CN218440645U - 一种滚刀密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种滚刀密封结构，属于滚刀技术领域。包括刀轴、端盖、刀毂、浮动密封圈和防尘密封圈，所述刀毂通过滚子轴承与刀轴滚动连接，所述端盖安装于刀轴的一端，所述浮动密封圈位于滚子轴承与端盖之间，所述浮动密封圈用于密封刀体内腔，所述防尘密封圈位于端盖与刀毂之间，所述防尘密封圈的一端嵌设于端盖的凹槽中，另一端包裹刀毂的凸台，所述防尘密封圈用于阻挡外部灰尘进入浮动密封圈中。本实用新型通过在端盖和刀毂之间设置防尘密封圈在正常的环境下阻挡灰尘、泥浆等进入浮动密封圈中，由于防尘密封圈是嵌设在端盖上，可以有效的阻挡泥浆进入滚刀内部，从而减少对滚刀损坏。

Description

一种滚刀密封结构

技术领域

本实用新型属于滚刀技术领域，具体涉及一种滚刀密封结构。

背景技术

盾构机作为一种先进、高效、环保的隧道掘进施工高端装备，以其自动化程度高、掘进效率高、施工安全、对周围岩层扰动小等优点成为城市地铁、公路、市政管廊、水利水电等工程隧道掘进施工的首选装备。而盾构刀具作为盾构机的“牙齿”，安装在刀盘面板上，按不同轨迹半径凸前布置，直接与岩土接触，是盾构机掘进施工的关键部件。

盾构滚刀是一种破岩刀具，主要通过刀圈对岩层的滚动碾压作用挤压破碎岩石，盾构滚刀性能的好坏直接决定了盾构机的破岩效率。现在市场上广泛应用的盾构滚刀的标准结构，是将两套圆锥滚子轴承背靠背安装在同一个刀体的内腔中，刀圈装配在刀体外圆上。工作时刀轴不动，刀圈随刀体以及轴承外圈一起绕刀轴转动，同时滚刀随刀盘绕刀盘中心公转，以达到破碎岩石的目的。然而现有结构的滚刀普遍存在以下缺陷：一、由于两套圆锥滚子轴承安装在同一个刀体内腔，仅靠两侧金属浮动密封来密封，密封的可靠性和稳定性较差，经常出现密封失效的问题；一旦密封失效，泥沙就会从刀体侧面进入刀体内腔，从而导致轴承卡死、损坏，滚刀被迫停止工作。二、目前滚刀两侧的动密封是采用传统的金属浮动油封，包括两个对称的金属环，两个金属环之间通过高平面度和粗糙度的密封面相贴，在其上部形成了一个动密封界面，金属环与密封型腔之间通过压缩的O型密封圈传递压力，以保证密封界面紧密贴合实现密封。但这种密封只能在内外压差小于0.3Mpa的工况环境下使用，在实际的施工过程中当隧道埋深较大时，如修建过海过江隧道，经常会出现内外压差大于0.3MPa的情况。因此，当外界与内部的压力差大于0.3MPa时，位于密封型腔内的O型密封圈会被外部施加的压力推向型腔开口方向，O型密封圈挤压变形滑落后导致密封失效，泥浆进入滚刀内部，从而造成滚刀损坏。因此，需要进一步的提高滚刀的密封性，让浮动密封圈受到外界的压力减少来保证轴承的流畅运转，让滚刀的使用性进一步提高。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种滚刀密封结构，解决了当外界与内部的压力差大于0.3MPa时，位于密封型腔内的O型密封圈会被外部施加的压力推向型腔开口方向，O型密封圈挤压变形滑落后导致密封失效，泥浆进入滚刀内部，从而造成滚刀损坏的问题。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：一种滚刀密封结构，包括刀轴、端盖、刀毂、浮动密封圈和防尘密封圈，所述刀毂通过滚子轴承与刀轴滚动连接，所述端盖安装于刀轴的一端，所述浮动密封圈位于滚子轴承与端盖之间，所述浮动密封圈用于密封刀体内腔，所述防尘密封圈位于端盖与刀毂之间，所述防尘密封圈的一端嵌设于端盖的凹槽中，另一端包裹刀毂的凸台，所述防尘密封圈用于阻挡外部灰尘进入浮动密封圈中。

该滚刀密封结构采用在端盖和刀毂之间设置防尘密封圈在正常压力的环境下阻挡灰尘、泥浆等进入浮动密封圈中，当外界与内部的压力差大于0.3MPa时，外部施加的压力会先对防尘密封圈来进行挤压，由于防尘密封圈是嵌设在端盖上，因此防尘密封圈所能承受的压力会比浮动密封圈大，所以可以提高密封效果，有效的阻挡泥浆进入滚刀内部，从而减少对滚刀损坏。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述防尘密封圈外圈设置有第一支撑环，所述防尘密封圈的凹口上设置有第二支撑环，所述一支撑环嵌设于端盖的凹槽中，所述刀毂的凸台嵌设于防尘密封圈的凹口上的第二支撑环中。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述防尘密封圈的凹口与刀毂的凸台之间存在间隙，所述第二支撑环于刀毂之间存在间隙。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一支撑环为弹性的不锈钢弹簧钢板构成，所述第二支撑环的构成材料与第一支撑环材料相同。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述防尘密封圈由聚氨酯材料构成。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述防尘密封圈采用硫化方式与第一支撑环和第二支撑环连接。

本实用新型的有益效果为：通过在端盖和刀毂之间设置防尘密封圈在正常压力的环境下阻挡灰尘、泥浆等进入浮动密封圈中，当外界与内部的压力差大于0.3MPa时，外部施加的压力会先对防尘密封圈来进行挤压，由于防尘密封圈是嵌设在端盖上，因此防尘密封圈所能承受的压力会比浮动密封圈大，所以可以提高密封效果，有效的阻挡泥浆进入滚刀内部，从而减少对滚刀损坏。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型正视剖视图；

图3为图2A处放大图；

图4为本实用新型防尘圈截面图；

图5为图4B处放大图；

主要元件符号说明

图中：1、刀轴；2、端盖；3、刀毂；4、浮动密封圈；5、防尘密封圈；51、第一支撑环；52、第二支撑环；6、滚子轴承。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1-5，本实施例提供了一种滚刀密封结构，包括刀轴1、端盖2、刀毂3、浮动密封圈4和防尘密封圈5，刀毂3通过滚子轴承6在刀轴1进行滚动，为了防止刀毂3通过滚子轴承6进行滚动的过程中由于外部的灰尘、泥沙等进入刀体内腔中造成堵塞，损坏滚刀，因此需要浮动密封圈4来对刀体内腔进行密封，但是，当外界与内部的压力差大于0.3MPa时，位于密封型腔内的O型密封圈会被外部施加的压力推向型腔开口方向，O型密封圈挤压变形滑落后导致密封失效，因此，在浮动密封圈4的外圈，端盖2和刀毂3之间设置一个防尘密封圈5，防尘密封圈5的一端嵌设在端盖2的凹槽中，另一端包裹刀毂3的凸台，因为防尘密封圈5是嵌设在端盖2的凹槽中和包裹刀毂3的凸台，当当外界与内部的压力差大于0.3MPa时会先对浮动密封圈4进行挤压，但是因为防尘密封圈5与端盖2和刀毂3之间摩擦力，使得防尘密封圈5可以承受更大的压力差，因此可以提高滚刀的密封效果，当外界与内部的压力差小于0.3MPa时，防尘密封圈5可以将灰尘阻挡在浮动密封圈4外，让浮动密封圈4的密封效果更好。

为了让防尘密封圈5起到更好的防尘效果，在一实施例中，防尘密封圈5外圈设置有第一支撑环51，通过在防尘密封圈5外圈设置的第一支撑环51，当对防尘密封圈5进行安装时，可以通过第一支撑环51让防尘密封圈5可以更加方便的嵌入到端盖2的凹槽的底部，同时在防尘密封圈5的凹口上设置的第二支撑环52，让刀毂3与端盖2进行安装配合时，刀毂3的凸台可以通过第二支撑环52更好的嵌入，不会因为防尘密封圈5为弹性材料而导致防尘密封圈5在端盖2的凹槽配合不到位的同时刀毂3也与防尘密封圈5没有进行完全贴合导致有缝隙的产生，使得防尘效果不好的情况发生。

为了让浮动密封圈4可以起到良好的密封效果，在一实施例中，防尘密封圈5的凹口与刀毂3的凸台之间存在间隙，第二支撑环52于刀毂之间存在间隙，因为在安装滚刀时，在端盖2的固定过程中浮动密封圈4要对刀体内腔进行密封，所以在端盖2与刀毂3之间会留有3±0.5mm的缝隙来对浮动密封圈4的密封效果进行调整，所以当防尘密封圈5与刀毂3的凸台和刀毂之间没有预留缝隙的话，在安装时若防尘密封圈5自身的弹性形变不足以弥补3±0.5mm这个区间的缝隙时，浮动密封圈4就不能起到良好的密封效果，因此需要在防尘密封圈5与刀毂3的凸台和刀毂3之间没有预留缝隙和防尘密封圈5自身的弹性形变来保证浮动密封圈4的密封效果。

为了让防尘密封圈5可以顺利的嵌在端盖2的凹槽中，在一实施例中，第一支撑环51为弹性的不锈钢弹簧钢板构成，第二支撑环52的构成材料与第一支撑环51材料相同，通过不锈钢弹簧钢板来构成第一支撑环51与第二支撑环52，让支撑环既具有一定的弹性来满足在安装过程中对防尘密封圈5的挤压，同时支撑环还具有一定刚性，让防尘密封圈5可以顺利的嵌在端盖2的凹槽中，不会因为防尘密封圈5为弹性材料而导致嵌入不到位影响浮动密封圈4的密封效果。

为了让防尘密封圈5具有良好的弹性和防尘性，在一实施例中，防尘密封圈5由聚氨酯材料构成，由聚氨酯材料构成的防尘密封圈5具有优良的耐磨性，弹性和密封性，让防尘密封圈5可以很好的阻挡外部的灰尘进入到浮动密封圈4中，同时可以延长防尘密封圈5的使用寿命。

为了让支撑环不会因为外力导致在防尘密封圈5上脱落而导致防尘密封圈5失去防尘效果，在一实施例中，防尘密封圈5采用硫化方式与第一支撑环51和第二支撑环52连接，因为第一支撑环51和第二支撑环52与防尘密封圈5采用硫化方式后，通过过盈配合安装在聚氨酯材料外，使第一支撑环51和第二支撑环52产生聚氨酯材料的挤缩，让第一支撑环51和第二支撑环52与聚氨酯材料之间不会容易产生裂纹和脱胶，以此来延长防尘密封圈5的使用寿命。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但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介修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种滚刀密封结构，其特征在于：包括刀轴(1)、端盖(2)、刀毂(3)、浮动密封圈(4)和防尘密封圈(5)，所述刀毂(3)通过滚子轴承(6)与刀轴(1)滚动连接，所述端盖(2)安装于刀轴(1)的一端，所述浮动密封圈(4)位于滚子轴承(6)与端盖(2)之间，所述浮动密封圈(4)用于密封刀体内腔，所述防尘密封圈(5)位于端盖(2)与刀毂(3)之间，所述防尘密封圈(5)的一端嵌设于端盖(2)的凹槽中，另一端包裹所述刀毂(3)的凸台，所述防尘密封圈(5)用于阻挡外部灰尘进入浮动密封圈(4)中。

2.根据权利要求1所述的一种滚刀密封结构，其特征在于：所述防尘密封圈(5)外圈设置有第一支撑环(51)，所述防尘密封圈(5)的凹口上设置有第二支撑环(52)，所述第一支撑环(51)嵌设于端盖(2)的凹槽中，所述刀毂(3)的凸台嵌设于防尘密封圈(5)的凹口上的第二支撑环(52)中。

3.根据权利要求2所述的一种滚刀密封结构，其特征在于：所述防尘密封圈(5)的凹口与刀毂(3)的凸台之间存在间隙，所述第二支撑环(52)于刀毂之间存在间隙。

4.根据权利要求2所述的一种滚刀密封结构，其特征在于：所述第一支撑环(51)为弹性的不锈钢弹簧钢板构成，所述第二支撑环(52)的构成材料与第一支撑环材料相同。

5.根据权利要求2所述的一种滚刀密封结构，其特征在于：所述防尘密封圈(5)由聚氨酯材料构成。

6.根据权利要求5所述的一种滚刀密封结构，其特征在于：所述防尘密封圈(5)采用硫化方式与第一支撑环(51)和第二支撑环(52)连接。

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