专利名称：盾构机切刀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及盾构机配件技术领域，具体涉及一种盾构机用切刀。
背景技术：
随着我国现代化经济建设的高速发展，以地铁为代表的隧道工程建设事业正蓬 勃兴起，如地下仓库、水利洞函，公路、铁路隧道等大型隧洞工程建设越来越多，并且 正朝着直径越来越大、里程越来越长、质量要求越来越高的方向发展，这是我国人多地 少的实际国情所决定的。盾构掘进施工法在隧洞建设中得到广泛的应用，它不仅效率 高、安全性好，而且经济环保，是现代隧洞工程施工的最佳选择，而盾构机是盾构掘进 施工法中应用的现代化的专业设备。盘形滚刀和切刀是安装在盾构机刀盘上用于切削岩 石和土层的专用刀具，它们或组合安装或单独安装在刀盘上且在隧道施工时被贯入岩石 土层中，同时刀盘在旋转装置驱动下实现公转，使滚刀在岩石土层上连续滚压，切刀进 行连续开沟刮削剥离渣土的连续切削和破碎，因此盘形滚刀和切刀处于盾构机与岩石地 层相接触的最前沿位置，其寿命的长短和对地质条件的适应性成为影响盾构机施工效率 的重要因素之一。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种有足够强度、刀刃部分各刃角合 理、耐磨性好和安装更换方便的能适应复杂地质条件的盾构机切刀部件。为实现上述发明目的，本实用新型采用如下所述的技术方案本实用新型的盾构机切刀，包括刀体、主刀刃和辅助刀刃，所述刀体顶面依次 开有台阶和U型槽，所述主刀刃固联在台阶内，所述辅助刀刃固联在U型槽内并高出刀 体顶面；所述主刀刃具有5 12度范围的前角Θ，15 35度范围的后角β，8 20度 范围的主副偏角α。为更好的实施本发明创造，所述刀体设置为矩形，且沿刀体宽度方向至少设置 一列阶梯孔。进一步的，所述刀体的前端面和后端面设有耐磨层。更进一步的，所述辅助刀刃设置为至少一排。本实用新型所述的切刀通过连接螺栓穿过刀体上的阶梯孔刚性固定安装到盾构 机的刀盘上，由硬质合金块组成的主刀刃部分面对开挖的掌子面，在刀盘旋转时随刀盘 公转，将掌子面象耕地的犁铧一样将掌子面开挖出环形沟槽，将岩土层的切削剥落松动 进行破碎；且切刀本身各种刀刃前角、后角和偏角合理，制造成本低，结构强度可靠， 耐磨性能好，耐冲击力大，在隧道内更换拆装方便，能够有效提高切刀使用寿命。本新 型设置合理的前角便于顺利排渣，合理的后角对砂卵石地层来讲会大大提高刀刃的耐冲 击性，合理的主副偏角在遇到胶结严重的地层时会大大降低阻力矩，减少刀具磨损和能 源消耗。
图1为本实用新型切刀的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为图2的A-A剖示图；图4为本实用新型切刀刀体的结构示意图；图5为本实用新型切刀主刀刃的结构示意图；图中1-刀体；2-阶梯孔；3-耐磨层；4-主刀刃；5-辅助刀刃；6_台阶；7_U型槽。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步解释，需说明的是，本实用新型并不局限于 下述实施例，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切变化和改进。结合图1、图2和图3，本实用新型的盾构机切刀，刀体1设置为矩形，刀体宽 度方向设置两列阶梯孔2;刀体1的前端面和后端面设有耐磨层3，刀体1顶面依次开有 台阶6和两个U型槽7，其中，刀体的前端面顶端与刀体的顶面的台阶形成开式槽；开式 槽内焊接主刀刃4，U型槽7分别焊接辅助刀刃5，且辅助刀刃5焊接后高出刀体顶面。 主刀刃4具有5 12度范围的前角，15 35度范围的后角，8 20角度范围的主、副 偏角。这样设置的目的，合理的前角便于顺利排渣，合理的后角对砂卵石地层来讲会大 大提高刀刃的耐冲击性，合理的主副偏角在遇到胶结严重的地层会大大降低阻力矩，减 少能源消耗和刀具磨损。本实用新型所述切刀作为盾构机掘进开挖的一个关键刀具部件，直接作用于岩 石或土层掌子面，通过盾构机刀盘的连续旋转，使切刀连续不断的切入掌子面，实现连 续的开挖作业。其各零件需按照设计技术要求分别加工、经检验合格后，再经组装并进 行特殊焊接和热处理而成，具体实施方法如下切刀刀体1的制造结合图4，切刀刀体材料选用中碳铬钼合金钢，先经过锻造制成毛坯，然后经机 械粗加工，再经热处理，然后按照设计图纸尺寸及精度要求进行机械精加工，涂覆耐磨 层，经检验合格待组装焊接。主刀刃的制作结合图5，主刀刃采用抗冲击韧性和耐磨性都非常好的硬质合金材料制造，先按 设计好的各个刃角和尺寸进行模具制造，再进行高温高压成型和热处理，然后经机械磨 削加工，达到设计要求，经检验合格待组装焊接。其中，辅助刀刃的制造过程与主刀刃类似，本文不做累述。切刀的装配结合图1，将切刀刀体1和主刀刃4、辅助刀刃5按照设计图纸进行加工完成经 检验合格后，进行装配；首先用选配好的焊料和焊剂，将主刀刃4、辅助刀刃5与刀体1 进行焊接，然后进行热处理，最后进行清理修磨，检验合格后，本实用新型所涉及的一种新型盾构机切刀制造完成。
权利要求1.盾构机切刀，包括刀体(1)、主刀刃(4)和辅助刀刃(5)，所述刀体(1)顶面依次 开有台阶(6)和U型槽(7)，所述主刀刃(4)固联在台阶(6)内，所述辅助刀刃(5)固联 在U型槽(6)内并高出刀体顶面；其特征是所述主刀刃(4)具有5 12度范围的前角 Θ，15 35度范围的后角β，8 20度范围的主偏角α，8 20度范围的副偏角a。
2.根据权利要求1所述的盾构机切刀，其特征是所述刀体(1)设置为矩形，且沿刀 体宽度方向至少设置一列阶梯孔(2)。
3.根据权利要求1所述的盾构机切刀，其特征是所述刀体(1)的前端面和后端面设 有耐磨层⑶。
4.根据权利要求1所述的盾构机切刀，其特征是所述辅助刀刃(5)设置为至少一排。
专利摘要本实用新型公开的盾构机切刀，包括刀体(1)、主刀刃(4)和辅助刀刃(5)，所述刀体顶面依次开有台阶(6)和U型槽(7)，所述主刀刃固联在台阶内，所述辅助刀刃固联在U型槽内并高出刀体顶面；其特征是所述主刀刃具有5～12度范围的前角θ，15～35度范围的后角β，8～20度范围的主偏角α，8～20度范围的副偏角α；本实用新型所述的切刀通过连接螺栓穿过刀体上的阶梯孔刚性固定安装到盾构机的刀盘上，由硬质合金块组成的主刀刃面对开挖的掌子面，主刀刃合理的前角便于顺利排渣，合理的后角对砂卵石地层来讲会大大提高刀刃的耐冲击性，合理的主副偏角在遇到胶结严重的地层时会大大降低阻力矩，减少刀具磨损和能源消耗。
文档编号E21D9/08GK201794592SQ20102054973
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者李伟, 李辉, 王汉章, 魏俊伟 申请人:洛阳九久技术开发有限公司