CN219452094U - 一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置，属于掘进机技术领域，目的在于解决现有技术存在的排气孔堵塞以及滚刀寿命短更换成本高的问题。本实用新型的一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置至少包括：管套，所述管套固定设置在盾构机滚刀的刀轴上端面的轴向的沉头孔内；以及设置在所述管套内并相对管套沿轴向滑动配合的活塞。本实用新型通过活塞在套管内沿轴向的自由滑动，以增大滚刀内部体积，降低油压，起到平衡压力的作用，降低了整刀内部的温度；防止轴承因压强增大和升温造成的过烧，延长了轴承的使用寿命；防止刀圈因轴承温度升高产生偏磨情况的发生；减少因轴承失效而造成的滚刀失效，延长滚刀使用寿命，降低了工程施工成本。

Description

一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置

技术领域

本实用新型属于掘进机技术领域，尤其使用在大盾构领域，具体涉及一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置。

背景技术

随着城市地下浅层空间利用逐渐饱和，盾构隧道不断向着大深度、大断面、长距离的方向发展，盾构施工技术也不断进步。

盾构机滚刀在破岩过程中会遇到高埋深、高地应力、高硬度等复杂地质条件，承受大扭矩、大推力和冲击载荷的作用，振动极其剧烈，工作状况十分恶劣。刀盘工作主要靠盘形滚刀的挤压作用破碎岩石，在地下和隧道工程施工中岩石条件复杂多变，盘形滚刀破岩过程中受到突变载荷、冲击力和摩擦磨损作用，工作时还存在较高温度和地下水作用，易发生盘形滚刀失效。

参见图1和图2，原有滚刀设计时，在上端盖处留有排气孔1。当滚刀工作时，承受较大的冲击力导致内部温度升高，会使内部压强增大。同时如前所述，因在掘进过程中，会产生大量的岩石和泥沙，易将排气孔堵塞，造成滚刀内部热量升高，滚刀内部油压增大。同时滚刀运行的环境较恶劣，在高压高温的工作环境下，内部的压力和高温会对轴承造成损害，缩短其寿命，继而使滚刀无法工作，导致刀圈无法转动，使整刀失效。频繁更换刀具成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置，解决现有技术存在的排气孔堵塞以及滚刀寿命短更换成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型的一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置至少包括：

管套，所述管套固定设置在盾构机滚刀的刀轴上端面的轴向的沉头孔内；

以及设置在所述管套内并相对管套沿轴向滑动配合的活塞。

所述平衡装置还包括：

设置在所述管套内壁靠近刀轴上端面的轴向的沉头孔孔底一端的卡簧，所述卡簧作为活塞运动的下限位，所述管套内，活塞与卡簧之间的空间与刀轴中心的沉头孔以及滚刀上的轴承的内部形成密闭空间；

以及和所述管套另一端内壁螺纹连接的螺母，所述螺母作为活塞运动的上限位。

所述平衡装置还包括过滤网，所述过滤网设置在所述螺母靠近活塞的一端面。

所述管套固定在刀轴上端面的轴向的沉头孔内具体为：

所述管套靠近刀轴端面的一端外表面固定设置有底座，所述底座外表面设置有环形凸沿，所述环形凸沿和刀轴上的沉头孔的大孔的孔底通过螺栓连接固定。

所述活塞侧壁与所述管套内壁之间设置有O型圈。

所述O型圈的数量为两个。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置固定装在刀轴芯位，端部和刀箱侧壁贴合，通过过滤网等的作用，其工作掘进过程中极少因产生泥沙和岩石而造成堵塞，所以当内部温度升高，气体体积增大，在一定气体压力的推力下，活塞在套管内向远离卡簧的方向自由滑动，以增大滚刀内部体积，降低油压，起到平衡压力的作用，降低了整刀内部的温度；防止轴承因压强增大和升温造成的过烧，延长了轴承的使用寿命；防止刀圈因轴承温度升高产生偏磨情况的发生；减少因轴承失效而造成的滚刀失效，延长滚刀使用寿命，降低了工程施工成本。

附图说明

图1为现有技术中常规滚刀端部排气孔分布示意图；

图2为现有技术中常规滚刀结构剖视图；

图3为本实用新型的一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置整体结构示意图；

图4为本实用新型的一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置在刀轴上安装后结构剖视图；

图5为图4的局部放大图；

图6为本实用新型的一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置在刀轴上安装后端部示意图；

其中：1、排气孔，2、管套，3、活塞，4、刀轴，401、沉头孔，5、卡簧，6、螺母，7、过滤网，8、O型圈，9、底座，10、螺栓。

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。

参见图3-图6，本实用新型的一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置至少包括：

管套2，所述管套2固定设置在盾构机滚刀的刀轴4上端面的轴向的沉头孔401内；

以及设置在所述管套2内并相对管套2沿轴向滑动配合的活塞3。

所述平衡装置还包括：

设置在所述管套2内壁靠近刀轴4上端面的轴向的沉头孔401孔底一端的卡簧5，所述卡簧5作为活塞3运动的下限位，所述管套2内，活塞3与卡簧5之间的空间与刀轴4中心的沉头孔401以及滚刀上的轴承的内部形成密闭空间；

以及和所述管套2另一端内壁螺纹连接的螺母6，所述螺母6作为活塞3运动的上限位。

所述平衡装置还包括过滤网7，所述过滤网7设置在所述螺母6靠近活塞3的一端面。

所述管套2固定在刀轴4上端面的轴向的沉头孔401内具体为：

所述管套2靠近刀轴4端面的一端外表面固定设置有底座9，所述底座9外表面设置有环形凸沿，所述环形凸沿和刀轴4上的沉头孔401的大孔的孔底通过螺栓10连接固定。

所述活塞3侧壁与所述管套2内壁之间设置有O型圈8。

所述O型圈8的数量为两个。

本发明的平衡装置由底座9、过滤网7、螺母6、活塞3、管套2、两个O型圈8及少许卡簧5组成，内置过滤网7，用于过滤外部岩石和泥沙；卡簧5安装在平衡装置的下部，活塞3受气体压力影响后可以在套管内部自由运动，同时卡簧5也起到活塞3下限位的作用；螺母6处于平衡装置的上部，用于限制活塞3的上限位，平衡装置组装完后，用玻璃胶填满螺母6上端部空隙。

滚刀在硬岩施工中刀具费用一般占机组施工成本的四分之一左右，在坚硬岩层中施工时，刀具费用将更高，所以这种平衡装置在滚刀工作过程中，调节滚刀的内部油压平衡，降低滚刀内部的温度和压强，增加轴承的使用寿命，减少因轴承失效导致的滚刀报废，延长滚刀使用寿命，降低掘进成本。

Claims (4)

1.一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置，其特征在于，至少包括：

管套(2)，所述管套(2)固定设置在盾构机滚刀的刀轴(4)上端面的轴向的沉头孔(401)内；

以及设置在所述管套(2)内并相对管套(2)沿轴向滑动配合的活塞(3)；

所述平衡装置还包括：

设置在所述管套(2)内壁靠近刀轴(4)上端面的轴向的沉头孔(401)孔底一端的卡簧(5)，所述卡簧(5)作为活塞(3)运动的下限位，所述管套(2)内，活塞(3)与卡簧(5)之间的空间与刀轴(4)中心的沉头孔(401)以及滚刀上的轴承的内部形成密闭空间；

以及和所述管套(2)另一端内壁螺纹连接的螺母(6)，所述螺母(6)作为活塞(3)运动的上限位；

所述管套(2)固定在刀轴(4)上端面的轴向的沉头孔(401)内具体为：

所述管套(2)靠近刀轴(4)端面的一端外表面固定设置有底座(9)，所述底座(9)外表面设置有环形凸沿，所述环形凸沿和刀轴(4)上的沉头孔(401)的大孔的孔底通过螺栓(10)连接固定。

2.根据权利要求1所述的一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置，其特征在于，所述平衡装置还包括过滤网(7)，所述过滤网(7)设置在所述螺母(6)靠近活塞(3)的一端面。

3.根据权利要求1或2所述的一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置，其特征在于，所述活塞(3)侧壁与所述管套(2)内壁之间设置有O型圈(8)。

4.根据权利要求3所述的一种盾构机滚刀刀轴的平衡装置，其特征在于，所述O型圈(8)的数量为两个。