一種高耐磨性盾構(gòu)機(jī)滾刀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于地下工程應(yīng)用中的盾構(gòu)刀具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型盾構(gòu)機(jī)滾刀。
【背景技術(shù)】
[0002]在地下工程領(lǐng)域，盾構(gòu)法施工的應(yīng)用越來越廣泛。盾構(gòu)工法在硬巖段的隧道掘進(jìn)應(yīng)用廣泛。地下工程中的盾構(gòu)機(jī)體積龐大、重量大，地下工作空間有限，工作時(shí)盾構(gòu)機(jī)刀盤旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)其上各種刀具完成對(duì)土體的開挖。盾構(gòu)刀盤、刀具是直接與巖肩、巖石接觸的零件，易磨損而需要及時(shí)更換。盾構(gòu)機(jī)刀盤及其上的刀具分為滾刀和切削刀，其中，滾刀的質(zhì)量又直接影響到盾構(gòu)機(jī)的切削效果及掘進(jìn)速度。這就要求盾構(gòu)刀盤、刀具，特別是滾刀具有很高的耐磨性。
[0003]傳統(tǒng)的盾構(gòu)機(jī)滾刀在使用過程中反映出的問題為:因耐磨性差，容易出現(xiàn)滾刀刀圈過早失效的現(xiàn)象，從而需要頻繁更換新的盾構(gòu)滾刮刀，耗費(fèi)大量人力、財(cái)力和物力，造成使用成本較高。因此，迫切需要研制一種超耐磨的盾構(gòu)機(jī)滾刀來解決當(dāng)前面臨的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型根據(jù)盾構(gòu)機(jī)滾刀的常見失效形式和受力分析，提供了一種具有高耐磨性能的盾構(gòu)機(jī)滾刀。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種高耐磨性盾構(gòu)機(jī)滾刀，包括刀軸、刀轂、端蓋和位于刀轂上安裝的刀圈，所述的刀軸設(shè)置在刀轂內(nèi)，刀軸和刀轂之間夾設(shè)兩組軸承、兩組端蓋和兩組金屬密封，所述的軸承、端蓋和金屬密封沿刀轂長(zhǎng)度中心對(duì)稱設(shè)置，在刀轂的外側(cè)設(shè)置刀圈，所述的刀圈中心線與刀轂長(zhǎng)度中心線重合，所述刀圈表面均勻開設(shè)有若干垂直于刀圈外表面的凹槽，凹槽內(nèi)嵌入有固定的耐磨片，且耐磨片上部凸出刀圈外表面。
[0007]所述耐磨片為聚晶金剛石片和/或聚晶金剛石復(fù)合片，所述聚晶金剛石復(fù)合片由位于下部的硬質(zhì)合金襯底層和位于上部的聚晶金剛石層構(gòu)成。
[0008]所述耐磨片為圓柱體形，或耐磨片的下部為圓柱體形、上部為圓錐體形。
[0009]所述耐磨片的軸向方向與刀圈外表面相垂直。
[0010]所述耐磨片的直徑為4 一 25_，軸向長(zhǎng)度為8 — 25_。
[0011]所述耐磨片上部凸出刀圈外表面的高度小于耐磨片軸向長(zhǎng)度的一半。
[0012]所述耐磨片沿刀圈外表面的分布數(shù)量不少于4個(gè)。
[0013]通過在刀圈表面開設(shè)凹槽，并在凹槽內(nèi)固定耐磨片，大大增加了盾構(gòu)機(jī)滾刀的耐磨性，減少了刀體的更換次數(shù)，進(jìn)而降低施工成本，提高工作效率。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖。
[0016]其中，1.刀軸，2.端蓋，3.金屬密封，4.刀轂，5.刀圈，6.聚晶金剛石復(fù)合片，
7.軸承，8.聚晶金剛石片。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0018]實(shí)施例1，如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種高耐磨性盾構(gòu)機(jī)滾刀，包括刀軸1、刀轂4、端蓋2和位于刀轂4上安裝的刀圈5，所述的刀軸1設(shè)置在刀轂4內(nèi)，刀軸1和刀轂4之間夾設(shè)兩組軸承7、兩組端蓋2和兩組金屬密封3，所述的軸承7、端蓋2和金屬密封3沿刀轂4長(zhǎng)度中心對(duì)稱設(shè)置，在刀轂4的外側(cè)設(shè)置刀圈5，所述的刀圈5中心線與刀轂長(zhǎng)度中心線重合，所述刀圈5表面均勻開設(shè)有若干垂直于刀圈5外表面的凹槽，凹槽內(nèi)嵌入有固定的耐磨片，且耐磨片上部凸出刀圈外表面。
[0019]優(yōu)選的，所述耐磨片為聚晶金剛石片8和/或聚晶金剛石復(fù)合片6，所述聚晶金剛石復(fù)合片6由位于下部的硬質(zhì)合金襯底層和位于上部的聚晶金剛石層構(gòu)成。
[0020]進(jìn)一步的，所述的聚晶金剛石是由無數(shù)微小的金剛石顆粒和粘結(jié)劑混合后在高溫高壓下燒結(jié)制成，具有高耐磨性特點(diǎn)。聚晶金剛石復(fù)合片是由金剛石顆粒和粘結(jié)劑混合組成的聚晶金剛石層和硬質(zhì)合金襯底層在高溫高壓下燒結(jié)制成的，具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性的特點(diǎn)。
[0021]本實(shí)用新型的工作原理如下:本實(shí)用新型通過將刀圈設(shè)置在刀轂長(zhǎng)度中心處，所述的刀圈呈“凸”字型，在刀圈表面開設(shè)凹槽，在凹槽內(nèi)鑲嵌材質(zhì)為聚晶金剛石和聚晶金剛石復(fù)合材料的耐磨片，所述聚晶金剛石復(fù)合片由位于下部的硬質(zhì)合金襯底層和位于上部的聚晶金剛石層構(gòu)成，將耐磨片上部凸出刀圈外表面，從而提高滾刀的切削效果及掘進(jìn)速度。本實(shí)用新型大大增加了盾構(gòu)機(jī)滾刀的耐磨性，減少了刀體的更換次數(shù)，進(jìn)而降低施工成本，提高工作效率。
[0022]實(shí)施例2，所述耐磨片為圓柱體形，或耐磨片的下部為圓柱體形、上部為圓錐體形，其他結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，該設(shè)置有效提高耐磨片的耐磨損強(qiáng)度，從而提高耐磨性滾刀的壽命。
[0023]實(shí)施例3，所述耐磨片的軸向方向與刀圈5外表面相垂直，其他結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，該設(shè)置有效減小了滾刀在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受到的接觸應(yīng)力，進(jìn)而提高了耐磨性滾刀的使用壽命。
[0024]實(shí)施例4，所述耐磨片的直徑為4一25mm，軸向長(zhǎng)度為8 — 25mm，比如說，直徑為4mm、軸向長(zhǎng)8mm，或者直徑為25mm、軸向長(zhǎng)25mm，再或者直徑為15mm、軸向長(zhǎng)16mm，其他結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，該設(shè)置即可滿足盾構(gòu)機(jī)滾刀耐磨性的要求，從而有效降低成本。
[0025]實(shí)施例5，所述耐磨片上部凸出刀圈5外表面的高度小于耐磨片軸向長(zhǎng)度的一半，其他結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，該設(shè)置即可滿足滾刀的切削效果及掘進(jìn)速度，并且有效降低了成本。
[0026]實(shí)施例6，所述耐磨片沿刀圈5外表面的分布數(shù)量不少于4個(gè)，該設(shè)置進(jìn)一步提高了滾刀的破巖效率。
[0027]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高耐磨性盾構(gòu)機(jī)滾刀，包括刀軸(1)、刀轂(4)、端蓋(2)和位于刀轂(4)上安裝的刀圈(5)，其特征在于:所述的刀軸(1)設(shè)置在刀轂(4)內(nèi)，刀軸(1)和刀轂(4)之間夾設(shè)兩組軸承(7)、兩組端蓋(2)和兩組金屬密封(3)，所述的軸承(7)、端蓋(2)和金屬密封(3)沿刀轂(4)長(zhǎng)度中心對(duì)稱設(shè)置，在刀轂(4)的外側(cè)設(shè)置刀圈(5)，所述的刀圈(5)中心線與刀轂長(zhǎng)度中心線重合，所述刀圈(5)表面均勻開設(shè)有若干垂直于刀圈(5)外表面的凹槽，凹槽內(nèi)嵌入有固定的耐磨片，且耐磨片上部凸出刀圈外表面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨性盾構(gòu)機(jī)滾刀，其特征在于:所述耐磨片為聚晶金剛石片(8)和/或聚晶金剛石復(fù)合片(6)，所述聚晶金剛石復(fù)合片(6)由位于下部的硬質(zhì)合金襯底層和位于上部的聚晶金剛石層構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨性盾構(gòu)機(jī)滾刀，其特征在于:所述耐磨片為圓柱體形，或耐磨片的下部為圓柱體形、上部為圓錐體形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨性盾構(gòu)機(jī)滾刀，其特征在于:所述耐磨片的軸向方向與刀圈(5)夕卜表面相垂直。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨性盾構(gòu)機(jī)滾刀，其特征在于:所述耐磨片的直徑為4 一25mm，軸向長(zhǎng)度為8 — 25mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨性盾構(gòu)機(jī)滾刀，其特征在于:所述耐磨片上部凸出刀圈(5)外表面的高度小于耐磨片軸向長(zhǎng)度的一半。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨性盾構(gòu)機(jī)滾刀，其特征在于:所述耐磨片沿刀圈(5)外表面的分布數(shù)量不少于4個(gè)。
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種高耐磨性盾構(gòu)機(jī)滾刀，包括刀軸、刀轂、端蓋和位于刀轂上安裝的刀圈，所述的刀軸設(shè)置在刀轂內(nèi)，刀軸和刀轂之間夾設(shè)兩組軸承、兩組端蓋和兩組金屬密封，所述的軸承、端蓋和金屬密封沿刀轂長(zhǎng)度中心對(duì)稱設(shè)置，在刀轂的外側(cè)設(shè)置刀圈，所述的刀圈中心線與刀轂長(zhǎng)度中心線重合，所述刀圈表面均勻開設(shè)有若干垂直于刀圈外表面的凹槽，凹槽內(nèi)嵌入固定有耐磨片，且耐磨片上部凸出刀圈外表面。本實(shí)用新型大大增加了盾構(gòu)機(jī)滾刀的耐磨性，減少了刀體的更換次數(shù)，進(jìn)而降低施工成本，提高工作效率。
【IPC分類】E21D9/08
【公開號(hào)】CN205135638
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520875522
【發(fā)明人】于慶增, 張威威, 于少輝, 張家年, 尚勇
【申請(qǐng)人】中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年11月5日