一种滚刀刀具的制作方法

本实用新型涉及隧道掘进设备领域，特别涉及一种滚刀刀具。

背景技术：

盾构机在掘进时，利用滚刀刀具挤压岩石进行破岩，通过挤压使岩石产生龟裂，逐渐剥离破碎。因此，有必要提供一种滚刀刀具。

现有技术提供了这样一种滚刀刀具：该刀具包括刀轴，由内自外顺次套装在刀轴上的轴承、刀毂、刀圈。刀轴前进时，轴承、刀毂、刀圈绕刀轴进行转动，刀圈进行挤压破岩。刀圈可拆卸套装在刀毂上，便于磨损后更换刀圈。

设计人发现现有技术至少存在以下问题：

可拆卸刀圈的强度较低，对硬质岩层进行施工时，两者的连接处易磨损变形，导致推进速度慢、频繁换刀、成本较高。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种滚刀刀具，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

一种滚刀刀具，包括刀轴、轴承，所述刀具还包括：一体化刀圈；

所述轴承包括：可转动地套装在所述刀轴上的第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承间隔相对，形成环形间隙；

所述一体化刀圈包括：刀毂、一体化形成在所述刀毂外壁上的刀圈、一体化形成在所述刀毂内壁上的限位块；

所述刀毂可拆卸地套装在所述第一轴承和所述第二轴承上，且，所述限位块适配插入所述环形间隙内。

在一种可能的设计中，所述刀具还包括：端盖；

所述端盖包括第一端盖、第二端盖；

所述第一端盖、所述第二端盖分别可拆卸地套装在所述刀轴的两端；

所述第一端盖与所述第一轴承和所述刀毂的端面相抵；

所述第二端盖与所述第二轴承和所述刀毂的端面相抵。

在一种可能的设计中，所述第一端盖、所述第二端盖分别以螺纹连接方式套装在所述刀轴上。

在一种可能的设计中，所述第一端盖上设置有与所述第一轴承的内腔连通的加油口；

所述第二端盖上设置有与所述第二轴承的内腔连通的加油口；

所述加油口上可拆卸地设置有堵件。

在一种可能的设计中，所述第一轴承、所述第二轴承为推力轴承。

在一种可能的设计中，所述刀轴的中部设置有挡环；

所述挡环位于所述环形间隙内，且两端分别与所述第一轴承和所述第二轴承的端面相抵。

在一种可能的设计中，所述刀毂的外壁上设置有至少一个所述刀圈。

在一种可能的设计中，所述刀圈的自由端设置有耐磨块。

在一种可能的设计中，所述刀圈与所述耐磨块的表面上设置有耐磨涂层。

在一种可能的设计中，所述限位块的侧壁与所述环形间隙的内壁上设置有相适配的锁紧结构。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

刀轴被盾构机驱动前进时，套装在刀轴外部的轴承(即，第一轴承和第二轴承)和一体化刀圈能够绕刀轴转动，刀圈挤压岩石进行破岩作业。通过将轴承设置成包括第一轴承和第二轴承，不仅便于一体化刀圈的转动，且通过限位块插入第一轴承和第二轴承形成的环形间隙内，限制一体化刀圈的轴向移动，提高破岩作业的稳定性。刀毂可拆卸地套装在第一轴承和第二轴承上，便于一体化刀圈的更换。与现有技术可拆卸套装的刀毂和刀圈相比，本实用新型实施例采用由刀毂和刀圈一体形成的一体化刀圈，强度较高，提高了滚刀刀具的承载能力，避免因推力不够在连接处磨损导致磨面现象，提高盾构施工的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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。

图1是本实用新型实施例提供的滚刀刀具整体结构示意图。

附图标记分别表示：

1-刀轴，

101-挡环，

2-轴承，

201-第一轴承，

202-第二轴承，

203-环形间隙，

3-一体化刀圈，

301-刀毂，

302-刀圈，

303-限位块，

4-端盖，

401-第一端盖，

402-第二端盖，

5-加油口，

6-耐磨块。

具体实施方式

除非另有定义，本实用新型实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种滚刀刀具，如附图1所示，该刀具包括：刀轴1、轴承2、一体化刀圈3。其中，轴承2包括：可转动地套装在刀轴1上的第一轴承201和第二轴承202，第一轴承201和第二轴承202间隔相对，形成环形间隙203。

一体化刀圈3包括：刀毂301、一体化形成在刀毂301外壁上的刀圈302、一体化形成在刀毂301内壁上的限位块303；刀毂301可拆卸地套装在第一轴承201和第二轴承202上，且，限位块303适配插入环形间隙203内。

以下对本实用新型实施例提供的滚刀刀具的工作原理进行说明：

刀轴1被盾构机驱动前进时，套装在刀轴1外部的轴承2(即，第一轴承201和第二轴承202)和一体化刀圈3能够绕刀轴1转动，刀圈302挤压岩石进行破岩作业。通过将轴承2设置成包括第一轴承201和第二轴承202，不仅便于一体化刀圈3的转动，且通过限位块303插入第一轴承201和第二轴承202形成的环形间隙203内，限制一体化刀圈3的轴向移动，提高破岩作业的稳定性。使刀毂301可拆卸地套装在第一轴承201和第二轴承202上，便于一体化刀圈3的更换。

与现有技术可拆卸套装的刀毂和刀圈相比，本实用新型实施例采用由刀毂301和刀圈302一体形成的一体化刀圈3，强度较高，提高了滚刀刀具的承载能力，避免因推力不够在连接处磨损导致磨面现象，提高盾构施工的效率。

对于如何实现将刀毂301可拆卸地套装在第一轴承201和第二轴承202上，以下给出示例说明：

如附图1所示，本实用新型实施例提供的滚刀刀具还包括：端盖4；

端盖4包括：第一端盖401、第二端盖402；

第一端盖401、第二端盖402分别可拆卸地套装在刀轴1的两端；

第一端盖401与第一轴承201和刀毂301的端面相抵；

第二端盖402与第二轴承202和刀毂301的端面相抵。

如此设置，利用端盖4对轴承2和刀毂301进行固定，避免轴承2和一体化刀圈3沿刀轴1的轴向移动，且不影响一体化刀圈3和轴承2的转动。且第一端盖401、第二端盖402可拆卸地套装在刀轴1上，使第一轴承201、第二轴承202可拆卸地套装在刀轴1上，进而实现一体化刀圈3的可拆卸套装。

基于上述，轴承2和一体化刀圈3的安装、拆卸步骤可以如下所示：

首先将一体化刀圈3套装在所述刀轴1上的预设位置，然后从刀轴1的两端分别套入第一轴承201、第二轴承202，移动至与限位块303的侧壁相抵。然后安装第一端盖401、第二端盖402，进行固定，完成本实用新型实施例提供的滚刀刀具各部件的安装。拆卸时，首先拆卸第一端盖401、第二端盖402，然后沿轴向取出第一轴承201、第二轴承202，最后可以拆卸一体化刀圈3。

其中，刀毂301的两端可以设置有内台阶，第一端盖401和第二端盖402分别与刀毂301两端内台阶的水平面相抵，第一端盖401和第二端盖402的侧壁与内台阶的竖直面密封接触。

为了避免外界液体进入轴承2内，第一端盖401与第一轴承201以及刀毂301的接触面上均设置有密封件，第二端盖402与第二轴承202以及刀毂301的接触面上均设置有密封件。示例地，刀轴1的两端与第一端盖401、第二端盖402接触的部位设置有环形密封安装槽，用于安装密封圈，使刀轴1与第一端盖401、第二端盖402的接触良好，提高密封效果。

在刀毂301两端的内台阶侧壁上也设置有环形槽，以放置密封圈，来密封刀毂301与端盖4之间的间隙。

对于上述第一端盖401、第二端盖402如何可拆卸地套装在刀轴1的两端，以下给出示例：

第一端盖401、第二端盖402分别以螺纹连接方式套装在刀轴1上。螺纹连接易于安装和拆卸，实现第一端盖401和第二端盖402的可拆卸套装。

为了便于对轴承2进行润滑，如附图1所示，第一端盖401上设置有与第一轴承201的内腔连通的加油口5；

第二端盖402上设置有与第二轴承202的内腔连通的加油口5；

加油5上可拆卸地设置有堵件。

如此设置，通过加油口5向第一轴承201、第二轴承202的内腔加入润滑油，对轴承2进行润滑。加油口5上可拆卸地设置有堵件，滚刀刀具运转时，堵件处于封堵状态，避免外界污水进入轴承2内产生锈蚀影响轴承2的转动，需要加油润滑时，移除堵件，加入润滑油。

可以理解的是，第一轴承201、第二轴承202均包括内圈、外圈、滚动体，内圈与外圈之间的间隙即内腔，滚动体设置于内腔中。加油口5与第一轴承201、第二轴承202的内腔连通，加入润滑油时，润滑油能流动到滚动体表面，进行润滑，便于第一轴承201、第二轴承202的转动。

刀轴1前进时，第一轴承201、第二轴承202在转动的同时随刀轴1进行轴向移动，承受一定的轴向力，基于此，第一轴承201、第二轴承202可以设置为推力轴承。

推力轴承能在转动的同时承受推力，避免第一轴承201、第二轴承202在沿刀轴1轴向的推力作用下产生损坏。

为了便于滚刀刀具各部件安装时的定位，如附图1所示，刀轴1的中部设置有挡环101；

挡环101位于环形间隙203内，且两端分别与第一轴承201和第二轴承202的端面相抵。

上述一体化刀圈3移动至预设位置，即使一体化刀圈3上的限位块303对准挡环101，通过设置挡环101，作为定位基准，便于安装时的定位。

本实用新型实施例中，一体化刀圈3包括一体化形成在刀毂301外壁上的刀圈302。为了提高破岩效果，如附图1所示，刀毂301的外壁上设置有至少一个刀圈302。

如此设置，在岩层硬度较大时，通过选用多个刀圈302，能够提高破岩效果，扩大滚刀刀具的适用范围。

为了提高刀圈302的破岩效果，如附图1所示，刀圈302的自由端设置有耐磨块6。耐磨块6在与岩石挤压摩擦时不易磨损，提高破岩的效果，避免出现磨面现象，且降低一体化刀圈3的磨损率。

其中，刀圈302的自由端是指刀圈302径向最外部的端面。耐磨块6可以为部分嵌入刀圈302自由端的圆柱体，且耐磨块6位于刀圈302外部的端部设置为半球体，在转动破岩时不易磨损。

刀圈302可以为工具钢材质，耐磨柱6可以选用硬质合金材质，举例来说，可以选用钨钴类硬质合金材质的耐磨块6，以使耐磨块6有良好的强度、硬度、耐腐蚀性和耐磨性。

进一步地，刀圈302与耐磨块6的表面上设置有耐磨涂层。通过设置耐磨涂层，使刀圈302和耐磨块6不易磨损。

举例来说，耐磨涂层可以为纳米陶瓷涂层。

一体化刀圈3的内壁设置有限位块303，限位块303的侧壁与环形间隙203的内壁上设置有相适配的锁紧结构。

限位块303伸入环形间隙203内，并与第一轴承201、第二轴承202的端面接触，限制一体化刀圈3的轴向移动。在限位块303的侧壁与环形间隙203的内壁设置相适配的锁紧结构，能够使限位块303与环形间隙203的接触更紧密，限位效果更好。锁紧结构可以通过在限位块303与环形间隙203的内壁设置相适配的凸起与凹槽获得，也可以在限位块303与环形间隙203的内壁上设置相适配的齿牙。

其中，限位块303可以为连续的圆环结构，也可以为设置在刀毂301内壁上的多个沿周向间隔分布的矩形块状结构，均可实现限位功能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，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。