一種盾構(gòu)機超音速噴涂滾刀刀圈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型屬于盾構(gòu)機領(lǐng)域，具體地說，涉及一種盾構(gòu)機超音速噴涂滾刀刀圈。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)機刀盤是盾構(gòu)機開挖系統(tǒng)中的主要設(shè)備構(gòu)件，也是盾構(gòu)機的核心部件、其強度和整體剛度都直接影響到施工掘進的速度和成本，并且出了故障維修處理困難。刀盤是一個帶有多個進料槽的切削盤體，位于盾構(gòu)機的最前部，用于切削土體。盾構(gòu)機刀盤上設(shè)置有若干滾刀，滾刀是否合理的布置，對于提高盾構(gòu)的掘進效率、創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益至關(guān)重要。盾構(gòu)在施工過程中會遇到不同的地層，從淤泥、粘土、砂層到軟巖及硬巖。
[0003]盾構(gòu)機滾刀上設(shè)置有刀圈，刀圈與巖層直接接觸，是盾構(gòu)機性能好壞的直接表現(xiàn)，因此，要提高盾構(gòu)機的使用性能和質(zhì)量，必須首先提高刀圈的性能和質(zhì)量。
[0004]中國專利申請?zhí)?01420404430.5，公開日2014年12月10日的專利文件，公開了一種斜齒盤形滾刀刀圈，涉及盾構(gòu)滾刀領(lǐng)域，刀圈基體為空心圓柱體，刀圈基體徑向均勻開設(shè)若干齒槽，齒槽開口朝外，每個齒槽內(nèi)設(shè)有一個硬質(zhì)合金塊，齒槽開口的中線與刀圈基體的軸線之間的夾角為O?45°;硬質(zhì)合金塊為L型，硬質(zhì)合金塊的一條邊嵌入齒槽內(nèi)，另一條邊覆蓋于刀圈基體的外圓周。該實用新型滾刀刀圈的整體耐磨性好、使用壽命長。但該實用新型公開的刀圈結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，不適宜大批量生產(chǎn)推廣。
[0005]中國專利申請?zhí)?01420362801.8，公開日2014年10月29日的專利文件，公開了一種盾構(gòu)用一體式雙刃球齒滾刀，它包括刀體和刀圈，刀體和刀圈為一體式結(jié)構(gòu)，刀體和刀圈表面具有耐磨堆焊層，刀圈外緣為刀刃，刀刃上嵌有多個沿刀刃周向等距分布的多個刀齒，刀齒的端部露出刀刃，刀齒端部為半球形，刀齒嵌入刀刃的深度為35mm±2mm。由于采用上述技術(shù)方案，該實用新型盾構(gòu)用一體式雙刃球齒滾刀，在一體式雙刃尖齒滾刀的基礎(chǔ)上，將尖齒優(yōu)化為圓齒，增加了刀齒的埋深，縮減了合金刀齒露出刀刃的長度，可有效防止刀齒折斷，加厚了刀刃頂部刀齒之間的耐磨堆焊層厚度，提高了耐磨損和抗沖擊性能，大大降低滾刀刀具使用壽命，節(jié)約了成本。但該實用新型公開的技術(shù)方案由于各個刀齒獨立設(shè)置，在盾構(gòu)機對巖石掘進時，單個刀齒的受力更加集中，相對的，抵御巖石沖擊的強度增大，長期使用容易發(fā)生崩齒現(xiàn)象，存在安全隱患。
[0006]中國專利申請?zhí)?00920084163.7，公開日2009年12月16日的專利文件，公開了一種用于盾構(gòu)機的盤形滾刀刀圈，包括有刀圈本體和刀圈外緣，其不同之處在于在所述的刀圈外緣上通過開設(shè)齒槽形成切削齒。在切削齒齒面敷焊耐磨合金層。該實用新型的有益效果是在刀圈外緣設(shè)置切削齒，改變了刀圈外緣結(jié)構(gòu)，使它在工作時對巖石產(chǎn)生很強的挖掘力，以取代現(xiàn)有合金齒的沖擊力和裸刀圈的擠壓力，刀盤旋轉(zhuǎn)時切削齒的銳邊切入巖石并將其挖掘脫離巖層，實現(xiàn)高速切入掘進，有效提高了滾刀刀圈在軟地質(zhì)巖層中的破巖效率；在切削齒齒面敷焊耐磨合金層能顯著提高切削齒的耐磨損和抗沖擊性能，延長滾刀刀圈的使用壽命。但該實用新型同樣存在中國專利申請?zhí)枮?01420362801.8的專利文件存在的問題，即由于各個刀齒獨立設(shè)置，在盾構(gòu)機對巖石掘進時，單個刀齒的受力更加集中，相對的，抵御巖石沖擊的強度增大，長期使用容易發(fā)生崩齒現(xiàn)象，存在安全隱患，易造成不可修復(fù)的損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]1、要解決的問題
[0008]針對現(xiàn)有盾構(gòu)機滾刀刀圈一方面存在硬度較低、容易損壞，另一方面存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、長期使用容易存在安全隱患的問題，本實用新型提供一種盾構(gòu)機超音速噴涂滾刀刀圈，其結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，使用壽命長，長期使用也不會存在崩齒等安全隱患，且易于維修和維護。
[0009]2、技術(shù)方案
[0010]為解決上述問題，本實用新型采用如下的技術(shù)方案。
[0011]—種盾構(gòu)機超音速噴涂滾刀刀圈，包括刀圈本體和刀刃，所述的刀刃為連續(xù)整體結(jié)構(gòu)，且沿刀圈本體邊緣設(shè)置;所述的刀刃包括垂直于刀圈本體徑向線的頂面和頂面兩側(cè)的涂覆面;所述的涂覆面的表面粗糙度為Ra3.2;所述的涂覆面上設(shè)置有涂覆層;所述的涂覆層為采用超音速噴涂法噴涂的碳化鎢熔覆層。
[0012]優(yōu)選地，所述的頂面與涂覆面之間設(shè)置有過渡面，所述的過渡面為圓弧面。
[0013]優(yōu)選地，所述的涂覆層向過渡面方向延伸的一側(cè)設(shè)置有過渡層;所述的過渡層的外表面與形狀為圓弧面的過渡面的圓弧弧頂線相切。
[OOM]優(yōu)選地，所述的涂覆層的厚度為0.3?0.5mm。
[0015]優(yōu)選地，還包括刀圈安裝孔;所述的刀圈安裝孔的直徑為刀圈本體總直徑的2/3。
[0016]優(yōu)選地，所述的刀刃沿刀圈本體徑向?qū)挾葹榈度Ρ倔w直徑的1/4。
[0017]優(yōu)選地，所述的涂覆層沿刀圈本體徑向?qū)挾葹榈度袑挾鹊?/3。
[0018]3、有益效果
[0019]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果為:
[0020](I)本實用新型的刀刃設(shè)置在刀圈本體的邊緣，且為連續(xù)整體結(jié)構(gòu)，使刀刃在工作過程中能夠受到均勻、平衡的反作用力，降低了局部受力負載，分散了作用力的分布，提高了刀刃的使用壽命，進而提高了盾構(gòu)機滾刀刀圈的使用壽命；刀刃上設(shè)置表面粗糙度為Ra3.2的涂覆面，能夠使噴涂至涂覆面的涂覆層牢固粘接，使涂覆層能夠更好地發(fā)揮保護刀刃不受磨損的效果;本實用新型的涂覆層為采用超音速噴涂法噴涂的碳化鎢熔覆層，超音速噴涂使涂覆層具有很高附著力，碳化鎢具備極高的耐磨性，其硬度達HRC 65?70，可大大增加刀圈的耐磨與使用壽命，同等條件下可比現(xiàn)在國內(nèi)使用的普通刀圈增加30%的掘進環(huán)數(shù)；
[0021](2)本實用新型涂覆層向過渡面方向延伸的一側(cè)設(shè)置有過渡層，過渡層的外表面與形狀為圓弧面的過渡面的圓弧弧頂線相切，這樣設(shè)置能夠有效保護涂覆層在刀刃與巖石的摩擦中不易脫落，增強了涂覆層在刀刃涂覆面上的附著力，提高了刀刃的使用性能，延長了刀圈的使用壽命；
[0022](3)本實用新型涂覆層的厚度為0.3?0.5mm，在確保滿足刀刃摩擦強度和硬度的前提下，設(shè)置合適厚度的涂覆層，既能滿足生產(chǎn)要求，又能節(jié)省材料、降低制造成本；
[0023](4)本實用新型刀圈安裝孔的直徑為刀圈本體總直徑的2/3，因而刀刃沿刀圈本體徑向?qū)挾葹榈度Ρ倔w直徑的1/4，通過合理布局刀刃大小，能夠有效提高刀圈在旋轉(zhuǎn)工作時的工作性能，使其具有更強的掘進切削能力；
[0024](5)本實用新型分析刀刃與巖層接觸磨損情況，設(shè)置涂覆層沿刀圈本體徑向?qū)挾葹榈度袑挾鹊?/3為最佳覆蓋大小，既能保護刀刃不受直接磨損，又能節(jié)省噴涂材料；
[0025](6)本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，易于制造。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型的半剖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為圖1的側(cè)視圖；
[0028]圖3為圖1中A部分局部放大示意圖。
[0029]圖中:1、刀圈安裝孔;2、刀刃；3、涂覆層;4、過渡層;5、過渡面;6、頂面。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型進一步進行描述。
[0031]實施例1
[0032]如圖1所示，一種盾構(gòu)機超音速噴涂滾刀刀圈，包括刀圈本體、刀圈安裝孔I和刀刃2，刀圈本體總直徑為240mm，刀圈安裝孔I的直徑為刀圈本體總直徑的2/3 = 160mm;刀刃2沿刀圈本體徑向?qū)挾葹榈度Ρ倔w直徑的I /4 = 60mm;
[0033]如圖2所示，刀刃2為連續(xù)整體結(jié)構(gòu)，且沿刀圈本體邊緣設(shè)置，使刀刃在工作過程中能夠受到均勻、平衡的反作用力，降低了局部受力負載，分散了作用力的分布，提高了刀刃的使用壽命，進而提高了盾構(gòu)機滾刀刀圈的使用壽命；
[0034]如圖3所示，刀刃2包括垂直于刀圈本體徑向線的頂面6和頂面6兩側(cè)的涂覆面;頂面6與涂覆面之間設(shè)置有過渡面5，過渡面5為圓弧面;涂覆面的表面粗糙度為Ra3.2;涂覆面上設(shè)置有涂覆層3;刀刃上設(shè)置表面粗糙度為Ra3.2的涂覆面，能夠使噴涂至涂覆面的涂覆層牢固粘接，使涂覆層能夠更好地發(fā)揮保護刀刃不受磨損的效果;涂覆層3為采用超音速噴涂法噴涂的碳化鎢熔覆層，超音速噴涂使涂覆層具有很高附著力，碳化鎢具備極高的耐磨性，其硬度達HRC 65?70，可大大增加刀圈的耐磨與使用壽命，同等條件下可比現(xiàn)在國內(nèi)使用的普通刀圈增加30 %的掘進環(huán)數(shù)；
[0035]涂覆層3向過渡面5方向延伸的一側(cè)設(shè)置有過渡層4，過渡層4的外表面與形狀為圓弧面的過渡面5的圓弧弧頂線相切;涂覆層3的厚度為0.3?0.5mm;分析刀刃與巖層接觸磨損情況，如圖2所示，設(shè)置涂覆層3沿刀圈本體徑向?qū)挾葹榈度袑挾鹊?/3 = 20mm為最佳覆蓋大小，既能保護刀刃不受直接磨損，又能節(jié)省噴涂材料。
【主權(quán)項】
1.一種盾構(gòu)機超音速噴涂滾刀刀圈，包括刀圈本體和刀刃(2)，其特征在于:所述的刀刃(2)為連續(xù)整體結(jié)構(gòu)，且沿刀圈本體邊緣設(shè)置;所述的刀刃(2)包括垂直于刀圈本體徑向線的頂面(6)和頂面(6)兩側(cè)的涂覆面;所述的涂覆面的表面粗糙度為Ra3.2;所述的涂覆面上設(shè)置有涂覆層(3);所述的涂覆層(3)為采用超音速噴涂法噴涂的碳化鎢熔覆層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)機超音速噴涂滾刀刀圈，其特征在于:所述的頂面(6)與涂覆面之間設(shè)置有過渡面(5)，所述的過渡面(5)為圓弧面。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種盾構(gòu)機超音速噴涂滾刀刀圈，其特征在于:所述的涂覆層(3)向過渡面(5)方向延伸的一側(cè)設(shè)置有過渡層(4);所述的過渡層(4)的外表面與形狀為圓弧面的過渡面(5)的圓弧弧頂線相切。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種盾構(gòu)機超音速噴涂滾刀刀圈，其特征在于:所述的涂覆層(3)的厚度為0.3?0.5mm。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種盾構(gòu)機超音速噴涂滾刀刀圈，其特征在于:還包括刀圈安裝孔(I);所述的刀圈安裝孔(I)的直徑為刀圈本體總直徑的2/3。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種盾構(gòu)機超音速噴涂滾刀刀圈，其特征在于:所述的刀刃(2)沿刀圈本體徑向?qū)挾葹榈度Ρ倔w直徑的I/4。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種盾構(gòu)機超音速噴涂滾刀刀圈，其特征在于:所述的涂覆層(3)沿刀圈本體徑向?qū)挾葹榈度?2)寬度的1/3。
【專利摘要】本實用新型公開了一種盾構(gòu)機超音速噴涂滾刀刀圈，屬于盾構(gòu)機領(lǐng)域，其解決了現(xiàn)有盾構(gòu)機滾刀刀圈一方面存在硬度較低、容易損壞，另一方面存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、長期使用容易存在安全隱患的問題。本實用新型包括刀圈本體和刀刃，所述的刀刃為連續(xù)整體結(jié)構(gòu)，且沿刀圈本體邊緣設(shè)置；所述的刀刃包括垂直于刀圈本體徑向線的頂面和頂面兩側(cè)的涂覆面；所述的涂覆面的表面粗糙度為Ra3.2；所述的涂覆面上設(shè)置有涂覆層；所述的涂覆層為采用超音速噴涂法噴涂的碳化鎢熔覆層。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，使用壽命長，長期使用也不會存在崩齒等安全隱患，且易于維修和維護。
【IPC分類】E21D9/08
【公開號】CN205243513
【申請?zhí)枴緾N201521099870
【發(fā)明人】胡孝軍, 丁俊, 吳俊
【申請人】馬鞍山靈山機械設(shè)備科技有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月23日