述耐磨层的材料为碳化钨，厚度为3-5mm。
所述散热盲孔为扇形圆角孔。
所述扇形圆角孔的上边弧长为58mm，下边弧长为72mm，宽为20mm，深度为25mm。
所述散热盲孔位于刀圈距离刃部35mm处的圆周上。
所述散热盲孔的数量为18个，上表面9个，下表面9个。
所述散热盲孔与刀圈本体过渡处采用圆弧角过渡，圆弧角弧度为R5，散热盲孔两侧边之间的夹角为40°。
本实用新型的有益效果为：本实用新型的一种散热型掘进机滚刀刀圈在原有刀圈的基础上，利用18个扇形孔增加了刀圈的散热面积，从而起到散热作用，未开散热盲孔之前刀圈表面积为347642.39㎜2，由于散热盲孔的四个边增大了刀圈散热面积，开口后刀圈的表面积增加到381526.77㎜2，相当于每个孔面积增加了1882.44㎜2，通过加工的这十八个散热盲孔，总表面积增加了33884㎜2，散热盲孔极大地降低了刀圈工作时的表面温度，从而有效增加了刀圈的使用寿命，特别适合川藏铁路工程隧道施工建设。开孔圆弧角使构建的外形圆滑过渡，减小了刀圈内应力；上表面和下表面的散热盲孔错位设置，刀圈受力均匀。
附图说明
图1为本实用新型的一种散热型掘进机滚刀刀圈整体结构示意图；
图2为本实用新型的一种散热型掘进机滚刀刀圈左视图；
图3为本实用新型的一种散热型掘进机滚刀刀圈中散热盲孔开口尺寸示意图；
图4为本实用新型的一种散热型掘进机滚刀刀圈主视图；
图5为图4的A-A剖视图；
其中：1、刀圈本体，2、散热盲孔。
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。
参见附图1-附图5，本实用新型的一种散热型掘进机滚刀刀圈包括：
刀圈本体1；
以及圆周均布在刀圈上表面和下表面上的多个散热盲孔2，位于上表面的散热盲孔2和位于下表面的散热盲孔2圆周上交叉错位设置。
所述散热盲孔2内表面设置有耐磨层。每个散热盲孔2上用碳化钨耐磨焊丝焊3-5mm厚的耐磨层。
所述散热盲孔2为扇形圆角孔。
所述扇形圆角孔的上边弧长为58mm，下边弧长为72mm，宽为20mm，深度为25mm。
所述散热盲孔2位于刀圈距离刃部35mm处的圆周上。
所述散热盲孔2的数量为18个，上表面9个，下表面9个。
针对散热盲孔2，本实用新型错位设置，刀圈受力均匀；如果在一面开槽，刀圈受力不均，容易造成刀圈偏磨。
在刀圈圆弧上开口，扇形面积最大，关于形状，圆形、矩形或其他形状面积利用率不高。
在刀圈圆弧上开口，与刀圈加工工艺金属流线相同，此时力学性能最大。
开口深度到刀圈中心为止，能保证散热面积最大，开口浅了散热面积小，开口深了刀圈性能会下降。
该散热刀圈增强了掘进机刀具冷却系统的散热性能，延长了滚刀的使用寿命，也大大减少了停机换刀次数，提高工作效率2倍以上。
所述散热盲孔2与刀圈本体1过渡处采用圆弧角过渡，圆弧角弧度为R5，散热盲孔2两侧边之间的夹角为40°。
本实用新型的散热盲孔2开孔过程中，刀圈本体1开散热盲孔2后，用隔热石棉布将刀圈包裹起来，预留出待焊接部位，放入加热炉中，将其加热到280-380℃，保温2-3小时；焊接电流200A，电压30V，采用直线运条，焊接速度为250-350mm/min，为防止局部受热面积过大产生变形，采用跳焊对称焊法；焊接完成后，用氧气、乙炔焰将焊道烘烤一遍，温度不超过250℃，然后将刀圈放入炉中加热到200-300℃，保温2小时，缓冷。
Claims (8)
1.一种散热型掘进机滚刀刀圈，包括：
刀圈本体(1)；
其特征在于，还包括：
圆周均布在刀圈上表面和下表面上的多个散热盲孔(2)，位于上表面的散热盲孔(2)和位于下表面的散热盲孔(2)圆周上交叉错位设置。
2.根据权利要求1所述的一种散热型掘进机滚刀刀圈，其特征在于，所述散热盲孔(2)内表面设置有耐磨层。
3.根据权利要求2所述的一种散热型掘进机滚刀刀圈，其特征在于，所述耐磨层的材料为碳化钨，厚度为3-5mm。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种散热型掘进机滚刀刀圈，其特征在于，所述散热盲孔(2)为扇形圆角孔。
5.根据权利要求4所述的一种散热型掘进机滚刀刀圈，其特征在于，所述扇形圆角孔的上边弧长为58mm，下边弧长为72mm，宽为20mm，深度为25mm。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种散热型掘进机滚刀刀圈，其特征在于，所述散热盲孔(2)位于刀圈距离刃部35mm处的圆周上。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种散热型掘进机滚刀刀圈，其特征在于，所述散热盲孔(2)的数量为18个，上表面9个，下表面9个。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种散热型掘进机滚刀刀圈，其特征在于，所述散热盲孔(2)与刀圈本体(1)过渡处采用圆弧角过渡，圆弧角弧度为R5，散热盲孔(2)两侧边之间的夹角为40°。
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Applications Claiming Priority (1)
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2022
- 2022-02-28 CN CN202220427802.0U patent/CN216841686U/zh active Active
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