本发明涉及盾构机刀盘技术领域，特别是指一种撕裂刀组件及其撕裂刀的更换方法。
背景技术：
在地下工程领域，盾构法施工的应用越来越广泛。随着盾构技术的日趋成熟，盾构暗挖区间呈现高埋深，高水压的趋势，因此施工效率的提高是一项重要的研究课题。在盾构机地下施工的过程中，撕裂刀是主要的开挖功能件，一旦撕裂刀发生损坏将无法继续进行隧道开挖，必须停机检修，而现有技术中的撕裂刀结构复杂，更换十分困难，因此现有撕裂刀的更换时间严重影响盾构机的施工效率。
技术实现要素：
针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种撕裂刀组件及其撕裂刀的更换方法，解决了现有技术中撕裂刀结构复杂、更换困难的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种撕裂刀组件，包括撕裂刀和刀箱，所述撕裂刀包括楔形的撕裂刀主体及连接在撕裂刀主体底部的连接螺栓，连接螺栓上依次连接有限位挡块和固定螺母，限位挡块靠近固定螺母的一端设置有转动凸台，撕裂刀主体的侧边设置有定位块，撕裂刀主体的后端设置有用于与限位挡块卡接配合的定位槽，所述刀箱内部开设有与撕裂刀主体卡接配合的楔形通槽，楔形通槽的内壁上设置有与定位块挡止配合的限位槽，刀箱的后端设置有与限位挡块挡止配合的卡爪。
所述撕裂刀主体为前端薄于后端的楔形块，所述楔形通槽与撕裂刀主体相匹配。
所述撕裂刀主体为前端窄于后端的楔形块，所述楔形通槽与撕裂刀主体相匹配。
所述定位块设置有两个，两个定位块关于撕裂刀主体的中心线相对称设置在撕裂刀主体的左右两侧或上下两侧，所述限位槽设置有两个，两个限位槽分别与两个定位块相匹配。
所述定位块设置有四个，四个定位块分别设置在撕裂刀主体的四周，撕裂刀主体上下两端的两个定位块相互对称，撕裂刀主体左右两端的两个定位块相互对称，所述限位槽设置有四个，四个限位槽分别与四个定位块相匹配。
所述卡爪包括设置在刀箱上端的上卡爪和设置在刀箱下端且与上卡爪相对应的下卡爪，上卡爪和下卡爪相对应的一侧均设置有用于挡止限位挡块的卡槽，所述卡槽与定位槽相平行。
所述转动凸台的尺寸和形状与固定螺母的尺寸和形状相同。
一种撕裂刀组件的撕裂刀更换方法，包括以下步骤：
步骤一：撕裂刀的安装，初始状态下撕裂刀的限位挡块处于定位槽的外端，限位挡块长度方向的中心线与定位槽长度方向的中心线相交，首先将撕裂刀从卡爪中间推进刀箱的楔形通槽内，撕裂刀主体上的定位块与限位槽挡止配合，撕裂刀主体的后端与刀箱未固定连接；
步骤二：转动限位挡块直至限位挡块与定位槽前后对应，同时限位挡块与卡爪前后对应且处于卡爪内；
步骤三：旋紧固定螺母，随着固定螺母的旋紧撕裂刀主体逐渐被连接螺栓向刀箱后端拖移，直至限位挡块完全落入定位槽内，即完成了撕裂刀的安装；
步骤四：撕裂刀的拆除，首先旋松固定螺母，随着固定螺母的旋松，撕裂刀主体逐渐被推向刀箱的前端，则定位槽和限位挡块逐渐分离，直至限位挡块完全从定位槽内移出停止旋松固定螺母；
步骤五：转动限位挡块，使限位挡块从卡爪内转出直至限位挡块与定位槽相垂直，随后从刀箱内拔出撕裂刀即可。
所述步骤一中所述的限位挡块长度方向的中心线与定位槽长度方向的中心线相垂直，步骤二中的限位挡块正转90°后与定位槽前后对应，步骤五中的限位挡块反转90°后从卡爪内转出。
所述步骤一和步骤五中对限位挡块的旋转通过转动与限位档块一体的转动凸台实现，使用内六角扳手操作转动凸台进而实现限位挡块的转动。
本发明撕裂刀组件设置相互配合的撕裂刀和刀箱，不仅结构简单便于生产制作，降低了生产成本，而且设计结构巧妙可以快捷更换撕裂刀，加快了施工效率。本发明中设置的连接螺栓设计的非常巧妙，不仅能够作为限位挡块的旋转轴，而且可以作为紧固件的连接件进行撕裂刀与刀箱的连接，同一个构件实现多个结构功能，不仅减少了撕裂刀组件零部件的数量，而且也使撕裂刀的拆装更加快捷，充分保证了盾构机的施工效率。设置与固定螺母尺寸和形状相同的转动凸台，可以在不换内六角扳手的情况下可以转动固定螺母和转动凸台，方便快捷。在撕裂刀主体上设置定位块，在刀箱内设置限位槽可以控制撕裂刀与刀箱的相对位置，便于快速定位。本发明撕裂刀组件的撕裂刀更换方法方便快捷，步骤少且条理分明，实现了撕裂刀高效率的规程化拆换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的剖视结构示意图；
图3为图1中撕裂刀的结构示意图；
图4为图1中刀箱的结构示意图；
图5为图4的侧视结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图5所示，实施例1，一种撕裂刀组件，包括撕裂刀1和刀箱2，所述撕裂刀1包括楔形的撕裂刀主体101及连接在撕裂刀主体101底部的连接螺栓102，所述撕裂刀主体101为前端薄于后端的楔形块，撕裂刀主体101的前端厚度小于撕裂刀主体101的后端厚度，所述刀箱2的内部开设有与撕裂刀主体101卡接配合的楔形通槽201。将撕裂刀主体101设置为楔形且与刀箱2内开设的楔形通槽201插接配合，可以防止撕裂刀主体101从刀箱的前端脱落，有效保证了撕裂刀主体101与刀箱2连接的可靠性。撕裂刀主体101的上下两侧边均设置有定位块106，楔形通槽201的内壁上设置有与定位块106挡止配合的限位槽205。限位槽205可以与定位块106在水平方向上挡止配合，可以在撕裂刀1安装的过程中对撕裂刀主体101进行有效的定位，防止对于撕裂刀主体101与刀箱2连接的过紧或者过松。
所述连接螺栓102的一端固定连接在撕裂刀主体101的后端，连接螺栓102的后段螺纹连接有限位挡块103和固定螺母104，限位挡块103靠近固定螺母104的一端设置有转动凸台105，通过旋拧转动凸台105可以带动限位挡块103围绕连接螺栓102转动。撕裂刀主体101的后端设置有用于与限位挡块103卡接配合的定位槽108，通过旋转转动凸台105可以使限位挡块103与定位槽108相对应或者与定位槽108成一定角度。
所述刀箱2的后端设置有与限位挡块103挡止配合的卡爪，所述卡爪包括设置在刀箱2上端的上卡爪202和设置在刀箱2下端且与上卡爪202相对应的下卡爪203，上卡爪202和下卡爪203相对应的一侧均设置有用于挡止限位挡块103的卡槽204，卡槽204与定位槽108相平行，即当限位挡块103与定位槽108前后对应时，限位挡块103也刚好处于所述卡槽204内，此时旋紧固定螺母104即可将撕裂刀1固定连接在刀箱2上。
实施例2，一种撕裂刀组件，所述撕裂刀主体101为左右两端面向前倾斜的楔形块，撕裂刀主体101的前端宽度小于撕裂刀主体101的后端宽度，所述楔形通槽201与撕裂刀主体101相匹配。本实施例的其他结构与实施例1相同。将撕裂刀主体101设置为前窄后宽的楔形块，与实施例1中前薄后厚的楔形块相比相对增加了刀体厚度，相对增强了撕裂刀1的强度。
实施例3，一种撕裂刀组件，所述定位块106设置有两个，两个定位块106关于撕裂刀主体101的中心线相对称设置在撕裂刀主体101的左右两侧或上下两侧，所述限位槽205设置有两个，两个限位槽205分别与两个定位块106相匹配。本实施例的其他结构与实施例1相同。设置两对相对称的定位块106和限位槽205可提高撕裂刀主体101定位的精确性，能够避免因撕裂刀主体101在楔形通槽201内发生晃动而造成连接不牢。
实施例4，一种撕裂刀组件，所述转动凸台105的尺寸和形状与固定螺母104的尺寸和形状相同。本实施例的其他结构与实施例1相同。将转动凸台105的尺寸和形状设置为与固定螺母104相同，，可以在不换内六角扳手的情况下可以转动固定螺母和转动凸台，方便快捷。
实施例5，一种撕裂刀组件，所述定位块106设置有四个，四个定位块106分别设置在撕裂刀主体101的四周，撕裂刀主体101上下两端的两个定位块106相互对称，撕裂刀主体101左右两端的两个定位块106相互对称，所述限位槽205设置有四个，四个限位槽205分别与四个定位块106相匹配。本实施例的其他结构与实施例1相同。设置四对定位块106和限位槽205，可以进一步保证撕裂刀主体101在楔形通槽201内定位的精确性，则也可进一步提高撕裂刀主体101与刀箱2连接的可靠性。
实施例6，一种撕裂刀组件的撕裂刀更换方法，所述撕裂刀组件与实施例1相同，撕裂刀的更换步骤为：
步骤一：撕裂刀1的安装，初始状态下撕裂刀1的限位挡块103处于定位槽108的外端，限位挡块103长度方向的中心线与定位槽108长度方向的中心线相交，首先将撕裂刀1从卡爪中间推进刀箱2的楔形通槽201内，撕裂刀主体101上的定位块106与限位槽205挡止配合，撕裂刀主体101的后端未与刀箱2固定连接；
步骤二：转动限位挡块103直至限位挡块103与定位槽108前后对应，同时限位挡块103与卡爪前后对应且处于卡爪内；
步骤三：旋紧固定螺母104，随着固定螺母104的旋紧撕裂刀主体101逐渐被连接螺栓102向刀箱2的后端拖移，直至限位挡块103完全落入定位槽108内，即完成了撕裂刀1的安装；
步骤四：撕裂刀1的拆除，首先旋松固定螺母104，随着固定螺母104的旋松，撕裂刀主体101逐渐被推向刀箱2的前端，则定位槽108和限位挡块103逐渐分离，直至限位挡块103完全从定位槽108内移出停止旋松固定螺母104；
步骤五：转动限位挡块103，使限位挡块103从卡爪内转出直至限位挡块103与定位槽108相垂直，随后从刀箱2内拔出撕裂刀1即可。
实施例7，一种撕裂刀组件的撕裂刀更换方法，如实施例5所述，所述步骤一中所述的限位挡块103长度方向的中心线与定位槽108长度方向的中心线相垂直，步骤二中的限位挡块108正转90°后与定位槽108前后对应，步骤五中的限位挡块108反转90°后从卡爪内转出。本实施例的其他步骤与实施例6相同。将限位挡块103与定位槽108的初始状态成90°设置，可以在向楔形通槽201内插接撕裂刀1时避免限位挡块103与卡爪发生干涉而因影响撕裂刀1的拆装。
实施例8，一种撕裂刀组件的撕裂刀更换方法，如实施例5所述，所述步骤一和步骤五中对限位挡块103的旋转通过转动与限位档块103一体的转动凸台105实现，使用内六角扳手操作转动凸台进而实现限位挡块的转动。本实施例的其他步骤与实施例6相同。利用内六角扳手进行旋紧和旋松不仅省力，而且方便快捷。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。