一种高耐磨性盾构机滚刀的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于地下工程应用中的盾构刀具技术领域，具体涉及一种新型盾构机滚刀。
【背景技术】
[0002]在地下工程领域，盾构法施工的应用越来越广泛。盾构工法在硬岩段的隧道掘进应用广泛。地下工程中的盾构机体积庞大、重量大，地下工作空间有限，工作时盾构机刀盘旋转带动其上各种刀具完成对土体的开挖。盾构刀盘、刀具是直接与岩肩、岩石接触的零件，易磨损而需要及时更换。盾构机刀盘及其上的刀具分为滚刀和切削刀，其中，滚刀的质量又直接影响到盾构机的切削效果及掘进速度。这就要求盾构刀盘、刀具，特别是滚刀具有很高的耐磨性。
[0003]传统的盾构机滚刀在使用过程中反映出的问题为:因耐磨性差，容易出现滚刀刀圈过早失效的现象，从而需要频繁更换新的盾构滚刮刀，耗费大量人力、财力和物力，造成使用成本较高。因此，迫切需要研制一种超耐磨的盾构机滚刀来解决当前面临的问题。
【实用新型内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型根据盾构机滚刀的常见失效形式和受力分析，提供了一种具有高耐磨性能的盾构机滚刀。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]—种高耐磨性盾构机滚刀，包括刀轴、刀毂、端盖和位于刀毂上安装的刀圈，所述的刀轴设置在刀毂内，刀轴和刀毂之间夹设两组轴承、两组端盖和两组金属密封，所述的轴承、端盖和金属密封沿刀毂长度中心对称设置，在刀毂的外侧设置刀圈，所述的刀圈中心线与刀毂长度中心线重合，所述刀圈表面均匀开设有若干垂直于刀圈外表面的凹槽，凹槽内嵌入有固定的耐磨片，且耐磨片上部凸出刀圈外表面。
[0007]所述耐磨片为聚晶金刚石片和/或聚晶金刚石复合片，所述聚晶金刚石复合片由位于下部的硬质合金衬底层和位于上部的聚晶金刚石层构成。
[0008]所述耐磨片为圆柱体形，或耐磨片的下部为圆柱体形、上部为圆锥体形。
[0009]所述耐磨片的轴向方向与刀圈外表面相垂直。
[0010]所述耐磨片的直径为4 一 25_，轴向长度为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轴向长度的一半。
[0012]所述耐磨片沿刀圈外表面的分布数量不少于4个。
[0013]通过在刀圈表面开设凹槽，并在凹槽内固定耐磨片，大大增加了盾构机滚刀的耐磨性，减少了刀体的更换次数，进而降低施工成本，提高工作效率。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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。
[0015]图1为本实用新型结构不意图。
[0016]其中，1.刀轴，2.端盖，3.金属密封，4.刀毂，5.刀圈，6.聚晶金刚石复合片，
7.轴承，8.聚晶金刚石片。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0018]实施例1，如图1所示，本实用新型实施例提供了一种高耐磨性盾构机滚刀，包括刀轴1、刀毂4、端盖2和位于刀毂4上安装的刀圈5，所述的刀轴1设置在刀毂4内，刀轴1和刀毂4之间夹设两组轴承7、两组端盖2和两组金属密封3，所述的轴承7、端盖2和金属密封3沿刀毂4长度中心对称设置，在刀毂4的外侧设置刀圈5，所述的刀圈5中心线与刀毂长度中心线重合，所述刀圈5表面均匀开设有若干垂直于刀圈5外表面的凹槽，凹槽内嵌入有固定的耐磨片，且耐磨片上部凸出刀圈外表面。
[0019]优选的，所述耐磨片为聚晶金刚石片8和/或聚晶金刚石复合片6，所述聚晶金刚石复合片6由位于下部的硬质合金衬底层和位于上部的聚晶金刚石层构成。
[0020]进一步的，所述的聚晶金刚石是由无数微小的金刚石颗粒和粘结剂混合后在高温高压下烧结制成，具有高耐磨性特点。聚晶金刚石复合片是由金刚石颗粒和粘结剂混合组成的聚晶金刚石层和硬质合金衬底层在高温高压下烧结制成的，具有高强度、高硬度、高耐磨性的特点。
[0021]本实用新型的工作原理如下:本实用新型通过将刀圈设置在刀毂长度中心处，所述的刀圈呈“凸”字型，在刀圈表面开设凹槽，在凹槽内镶嵌材质为聚晶金刚石和聚晶金刚石复合材料的耐磨片，所述聚晶金刚石复合片由位于下部的硬质合金衬底层和位于上部的聚晶金刚石层构成，将耐磨片上部凸出刀圈外表面，从而提高滚刀的切削效果及掘进速度。本实用新型大大增加了盾构机滚刀的耐磨性，减少了刀体的更换次数，进而降低施工成本，提高工作效率。
[0022]实施例2，所述耐磨片为圆柱体形，或耐磨片的下部为圆柱体形、上部为圆锥体形，其他结构同实施例1，该设置有效提高耐磨片的耐磨损强度，从而提高耐磨性滚刀的寿命。
[0023]实施例3，所述耐磨片的轴向方向与刀圈5外表面相垂直，其他结构同实施例1，该设置有效减小了滚刀在旋转转动时受到的接触应力，进而提高了耐磨性滚刀的使用寿命。
[0024]实施例4，所述耐磨片的直径为4一25mm，轴向长度为8 — 25mm，比如说，直径为4mm、轴向长8mm，或者直径为25mm、轴向长25mm，再或者直径为15mm、轴向长16mm，其他结构同实施例1，该设置即可满足盾构机滚刀耐磨性的要求，从而有效降低成本。
[0025]实施例5，所述耐磨片上部凸出刀圈5外表面的高度小于耐磨片轴向长度的一半，其他结构同实施例1，该设置即可满足滚刀的切削效果及掘进速度，并且有效降低了成本。
[0026]实施例6，所述耐磨片沿刀圈5外表面的分布数量不少于4个，该设置进一步提高了滚刀的破岩效率。
[0027]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高耐磨性盾构机滚刀，包括刀轴(1)、刀毂(4)、端盖(2)和位于刀毂(4)上安装的刀圈(5)，其特征在于:所述的刀轴(1)设置在刀毂(4)内，刀轴(1)和刀毂(4)之间夹设两组轴承(7)、两组端盖(2)和两组金属密封(3)，所述的轴承(7)、端盖(2)和金属密封(3)沿刀毂(4)长度中心对称设置，在刀毂(4)的外侧设置刀圈(5)，所述的刀圈(5)中心线与刀毂长度中心线重合，所述刀圈(5)表面均匀开设有若干垂直于刀圈(5)外表面的凹槽，凹槽内嵌入有固定的耐磨片，且耐磨片上部凸出刀圈外表面。2.根据权利要求1所述的一种高耐磨性盾构机滚刀，其特征在于:所述耐磨片为聚晶金刚石片(8)和/或聚晶金刚石复合片(6)，所述聚晶金刚石复合片(6)由位于下部的硬质合金衬底层和位于上部的聚晶金刚石层构成。3.根据权利要求1所述的一种高耐磨性盾构机滚刀，其特征在于:所述耐磨片为圆柱体形，或耐磨片的下部为圆柱体形、上部为圆锥体形。4.根据权利要求1所述的一种高耐磨性盾构机滚刀，其特征在于:所述耐磨片的轴向方向与刀圈(5)夕卜表面相垂直。5.根据权利要求1所述的一种高耐磨性盾构机滚刀，其特征在于:所述耐磨片的直径为4 一25mm，轴向长度为8 — 25mm。6.根据权利要求1所述的一种高耐磨性盾构机滚刀，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轴向长度的一半。7.根据权利要求1所述的一种高耐磨性盾构机滚刀，其特征在于:所述耐磨片沿刀圈(5)外表面的分布数量不少于4个。
【专利摘要】本实用新型提出了一种高耐磨性盾构机滚刀，包括刀轴、刀毂、端盖和位于刀毂上安装的刀圈，所述的刀轴设置在刀毂内，刀轴和刀毂之间夹设两组轴承、两组端盖和两组金属密封，所述的轴承、端盖和金属密封沿刀毂长度中心对称设置，在刀毂的外侧设置刀圈，所述的刀圈中心线与刀毂长度中心线重合，所述刀圈表面均匀开设有若干垂直于刀圈外表面的凹槽，凹槽内嵌入固定有耐磨片，且耐磨片上部凸出刀圈外表面。本实用新型大大增加了盾构机滚刀的耐磨性，减少了刀体的更换次数，进而降低施工成本，提高工作效率。
【IPC分类】E21D9/08
【公开号】CN205135638
【申请号】CN201520875522
【发明人】于庆增, 张威威, 于少辉, 张家年, 尚勇
【申请人】中铁工程装备集团有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月5日