盾构机刀盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于附带钻进或截割工具的领域，具体涉及一种盾构机刀盘。
【背景技术】
[0002]盾构机问世至今已有近180年的历史，其始于英国，发展于日本、德国。近30年来，通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术，如盾构机的有效密封，确保开挖面的稳定、控制地表隆起及塌陷在规定范围之内，刀具的使用寿命以及在密封条件下的刀具更换，对一些恶劣地质如高水压条件的处理技术等方面的探索和研究解决，使盾构机有了很快的发展。
[0003]用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。
[0004]盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
[0005]刀盘是盾构机的核心部件，刀盘上通常包括刀盘体、刀具和泡沫管路等，刀盘体由钢结构焊接而成，刀具有滚刀、切刀和刮刀等。现有的刀盘仍然存在一些问题:1.由于刀盘体与岩层挤压、摩擦作用力较大，导致刀盘体磨损严重；2.在盾构的过程中，滚刀与刮板、刮刀同时接触岩层，导致刀盘体上的刮板、刮刀磨损快。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种延缓刀盘体、刮板和刮刀磨损的盾构机刀盘。
[0007]为达到上述目的，本发明的基础方案如下:
盾构机刀盘，包括刀盘体、滚刀、边刀、刮刀和刮板，所述滚刀包括安装在刀盘体上的中心滚刀和正滚刀，所述刮刀、刮板和边刀沿刀盘体的盘面边缘布置，所述刀盘体的外表面设有呈网格状的耐磨硬质合金层，所述中心滚刀和正滚刀伸出量为160?175mm，所述刮板、刮刀伸出量为120?135mm。
[0008]采用上述技术方案时，在盾构的过程中，刀盘旋转并挤压土层或岩层，由于中心滚刀、正滚刀和边刀设置在刀盘体上，中心滚刀、正滚刀和边刀在土层或岩层表面施力，并将其劈开，同时安装在刀盘体的盘面边缘的刮刀、刮板将劈开的土层或岩层刮下，刀盘体连续旋转，从而盾构出隧道。
[0009]本方案的技术效果:在本方案中，由于刀盘体的外表面设有呈网格状的耐磨硬质合金层，有效地加强了刀盘体表面强度，减缓刀盘体与岩层挤压、摩擦产生的磨损，而且耐磨硬质合金层呈网格状，耐磨硬质合金层本身能形成若干的刀具，能对土层和岩层施加力，有助于劈开土层或岩层；另外，中心滚刀和正滚刀伸出量为160?175mm，所述刮板、刮刀伸出量为120?135mm，在盾构的过程中，中心滚刀和正滚刀首先接触土层或岩层，当土层或岩层被劈开后，刮板、刮刀才接触被劈开的土层或岩层，这样就会减缓刮板、刮刀的磨损。
[0010]优选方案1，对基础方案的进一步优化，所述边刀与刀盘体的盘面形成的倾角为65?75°。边刀与刀盘体的盘面形成的倾角，边刀作用在土层或岩层的力的方向为斜向的，更容易将土层或岩层破开；另外，土层或岩层施加在边刀上的力一部分沿边刀的轴向，一部分沿边刀的径向，这样能减小安装边刀的轴上的载荷，减小安装边刀的轴发生变形。
[0011]优选方案2，对基础方案的进一步优化，所述刀盘体的开口率为40%?45%。上述开口率相对较大，能避免泥饼堵塞刀盘体。
[0012]优选方案3，对基础方案，优选方案1、2任一项的进一步优化，所述边刀为通用型滚刀。在边刀磨损更换后，通常尚未达到中心滚刀或正滚刀的磨损极限，可将其作为中心滚刀或正滚刀使用，提高边刀的利用率，降低成本。
[0013]优选方案2，对基础方案，优选方案1、2任一项的进一步优化，所述中心滚刀为双刃滚刀，正滚刀为单刃滚刀。通常中心滚刀的安装数量较少，采用双刃滚刀能保证足够的掘进力；正滚刀设置的数量较多，采用单刃滚刀即能满足掘进要求。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明盾构机刀盘实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面通过【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
说明书附图中的附图标记包括:刀盘体1、耐磨硬质合金层2、中心滚刀3、正滚刀4、刮刀5、边刀6、刮板7。
[0016]如图1所示，一种盾构机刀盘，包括刀盘体1、滚刀、边刀6、刮刀5和刮板7，滚刀包括安装在刀盘体I上的中心滚刀3和正滚刀4，刮刀5、刮板7和边刀6沿刀盘体I的盘面边缘布置，边刀6采用通用型滚刀，刀盘体I的外表面设有呈网格状的耐磨硬质合金层2，耐磨硬质合金层2采用钨钛钴类硬质合金，耐磨硬质合金层2的每个单元为菱形形状，其中菱形的其中一个内角为15?30°，本实施例选用20°，菱形两个20°内角的连线与刀盘体I在该菱形处的切线方向平行，中心滚刀3和正滚刀4伸出量为165mm，本实施例中，中心滚刀3采用双刃滚刀，正滚刀4采用单刃滚刀，刮板7、刮刀5伸出量为125mm。
[0017]边刀6与刀盘体I的盘面形成的倾角为70°。边刀6与刀盘体I的盘面形成的倾角，边刀6作用在土层或岩层的力的方向为斜向的，更容易将土层或岩层破开；另外，土层或岩层施加在边刀6上的力一部分沿边刀6的轴向，一部分沿边刀6的径向，这样能减小安装边刀6的轴上的载荷，减小安装边刀6的轴发生变形。
[0018]刀盘体I的开口率为42%。上述开口率相对较大，能避免泥饼堵塞刀盘体I。
[0019]具体工作流程:
在盾构的过程中，刀盘旋转并挤压土层或岩层，由于中心滚刀3、正滚刀4和边刀6设置在刀盘体I上，中心滚刀3、正滚刀4和边刀6在土层或岩层表面施力，并将其劈开，耐磨硬质合金层2呈网格状，而且耐磨硬质合金层2的每个单元为菱形形状，本实施例中，菱形的其中一个内角选用20°，菱形两个20°内角的连线与刀盘体I在该菱形处的切线方向平行，所以耐磨硬质合金层2本身能形成若干的刀具，能对土层和岩层施加力，有助于劈开土层或岩层；同时安装在刀盘体I的盘面边缘的刮刀5、刮板7将劈开的土层或岩层刮下，刀盘体I连续旋转，从而盾构出隧道。
[0020]以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的【具体实施方式】等记载可以用于解释权利要求的内容。
【主权项】
1.盾构机刀盘，包括刀盘体、滚刀、边刀、刮刀和刮板，所述滚刀包括安装在刀盘体上的中心滚刀和正滚刀，所述刮刀、刮板和边刀沿刀盘体的盘面边缘布置，其特征在于，所述刀盘体的外表面设有呈网格状的耐磨硬质合金层，所述中心滚刀和正滚刀伸出量为160?175mm，所述刮板、刮刀伸出量为120?135臟。2.根据权利要求1所述的盾构机刀盘，其特征在于，所述边刀与刀盘体的盘面形成的倾角为65?75°。3.根据权利要求1所述的盾构机刀盘，其特征在于，所述刀盘体的开口率为40%?45%。4.根据权利要求1至3任一项所述的盾构机刀盘，其特征在于，所述边刀为通用型滚刀。5.根据权利要求1至3任一项所述的盾构机刀盘，其特征在于，所述中心滚刀为双刃滚刀，正滚刀为单刃滚刀。
【专利摘要】本发明公开了一种盾构机刀盘，包括刀盘体、滚刀、边刀、刮刀和刮板，所述滚刀包括安装在刀盘体上的中心滚刀和正滚刀，所述刮刀、刮板和边刀沿刀盘体的盘面边缘布置，所述刀盘体的外表面设有呈网格状的耐磨硬质合金层，所述中心滚刀和正滚刀伸出量为160～175mm，所述刮板、刮刀伸出量为120～135mm。本申请的盾构机刀盘能延缓刀盘体、刮板和刮刀磨损。
【IPC分类】E21D9/08
【公开号】CN105114087
【申请号】CN201510535836
【发明人】丁丽霞
【申请人】重庆市腾瀚工贸有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月28日