一种用于TBM试验台的缩比滚刀及刀座的制作方法

本发明属于tbm试验台领域，尤其涉及一种用于tbm试验台的缩比滚刀及刀座。

背景技术：

全断面隧道掘进机(tbm)，是一种隧道掘进的专用工程机械，具有安全开挖和衬砌，掘进速度快；推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低；不影响地面交通与设施，同时不影响地下管线等设施；穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音和扰动等优点，已广泛用于铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

现有技术中，滚刀破岩和磨损机理的相关研究实验通常借助tbm试验台来研究，试验台所用的滚刀通常采用tbm上实际使用的滚刀，其中刀轴与轴承之间通过过盈配合，在更换刀具时需要将轴承拆下，其成本高，质量体积大，实验耗时长，且拆装不便。

技术实现要素：

针对现有技术中试验台所用的滚刀通常采用tbm上实际使用的滚刀，其成本高，质量体积大，实验耗时长，且拆装不便的问题，本发明提供一种用于tbm试验台的缩比滚刀及刀座，其目的在于：本装置结构简单，可在不取下轴承的情况下拆装刀圈，便于对刀圈的后续分析和检测，可显著提高实验效率，并节约成本。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于tbm试验台的缩比滚刀及刀座，包括刀座，所述刀座上设置有两个支座，所述两个支座相邻设置，所述支座上设置有凹槽ⅰ，所述两个支座上的凹槽ⅰ相对设置，所述凹槽ⅰ内设置有轴承，所述凹槽ⅰ周围设置有轴承盖，所述两个轴承连接有刀轴，所述刀轴上套设有刀圈，所述刀轴上套设有挡盖，所述刀圈设置在刀轴和挡盖之间，所述刀圈的内径大于轴承的外径，所述挡盖的内径大于轴承的外径，所述刀圈的内径小于挡盖的外径。

采用了此方案，刀座的形状为一圆盘，刀座上等距设置有数个安装孔，螺栓穿过安装孔用于刀座的安装固定，刀座上通过焊接有两个支座，两个支座在刀座上对称设置，支座上相对设置有半圆形凹槽ⅰ，凹槽ⅰ设置在支座顶部的一侧，凹槽ⅰ的形状与轴承的形状相匹配且轴承固定在凹槽ⅰ内，支座的顶部焊有轴承盖，轴承盖用于固定轴承，轴承盖上设置有与轴承形状匹配的区域，该区域的主视图为半圆形，轴承置于该区域内可以防止轴承脱落，两个轴承分别与刀轴的两端通过过盈连接，刀轴上设置有挡盖，刀轴上还设置有刀圈配合面，刀圈配合面上套设有刀圈且刀圈设置在刀轴与挡盖之间，其中挡盖可以使刀圈更加稳固，不会在工作过程中发生抖动，刀圈和挡盖中部有用于套设在刀座上的圆形连接孔，圆形连接孔的直径成为内径，刀圈和挡盖的内径大于轴承的外径，刀圈的内径小于挡盖的外径，此方案可以使轴承在固定完成后防止刀圈和挡盖的脱落，由于圈和挡盖的内径大于轴承的外径，在取出轴承后刀圈和挡盖可以直接从刀轴上取下，由于轴承与刀轴是过盈配合，此方案不取下轴承的情况下拆装刀圈，便于对刀圈的后续分析和检测，可显著提高实验效率，并节约成本。

优选的，所述支座的两侧设置有凹槽ⅱ，所述支座的顶端设置有通孔ⅰ，所述通孔ⅰ与凹槽ⅱ相通，所述轴承盖上设置有与通孔ⅰ相配合的通孔ⅱ。

采用了此方案，支座的中上部的两侧设置有凹槽ⅱ，凹槽ⅱ的宽度为15厘米，凹槽ⅱ的高度为20厘米，支座的顶部设置有四个通孔ⅰ，支座上的两端个设置两个且对称设置，通孔ⅰ贯穿设置与支座顶部且连通于凹槽ⅱ，轴承盖上设置有与通孔ⅰ配合的通孔ⅱ，此方案可以使轴承盖与支座通过螺栓连接，使之拆卸与安装更加方便。

优选的，所述刀轴上设置有刀圈配合面，所述刀圈配合面的锥度为1：20。

采用了此方案，刀圈配合面的锥度为1：20，刀圈配合面靠近挡盖的一端横截面的直径小于远离挡盖一端横截面的直径，刀圈配合面靠近挡盖的一端上设置有螺纹2-2。

优选的，所述刀圈上设置有刀轴配合面，所述刀轴配合面的锥度为1：20。

采用了此方案，刀圈1的刀轴2配合面1-2上的锥度为1:20，刀刃根据真实滚刀的刀刃缩小而成。

优选的，所述刀座底部为法兰盘。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.此方案不取下轴承的情况下拆装刀圈，便于对刀圈的后续分析和检测，可显著提高实验效率，并节约成本。

2.轴承盖上设置有与通孔ⅰ配合的通孔ⅱ，此方案可以使轴承盖与支座通过螺栓连接，使之拆卸与安装更加方便。

3.通过此设计刀圈2-1和刀轴2即使不采用过盈配合也可以稳固连接，在保证配合紧密性的同时同时便于人工拆装。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明总体装配示意图；

图2是本发明的刀圈示意图；

图3是本发明的刀轴示意图；

图4是本发明的刀具部分装配示意图；

图5是本发明的刀座示意图；

图6是本发明的轴承盖的半剖示意图；

图7是本发明的刀圈快速拆装示意图；

图中标示：1-刀圈，1-1-刀刃，1-2-刀轴配合面，2-刀轴，2-1-刀圈配合面，2-2-螺纹，2-3-轴承配合面，2-4-轴肩，3-挡盖，4-轴承，5-刀座，5-1-支座，5-1-1-凹槽ⅱ，5-1-2-凹槽ⅰ，5-2-法兰盘，6-轴承盖。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1-图7对本发明作详细说明。

一种用于tbm试验台的缩比滚刀及刀座，包括刀座5，所述刀座5上设置有两个支座5-1，所述两个支座5-1相邻设置，所述支座5-1上设置有凹槽ⅰ5-1-2，所述两个支座5-1上的凹槽ⅰ5-1-2相对设置，所述凹槽ⅰ5-1-2内设置有轴承4，所述凹槽ⅰ5-1-2周围设置有轴承盖6，所述两个轴承4连接有刀轴2，所述刀轴2上套设有刀圈1，所述刀轴2上套设有挡盖3，所述刀圈1设置在刀轴2和挡盖3之间，所述刀圈1的内径大于轴承4的外径，所述挡盖3的内径大于轴承4的外径，所述刀圈1的内径小于挡盖3的外径。

轴承4分别装于刀轴2两端(采用过盈配合)，将刀圈1从右向左装入刀轴2上，再将挡盖3旋入刀轴2上，将刀圈1固定；然后将配合好的部分放入刀座5上：将两个轴承4分别放于刀座5上的两个凹槽ⅰ5-1-2；最后将两个轴承盖6通过螺栓与支座5-1相连接，并紧固(过盈配合)。

当试验结束后，需要分析刀圈1损伤情况，或者更换新的刀圈1时，只需取下轴承盖6，拧下挡盖3，便可去除刀圈1，免去了更换整个刀具，以及拆装轴承4的麻烦。

刀座5的形状为一圆盘，刀座5上等距设置有数个安装孔，螺栓穿过安装孔用于刀座5的安装固定，刀座5上通过焊接有两个支座5-1，两个支座5-1在刀座5上对称设置，支座5-1上相对设置有半圆形凹槽ⅰ5-1-2，凹槽ⅰ5-1-2设置在支座5-1顶部的一侧，凹槽ⅰ5-1-2的形状与轴承4的形状相匹配且轴承4固定在凹槽ⅰ5-1-2内，支座5-1的顶部焊有轴承盖6，轴承盖6用于固定轴承4，轴承盖6上设置有与轴承4形状匹配的区域，该区域的主视图为半圆形，轴承4置于该区域内可以防止轴承4脱落，两个轴承4分别与刀轴2的两端通过过盈连接，刀轴2上设置有挡盖3，刀轴2上还设置有刀圈1配合面，刀圈1配合面上套设有刀圈1且刀圈1设置在刀轴2与挡盖3之间，其中挡盖3可以使刀圈1更加稳固，不会在工作过程中发生抖动，刀圈1和挡盖3中部有用于套设在刀座5上的圆形连接孔，圆形连接孔的直径成为内径，刀圈1和挡盖3的内径大于轴承4的外径，刀圈1的内径小于挡盖3的外径，此方案可以使轴承4在固定完成后防止刀圈1和挡盖3的脱落，由于圈和挡盖3的内径大于轴承4的外径，在取出轴承4后刀圈1和挡盖3可以直接从刀轴2上取下，由于轴承4与刀轴2是过盈配合，此方案不取下轴承4的情况下拆装刀圈1，便于对刀圈1的后续分析和检测，可显著提高实验效率，并节约成本。

本发明的另一种方案，所述支座5-1的两侧设置有凹槽ⅱ5-1-1，所述支座5-1的顶端设置有通孔ⅰ，所述通孔ⅰ与凹槽ⅱ5-1-1相通，所述轴承盖6上设置有与通孔ⅰ相配合的通孔ⅱ。

支座5-1的中上部的两侧设置有凹槽ⅱ5-1-1，凹槽ⅱ5-1-1的宽度为15厘米，凹槽ⅱ5-1-1的高度为20厘米，支座5-1的顶部设置有四个通孔ⅰ，支座5-1上的两端个设置两个且对称设置，通孔ⅰ贯穿设置与支座5-1顶部且连通于凹槽ⅱ5-1-1，轴承盖6上设置有与通孔ⅰ配合的通孔ⅱ，此方案可以使轴承盖6与支座5-1通过螺栓连接，使之拆卸与安装更加方便。

本发明的另一种方案，所述刀轴2上设置有刀圈2-1配合面，所述刀圈配合面2-1的锥度为1：20。

刀圈配合面2-1的锥度为1：20，锥度也可以为1：:15，刀圈配合面2-1靠近挡盖的一端横截面的直径小于远离挡盖3一端横截面的直径，刀圈配合面2-1靠近挡盖3的一端上设置有螺纹2-2，通过此设计刀圈2-1和刀轴2即使不采用过盈配合也可以稳固连接，在保证配合紧密性的同时同时便于人工拆装。

本发明的另一种方案，所述刀圈1上设置有刀轴配合面1-2，所述刀轴配合面1-2的锥度为1：20。

刀圈1的刀轴配合面1-2上的锥度为1:20，刀刃1-1根据真实滚刀的刀刃1-1缩小而成。

本发明的另一种方案，所述刀座5底部为法兰盘5-2。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。