专利名称：一种具有硬质合金刀刃的滚刀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种用于隧道掘迸，以及矿山等地下挖掘设备中的滚刀，尤其是ー种具有硬质合金刀刃的滚刀。
背景技术：
在硬岩隧道掘进过程中，滚刀的寿命很大程度上决定了盾构的施工效率。硬岩中由于破岩荷载过大，往往导致滚刀的刀圈本体断裂、崩裂、严重磨损等问题。为了提高滚刀的寿命，除了提高滚刀轴承寿命外，现有的结构改进主要有以下实施方式一、加大滚刀宽度(如重型刀圈)，以提高滚刀的承载能力和耐磨性。该结构虽然可以提高滚刀的承载能力，但由于刀尖宽度增加，刀刃变钝，降低了刀具的破岩效率；相同 破岩深度情况下，刀圈受カ急剧增加，轴承荷载也增加，导致轴承寿命降低。ニ、在刀圏外侧镶嵌硬质合金齿，以提高滚刀的耐磨性。常规合金齿通常为圆柱体结构，在圆柱体的一端加工形成球面状、锥形或楔形的齿冠，并通过过盈配合的方式镶嵌于滚刀的刀圈上。在破岩过程，利用刀圈上的合金齿对岩石进行滚压、冲击和破碎。由于滚刀在破岩过程中(特别是遇到坚硬的岩层时)会受到強烈的冲击和摩擦，容易导致合金齿与滚刀的嵌合部位(即齿孔的周边)被磨损，加大了齿柱的出露高度，使得齿柱的嵌固深度减小，极大地降低了齿柱的紧固力，进而导致合金齿松动和脱落。此外，常规镶齿滚刀的硬质合金齿间具有间隙，破岩过程产生冲击荷载，对滚刀轴承密封的寿命也会产生不利影响。中国专利CN 2695600Y中公开了ー种异形齿冠硬质合金齿的结构，该合金齿包括横截面为哑铃形的齿冠与圆柱形的齿柱，其齿冠的底面与齿柱端面的面积相同且平滑过渡。使用时，合金齿被镶嵌在牙轮钻头的齿孔内。在工作过程中，该合金齿同样面临上述技
术缺陷-合金齿与牙轮钻头的嵌合部位容易受破岩冲击カ而破损，导致合金齿的松动和脱落。
实用新型内容针对现有技术的不足，本实用新型的目的是要提供一种能够提高滚刀工作效率和工作寿命的具有硬质合金刀刃的滚刀。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下ー种具有硬质合金刀刃的滚刀，包括刀圈本体，以及若干安装于该刀圈本体上的刀刃，所述刀刃为圆弧形的条状结构，包括刀冠和设于该刀冠底部的连接部，所述刀冠从顶部到底部向两侧延伸，使该刀刃的横截面形成“个”形结构；所述刀圈本体的连接面设有ー环形凹槽，所述刀刃的连接部嵌入该环形凹槽之中。上述实施方式中，所述刀刃沿圆周方向、360°设于所述刀圈本体上。进ー步，相邻的两个刀刃之间设有一拼缝间隙。优选的，所述刀冠的宽度大于所述连接部的宽度，所述刀冠覆盖所述刀圈本体的连接面。[0012]进ー步,所述刀冠底面与刀圈本体的连接面之间的具有ー夹角。优选的，所述刀冠与所述连接部成一体设置，所述刀冠底面与所述刀圈本体的夹角处进行焊接。上述优选实施方式中，所述刀刃采用硬质合金材料制作。相对于现有技术，本实用新型由于硬质合金強度和耐磨性高，可以尽量降低刀刃的宽度，使刀刃更加锋利，有效地提高滚刀的破岩效率，降低了对刀圈本体的破岩荷载。而且，由于刀刃连续地分布在刀圈本体的外侧，极大地降低了刀刃破岩时对刀圈本体的冲击荷载，有利于提高轴承寿命。其次，由于刀冠底部的宽度大于刀圈本体连接面的宽度，可以对刀冠下方的刀圈本体起到保护作用，提高了刀圈本体与连接部之间的固紧力，能够防止
刀刃松动和脱落，从而有效地延长了滚刀的使用寿命。为了充分地了解本实用新型的目的、特征和效果，以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进ー步说明。
图I是本实用新型的结构示意图；图2是图I中A-A处的剖面结构示意图；图3是图2中B处的局部放大图；图中I-刀刃；11_拼缝间隙；12_刀冠；13_连接部；2_刀圈本体；21_焊缝。
具体实施方式
如图I至图3所示，ー种具有高承载カ的滚刀，包括刀圈本体2和若干刀刃1，刀刃I安装于刀圈本体2上。请參阅图2和图3，刀刃I为ー弧形的长条，包括刀冠12和连接部13。连接部13固定于刀冠12的底部，优选的，与刀冠12成一体设置。刀冠12横截面从顶部到底部向两侧延伸，使得底部的宽度大于顶部的宽度而形成一楔状体，提高了滚刀的破岩效率。连接部13设于刀冠12的底部，使得刀刃I的横截面形成一“个”形结构。为了提高刀刃I的強度和耐磨程度，本实施例中的刀刃I的刀冠12与连接部13采用硬质合金的材料制作。刀圈本体2为ー环形结构，其外侧旋转面上设有ー凹槽，刀刃I的连接部13通过过盈配合嵌入该凹槽之中，因此本实施例中刀圈本体2的旋转面为连接面。为了降低刀圈本体2的磨损，设置刀刃I的刀冠12底部的宽度大于或者等于刀圈本体2的连接面的宽度，使得刀冠2能够完全覆盖刀圈本体2的连接面。本实施例中，刀冠12的底面与刀圈本体2的旋转面之间形成ー夹角，在该夹角之间对刀刃I和刀圈本体2进行焊接连接，形成焊缝21。通过将刀刃I焊接在刀圈本体2之上，有效地提高了刀刃I的固结程度，防止刀刃I与刀圈本体2之间产生相对移动和脱落，提高了滚动的使用寿命。如图I所示，刀刃I沿圆周方向，360°连续地安装于刀圈本体2的旋转面上，使得刀刃I形成ー环状结构。为了消除刀刃之间的温度应力，在相邻的两个刀刃I之间还留有空隙，形成一拼缝间隙11。相对于现有技术，本实用新型中由于硬质合金具有较高的強度和耐磨性，因此可以尽量降低刀刃的宽度，有效地提高滚刀的破岩效率，降低了对刀圈本体的破岩荷载。而且，由于刀刃连续地分布在刀圈本体的外侧，极大地降低了刀刃破岩时对刀圈本体的冲击荷载，有利于提高轴承寿命。其次，由于刀冠底部的宽度大于刀圈本体连接面的宽度，可以对刀冠下方的刀圈本体起到保护作用，提高了刀圈本体与连接部之间的固紧力，能够防止刀刃松动和脱落，从而有效地延长了滚刀的使用寿命。以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。·
权利要求1.一种具有硬质合金刀刃的滚刀，包括刀圈本体，以及若干安装于该刀圈本体上的刀刃，其特征在于，所述刀刃为圆弧形的条状结构，包括刀冠和设于该刀冠底部的连接部，所述刀冠从顶部到底部向两侧延伸，使该刀刃的横截面形成“个”形结构；所述刀圈本体的连接面设有一环形凹槽，所述刀刃的连接部嵌入该环形凹槽之中。
2.如权利要求I所述的滚刀，其特征在于，所述刀刃沿圆周方向、360°设于所述刀圈本体之上。
3.如权利要求2所述的滚刀，其特征在于，相邻的两个刀刃之间设有一拼缝间隙。
4.如权利要求3所述的滚刀，其特征在于，所述刀冠的宽度大于所述连接部的宽度，所述刀冠覆盖所述刀圈本体的连接面。
5.如权利要求4所述的滚刀，其特征在于，所述刀冠底面与刀圈本体的连接面之间的具有一夹角。
6.如权利要求I至5任一项所述的滚刀，其特征在于，所述刀冠与所述连接部成一体设置，所述刀冠底面与所述刀圈本体的夹角处进行焊接。
专利摘要本实用新型公开了一种应用于地下工程设备中的具有硬质合金刀刃的滚刀，包括刀圈本体，以及若干安装于该刀圈本体上的刀刃，其特征在于，所述刀刃为圆弧形的条状结构，包括刀冠和设于该刀冠底部的连接部，所述刀冠从顶部到底部向两侧延伸，使该刀刃的横截面形成“个”形结构；所述刀圈本体的连接面设有一环形凹槽，所述刀刃的连接部嵌入该环形凹槽之中。采用该结构可以有效提高滚刀的工作效率和工作寿命。
文档编号E21D9/08GK202520319SQ20122012471
公开日2012年11月7日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者张厚美, 张敏纳 申请人:张厚美