一种盾构机单刃滚刀的制作方法

本实用新型主要涉及盾构机领域，具体是一种盾构机单刃滚刀。

背景技术：

盾构刀具是盾构机重要的部件，其直接影响着盾构施工进度。所以必须根据工程地段岩石的不同强度和地质特点以及刀具在不同岩石中表现出的破岩机理来对刀具进行设计和选择。为了适应从软土到硬岩不同地层的开挖，目前设计出多种刀具与之适应。盾构机刀具类型分为两大类：滚刀和切削刀。

滚刀用于掘进纯岩地层、伴有大粒径砾石(粒径大于400mm)并且含量达到一定比例的砂卵石地层、岩石(强度不太高)与一般土体(松土或砂土)交错频繁出现的复合地层。刀盘工作时，滚刀率先与开挖面接触，在推力作用下紧压在岩面上，随着刀盘的旋转，盘形滚刀一方面绕刀盘中心轴公转，同时绕自身轴线自转。盘形滚刀在刀盘的推力和转矩共同作用下，在掌子面上切出一系列同心圆沟槽。刀盘旋转并压入岩石的过程中，盘形滚刀对岩石将产生挤压、剪切、拉裂等综合作用，首先在刀刃下会产生小块破碎体，破碎体在刀刃下被碾压成粉碎体，继而被压密形成密实核，随后密实核将滚刀压力传递给周围岩石，并产生径向裂纹，其中有一条或者多条裂纹向刀刃两侧延伸，到达自由面或与相邻裂纹交汇，形成岩石碎片，完成破岩过程。

滚刀尤其是中心滚刀，在复合地层较软地质中行进时，中心滚刀切削轨迹较小，线速度较低；中心处开口较小，渣土流动不流畅；切削地层较软，不能提供足够大的启动扭矩等。以上原因导致中心滚刀极易糊刀，导致刀圈偏磨，致使滚刀失效，严重影响施工进度，且刀圈的使用寿命较短。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种盾构机单刃滚刀，使滚刀小扭矩启动成为可能，提高了滚刀在盾构施工中的适用范围，降低了滚刀偏磨几率，延长了滚刀适用寿命。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种盾构机单刃滚刀，包括刀轴，所述刀轴上设置轴承衬套，所述轴承衬套与刀轴过盈配合，所述轴承衬套包括轴承圈体，所述轴承圈体上设置若干个通孔，所述通孔内设置固体润滑剂，所述轴承衬套外部套设刀体，所述刀体与轴承衬套间隙配合，所述刀体外部套设刀圈，所述刀体的两侧分别设置端盖A和端盖B，所述端盖A和端盖B均套设在刀轴上，所述端盖A与刀体之间、端盖B与刀体之间均设有止推垫圈。

所述端盖A、端盖B与刀体之间均设有油封组件。

所述刀轴的两端外圆周面上均设有第一外环形凹槽，所述端盖A和端盖B的内圆周面均设有与第一外环形凹槽相适应的内环型固定块，所述内环型固定块与刀轴之间通过螺栓连接。

所述端盖A、端盖B上均设有内环型凹槽，所述内环型凹槽内设置环形固定座，所述环形固定座与刀轴螺纹连接，所述环形固定座与端盖B之间通过螺栓连接。

所述刀轴靠近端盖A的一端外圆周面上设有缺圆型挡块，所述端盖A上设有与缺圆型挡块相适应的缺圆型凹槽，所述刀轴靠近端盖B的一端外圆周面上设有第一外环形凹槽，所述端盖B上设有与第一外环形凹槽相适应的内环型固定块，所述内环型固定块与刀轴之间通过螺栓连接。

所述刀轴靠近端盖A的一端外圆周面上设有缺圆型挡块，所述端盖A上设有与缺圆型挡块相适应的缺圆型凹槽，所述端盖B上设有内环型凹槽，所述内环型凹槽内设置环形固定座，所述环形固定座与刀轴螺纹连接，所述环形固定座与端盖B之间通过螺栓连接。

所述环形固定座上设有若干个第一限位凸缘，所述端盖B上设有与第一限位凸缘相适应的第一限位凹槽。

所述端盖A和端盖B靠近刀体的一侧均设有第二限位凸缘，所述刀体上设有与第二限位凸缘相配合的第二限位凹槽。

所述刀体的一端外圆周面设有外环形挡块，所述刀圈的内径小于外环形挡块的外径，所述刀体的另一端外圆周面设有第二外环形凹槽，所述第二外环形凹槽内设有挡圈。

所述止推垫圈与端盖A、端盖B过盈配合，所述止推垫圈与刀体间隙配合。

所述端盖A和端盖B的外部圆弧面上均设有耐磨层。

所述端盖A、端盖B与刀轴之间均设有O型密封圈。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图之一；

附图2是本实用新型的结构示意图之二；

附图3是本实用新型的剖视结构示意图；

附图4是端盖A、端盖B与刀轴连接的具体实施方式之二；

附图5是轴承衬套的结构示意图。

附图中所示标号：1、刀轴；2、轴承衬套；3、轴承圈体；4、固体润滑剂；5、刀体；6、刀圈；7、端盖A；8、端盖B；9、止推垫圈；10、油封组件；11、缺圆型挡块；12、缺圆型凹槽；13、第一外环形凹槽；14、内环型固定块；15、内环型凹槽；16、环形固定座；17、第一限位凸缘；18、第一限位凹槽；19、第二限位凸缘；20、第二限位凹槽；21、外环形挡块；22、第二外环形凹槽；23、挡圈；24、耐磨层；25、O型密封圈。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

一种盾构机单刃滚刀，包括刀轴1，所述刀轴1上设置轴承衬套2，所述轴承衬套2与刀轴1过盈配合，所述轴承衬套2包括轴承圈体3，所述轴承圈体3上设置若干个通孔，所述通孔内设置固体润滑剂4，轴承圈体3可以采用高强度高硬度铜合金，比普通铜套硬度、强度提高一倍多，轴承圈体3表面钻孔镶嵌石墨为主的固体润滑剂，润滑面积约占25％，轴承衬套2运行时自身产生一层固体-液体混合润滑膜，起到减小摩擦的效果，大大的提升了轴承衬套2本身性能。可以在重载、高温、冲击载荷，难以加油等恶劣工况中正常工作。所述轴承衬套2外部套设刀体5，所述刀体5与轴承衬套2间隙配合，所述刀体5外部套设刀圈6，所述刀体5的两侧分别设置端盖A7和端盖B8，所述端盖A7和端盖B8均套设在刀轴1上，所述端盖A7与刀体5之间、端盖B8与刀体5之间均设有止推垫圈9。

采用该轴承结构的滚刀，刀具启动扭矩大大降低，避免刀具因原始地层承载能力小，无法提高足够大启动扭矩而致使滚刀偏磨，导致滚刀失效，该结构使滚刀小扭矩启动成为可能，提高了滚刀在盾构施工中的适用范围，降低了滚刀偏磨几率，延长了滚刀适用寿命。

进一步的，所述端盖A7、端盖B8与刀体5之间均设有油封组件10，可以有效封隔外界的灰尘、水、泥垢，保护内部的润滑油脂不泄露。

端盖A7、端盖B8与刀轴1连接的具体实施方式之一，所述刀轴1的两端外圆周面上均设有第一外环形凹槽13，所述端盖A和端盖B的内圆周面均设有与第一外环形凹槽13相适应的内环型固定块14，所述内环型固定块14与刀轴1之间通过螺栓连接，便于本实用新型的拆卸组装。

端盖A7、端盖B8与刀轴1连接的具体实施方式之二，所述端盖A7、端盖B8上均设有内环型凹槽15，所述内环型凹槽15内设置环形固定座16，所述环形固定座16与刀轴1螺纹连接，所述环形固定座16与端盖B8之间通过螺栓连接，便于本实用新型的拆卸组装。

端盖A7、端盖B8与刀轴1连接的具体实施方式之三，所述刀轴1靠近端盖A7的一端外圆周面上设有缺圆型挡块11，所述端盖A7上设有与缺圆型挡块11相适应的缺圆型凹槽12，刀轴1上的缺圆型挡块11与盖A2上的缺圆型凹槽12相互配合，可以起到定位的作用。所述刀轴1靠近端盖B8的一端外圆周面上设有第一外环形凹槽13，所述端盖B8上设有与第一外环形凹槽13相适应的内环型固定块14，所述内环型固定块14与刀轴1之间通过螺栓连接，便于本实用新型的拆卸组装。在组装本实用新型时，可以先将端盖A7套在刀轴1上，然后依次安装轴承衬套2、刀体5、端盖B8，刀轴1上的缺圆型挡块11与盖A7上的缺圆型凹槽12相互配合，可以起到定位的作用。

端盖A7、端盖B8与刀轴1连接的具体实施方式之四，所述刀轴1靠近端盖A7的一端外圆周面上设有缺圆型挡块11，所述端盖A7上设有与缺圆型挡块11相适应的缺圆型凹槽12，刀轴1上的缺圆型挡块11与盖A2上的缺圆型凹槽12相互配合，可以起到定位的作用。所述端盖B8上设有内环型凹槽15，所述内环型凹槽15内设置环形固定座16，所述环形固定座16与刀轴1螺纹连接，所述环形固定座16与端盖B8之间通过螺栓连接，便于本实用新型的拆卸组装。

进一步的，所述环形固定座16上设有若干个第一限位凸缘17，所述端盖B8上设有与第一限位凸缘17相适应的第一限位凹槽18，限位凸缘17与限位凹槽18的配合对环形固定座16安装在端盖B8上起到定位的作用，便于安装固定。

进一步的，所述端盖A7和端盖B8靠近刀体5的一侧均设有第二限位凸缘19，所述刀体5上设有与第二限位凸缘19相配合的第二限位凹槽20，便于刀体5与端盖A7和端盖B8的定位固定。

进一步的，所述刀体5的一端外圆周面设有外环形挡块21，所述刀圈6的内径小于外环形挡块21的外径，所述刀体5的另一端外圆周面设有第二外环形凹槽22，所述第二外环形凹槽22内设有挡圈23，挡圈23的外径大于刀圈6的内径，挡圈23是由两个半圆形挡圈焊接在一起组成的。在组装刀体5与刀圈6时，将刀圈6从第二外环形凹槽21一侧套入刀体5上，外环形挡块21可阻挡刀圈6穿出刀体5，然后将两个半圆形挡圈套在第二外环形凹槽22内并焊接在一起够成挡圈23，从而便于刀圈6的安装拆卸和更换。

进一步的，所述止推垫圈9与端盖A7、端盖B8过盈配合，所述止推垫圈9与刀体5间隙配合。

进一步的，所述端盖A7和端盖B8的外部圆弧面上均设有耐磨层24，提高端盖A7和端盖B8的使用寿命。。

进一步的，所述端盖A7、端盖B8与刀轴1之间均设有O型密封圈25。

实施例1

一种盾构机单刃滚刀，包括刀轴1，所述刀轴1上设置轴承衬套2，所述轴承衬套2与刀轴1过盈配合，所述轴承衬套2包括轴承圈体3，所述轴承圈体3上设置若干个通孔，所述通孔内设置固体润滑剂4，轴承圈体3可以采用高强度高硬度铜合金，比普通铜套硬度、强度提高一倍多，轴承圈体3表面钻孔镶嵌石墨为主的固体润滑剂，润滑面积约占25％，轴承衬套2运行时自身产生一层固体-液体混合润滑膜，起到减小摩擦的效果，大大的提升了轴承衬套2本身性能。可以在重载、高温、冲击载荷，难以加油等恶劣工况中正常工作。所述轴承衬套2外部套设刀体5，所述刀体5与轴承衬套2间隙配合，所述刀体5外部套设刀圈6，所述刀体5的两侧分别设置端盖A7和端盖B8，所述端盖A7和端盖B8均套设在刀轴1上，所述端盖A7与刀体5之间、端盖B8与刀体5之间均设有止推垫圈9。所述端盖A7、端盖B8与刀体5之间均设有油封组件10，可以有效封隔外界的灰尘、水、泥垢，保护内部的润滑油脂不泄露。所述刀轴1靠近端盖A7的一端外圆周面上设有缺圆型挡块11，所述端盖A7上设有与缺圆型挡块11相适应的缺圆型凹槽12，刀轴1上的缺圆型挡块11与盖A2上的缺圆型凹槽12相互配合，可以起到定位的作用。所述刀轴1靠近端盖B8的一端外圆周面上设有第一外环形凹槽13，所述端盖B8上设有与第一外环形凹槽13相适应的内环型固定块14，所述内环型固定块14与刀轴1之间通过螺栓连接，便于本实用新型的拆卸组装。所述端盖A7和端盖B8靠近刀体5的一侧均设有第二限位凸缘19，所述刀体5上设有与第二限位凸缘19相配合的第二限位凹槽20，便于刀体5与端盖A7和端盖B8的定位固定。所述刀体5的一端外圆周面设有外环形挡块21，所述刀圈6的内径小于外环形挡块21的外径，所述刀体5的另一端外圆周面设有第二外环形凹槽22，所述第二外环形凹槽22内设有挡圈23，挡圈23的外径大于刀圈6的内径，挡圈23是由两个半圆形挡圈焊接在一起组成的。在组装刀体5与刀圈6时，将刀圈6从第二外环形凹槽21一侧套入刀体5上，外环形挡块21可阻挡刀圈6穿出刀体5，然后将两个半圆形挡圈套在第二外环形凹槽22内并焊接在一起够成挡圈23，从而便于刀圈6的安装拆卸和更换。所述止推垫圈9与端盖A7、端盖B8过盈配合，所述止推垫圈9与刀体5间隙配合。所述端盖A7和端盖B8的外部圆弧面上均设有耐磨层24，提高端盖A7和端盖B8的使用寿命。所述端盖A7、端盖B8与刀轴1之间均设有O型密封圈25。采用该轴承结构的滚刀，刀具启动扭矩大大降低，避免刀具因原始地层承载能力小，无法提高足够大启动扭矩而致使滚刀偏磨，导致滚刀失效，该结构使滚刀小扭矩启动成为可能，提高了滚刀在盾构施工中的适用范围，降低了滚刀偏磨几率，延长了滚刀适用寿命。

实施例2

一种盾构机单刃滚刀，包括刀轴1，所述刀轴1上设置轴承衬套2，所述轴承衬套2与刀轴1过盈配合，所述轴承衬套2包括轴承圈体3，所述轴承圈体3上设置若干个通孔，所述通孔内设置固体润滑剂4，所述轴承衬套2外部套设刀体5，所述刀体5与轴承衬套2间隙配合，所述刀体5外部套设刀圈6，所述刀体5的两侧分别设置端盖A7和端盖B8，所述端盖A7和端盖B8均套设在刀轴1上，所述端盖A7与刀体5之间、端盖B8与刀体5之间均设有止推垫圈9。所述端盖A7、端盖B8与刀体5之间均设有油封组件10。所述刀轴1靠近端盖A7的一端外圆周面上设有缺圆型挡块11，所述端盖A7上设有与缺圆型挡块11相适应的缺圆型凹槽12，所述端盖B8上设有内环型凹槽15，所述内环型凹槽15内设置环形固定座16，所述环形固定座16与刀轴1螺纹连接，所述环形固定座16与端盖B8之间通过螺栓连接。所述环形固定座16上设有若干个第一限位凸缘17，所述端盖B8上设有与第一限位凸缘17相适应的第一限位凹槽18，限位凸缘17与限位凹槽18的配合对环形固定座16安装在端盖B8上起到定位的作用，便于安装固定。所述端盖A7和端盖B8靠近刀体5的一侧均设有第二限位凸缘19，所述刀体5上设有与第二限位凸缘19相配合的第二限位凹槽20。所述刀体5的一端外圆周面设有外环形挡块21，所述刀圈6的内径小于外环形挡块21的外径，所述刀体5的另一端外圆周面设有第二外环形凹槽22，所述第二外环形凹槽22内设有挡圈23。所述止推垫圈9与端盖A7、端盖B8过盈配合，所述止推垫圈9与刀体5间隙配合。所述端盖A7和端盖B8的外部圆弧面上均设有耐磨层24。所述端盖A7、端盖B8与刀轴1之间均设有O型密封圈25。采用该轴承结构的滚刀，刀具启动扭矩大大降低，避免刀具因原始地层承载能力小，无法提高足够大启动扭矩而致使滚刀偏磨，导致滚刀失效，该结构使滚刀小扭矩启动成为可能，提高了滚刀在盾构施工中的适用范围，降低了滚刀偏磨几率，延长了滚刀适用寿命。