一种具备高性能刀圈的盾构机用滚刀的制作方法

本实用新型涉及盾构机滚刀产品技术领域，尤其涉及一种结构设计合理，使用效果突出的具备高性能刀圈的盾构机用滚刀。

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背景技术：
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盾构机在破岩时刀圈不仅受很大的径向破岩力，同时又受到岩石相对剧烈摩擦，根据刀圈磨损形式分析，若要提高刀圈的使用寿命，则刀圈材料需要具有高强度、高硬度以及良好的冲击韧性，这样的刀圈在掘进时既耐磨，又能在遭受巨大冲击力时避免发生崩裂或塑性变形，目前市场上一般的刀圈强度高，而抗冲击韧性偏低，导致了刀圈在开挖抗压强度高的全断面硬岩时出现刀圈崩裂、脱落，严重影响使用寿命，增加成本投入。

由此可知，刀圈是盾构刀具较为重要的部件，怎样才能有效的提高刀圈的性能，从而整体提升盾构刀具的使用寿命，是本领域技术人员经常考虑的问题，也进行了大量的研发和实验，并取得了较好的成绩。

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技术实现要素：
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为克服现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种结构设计合理，使用效果突出的具备高性能刀圈的盾构机用滚刀。

本实用新型解决技术问题的方案是提供一种具备高性能刀圈的盾构机用滚刀，包括刀体、设置于所述刀体外侧、与刀体外部相匹配的刀圈以及贯穿所述刀体的刀轴组件；所述刀轴组件外侧开设有至少一条长条状的储油槽，该储油槽的槽体深度大小范围为1.5-4.5mm，宽度为2.5-4.5mm；所述刀圈包括软质刀圈体以及与所述软质刀圈体形状匹配、处于软质刀圈体外侧的硬质刀圈体，该硬质刀圈体呈圆环状，且在所述软质刀圈体与硬质刀圈体之间设置有多个用于起连接作用的连接杆；还包括设置于所述软质刀圈体以及硬质刀圈体外侧侧边部位、用于进一步增强软质刀圈体与硬质刀圈体连接性能的连接环；该连接环通过螺丝与软质刀圈体、硬质刀圈体相连接；所述刀体外周靠近刀圈部位安设有用于避免刀圈横向移动、保证稳定性的挡圈，且所述刀圈与刀体呈过盈配合，过盈配合量为0.75mm；所述刀体靠近挡圈一侧还安设有至少一个弹性定位销组件，且在刀体上开设有用于容纳所述弹性定位销组件的定位槽，所述定位槽中放置有至少一个用于保持弹性定位销组件弹性性能的弹簧体；所述刀圈的厚度大小范围为35-45mm；挡圈的厚度大小范围为14.5-16.5mm，挡圈的宽度大小范围为1.5-4mm；还包括设置于刀体一端外部的端盖体，该端盖体呈八方体型，且在该八方体型端盖体的各侧面外部都形成有用于提高端盖体耐磨性能的第一耐磨层；所述刀圈的外径大小范围为175-235mm；刀轴的外径大小范围为25.5-56mm；刀轴组件两端还分别设置有用于与外部物件相连接的卡合块。

优选地，所述一种具备高性能刀圈的盾构机用滚刀还包括设置于所述刀体两端内侧、处于刀轴外侧的轴承体，在所述轴承体外部对应安设有密封圈，所述密封圈通过螺丝与刀体固定。

优选地，所述端盖体各侧面的第一耐磨层包括长条状耐磨层以及锯齿形耐磨层；长条状耐磨层和锯齿形耐磨层的厚度大小范围为1.5-3.55mm；且锯齿形耐磨层分别形成于长条状耐磨层两侧；所述锯齿形耐磨层与长条状耐磨层之间的最短间隔距离大小为1.2mm。

优选地，所述刀圈外周形成有第二耐磨层；且第二耐磨层的厚度大小范围为0.95-1.85mm。

优选地，所述刀轴组件外部形成有用于提升刀轴强度和硬度的硬化层；且该硬化层的厚度大小范围为2.5-7.5mm。

优选地，所述定位槽内部设置的用于保证弹性定位销组件弹性性能的弹簧体数量为两个，并排设置。

优选地，所述刀圈外周等间距安设有用于增强刀圈整体强度和性能的刀齿体；且该刀齿体的顶部呈球状。

优选地，所述弹性定位销组件环绕所述刀体外周设置；且弹性定位销组件的数量至少为三个，间距相等。

与现有技术相比，本实用新型一种具备高性能刀圈的盾构机用滚刀通过同时设置刀体13、设置于刀体13外侧、与刀体13外部相匹配的刀圈以及贯穿刀体13的刀轴组件11，在刀轴组件11外侧开设至少一条长条状的储油槽，且控制储油槽的槽体深度大小范围为1.5-4.5mm，宽度为2.5-4.5mm，刀圈包括软质刀圈体15以及与软质刀圈体15形状匹配、处于软质刀圈体15外侧的硬质刀圈体16，硬质刀圈体16呈圆环状，且在软质刀圈体15与硬质刀圈体16之间设置多个用于起连接作用的连接杆17，结合设置于软质刀圈体15以及硬质刀圈体16外侧侧边部位、用于进一步增强软质刀圈体15与硬质刀圈体16连接性能的连接环14结构，实际使用过程中，通过结合控制刀圈的厚度大小范围为35-45mm，挡圈的厚度大小范围为14.5-16.5mm，挡圈的宽度大小范围为1.5-4mm，较好的实现了刀圈抗冲击能力的增强，且延长了使用寿命，节约了成本，得到高强度、高韧性、高抗磨、高性能的盾构机用滚刀。

[附图说明]

图1和图2是本实用新型一种具备高性能刀圈的盾构机用滚刀的立体状态结构示意图。

[具体实施方式]

为使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定此实用新型。

请参阅图1和图2，本实用新型一种具备高性能刀圈的盾构机用滚刀1包括刀体13、设置于所述刀体13外侧、与刀体13外部相匹配的刀圈以及贯穿所述刀体13的刀轴组件11；所述刀轴组件11外侧开设有至少一条长条状的储油槽，该储油槽的槽体深度大小范围为1.5-4.5mm，宽度为2.5-4.5mm；所述刀圈包括软质刀圈体15以及与所述软质刀圈体15形状匹配、处于软质刀圈体15外侧的硬质刀圈体16，该硬质刀圈体16呈圆环状，且在所述软质刀圈体15与硬质刀圈体16之间设置有多个用于起连接作用的连接杆17；还包括设置于所述软质刀圈体15以及硬质刀圈体16外侧侧边部位、用于进一步增强软质刀圈体15与硬质刀圈体16连接性能的连接环14；该连接环14通过螺丝与软质刀圈体15、硬质刀圈体16相连接；所述刀体13外周靠近刀圈部位安设有用于避免刀圈横向移动、保证稳定性的挡圈，且所述刀圈与刀体13呈过盈配合，过盈配合量为0.75mm；所述刀体13靠近挡圈一侧还安设有至少一个弹性定位销组件131，且在刀体13上开设有用于容纳所述弹性定位销组件131的定位槽，所述定位槽中放置有至少一个用于保持弹性定位销组件131弹性性能的弹簧体；所述刀圈的厚度大小范围为35-45mm；挡圈的厚度大小范围为14.5-16.5mm，挡圈的宽度大小范围为1.5-4mm；还包括设置于刀体13一端外部的端盖体，该端盖体呈八方体型，且在该八方体型端盖体的各侧面外部都形成有用于提高端盖体耐磨性能的第一耐磨层；所述刀圈的外径大小范围为175-235mm；刀轴组件11的外径大小范围为25.5-56mm；刀轴组件11两端还分别设置有用于与外部物件相连接的卡合块。

本申请通过同时设置刀体13、设置于刀体13外侧、与刀体13外部相匹配的刀圈以及贯穿刀体13的刀轴组件11，在刀轴组件11外侧开设至少一条长条状的储油槽，且控制储油槽的槽体深度大小范围为1.5-4.5mm，宽度为2.5-4.5mm，刀圈包括软质刀圈体15以及与软质刀圈体15形状匹配、处于软质刀圈体15外侧的硬质刀圈体16，硬质刀圈体16呈圆环状，且在软质刀圈体15与硬质刀圈体16之间设置多个用于起连接作用的连接杆17，结合设置于软质刀圈体15以及硬质刀圈体16外侧侧边部位、用于进一步增强软质刀圈体15与硬质刀圈体16连接性能的连接环14结构，实际使用过程中，通过结合控制刀圈的厚度大小范围为35-45mm，挡圈的厚度大小范围为14.5-16.5mm，挡圈的宽度大小范围为1.5-4mm，较好的实现了刀圈抗冲击能力的增强，且延长了使用寿命，节约了成本，得到高强度、高韧性、高抗磨、高性能的盾构机用滚刀。

优选地，所述一种具备高性能刀圈的盾构机用滚刀1还包括设置于所述刀体13两端内侧、处于刀轴组件外侧的轴承体133，在所述轴承体133外部对应安设有密封圈12，所述密封圈12通过螺丝与刀体13固定。

优选地，所述端盖体各侧面的第一耐磨层包括长条状耐磨层以及锯齿形耐磨层；长条状耐磨层和锯齿形耐磨层的厚度大小范围为1.5-3.55mm；且锯齿形耐磨层分别形成于长条状耐磨层两侧；所述锯齿形耐磨层与长条状耐磨层之间的最短间隔距离大小为1.2mm。

优选地，所述刀圈外周形成有第二耐磨层；且第二耐磨层的厚度大小范围为0.95-1.85mm。

优选地，所述刀轴组件11外部形成有用于提升刀轴强度和硬度的硬化层；且该硬化层的厚度大小范围为2.5-7.5mm。

优选地，所述定位槽内部设置的用于保证弹性定位销组件131弹性性能的弹簧体数量为两个，并排设置。

优选地，所述刀圈外周等间距安设有用于增强刀圈整体强度和性能的刀齿体；且该刀齿体的顶部呈球状。

优选地，所述弹性定位销组件131环绕所述刀体13外周设置；且弹性定位销组件131的数量至少为三个，间距相等。

为了增强刀圈抗冲击能力，延长使用寿命，节约成本，本实用新型提供一种提高滚刀刀圈抗冲击能力的方法。其采取的技术方案是：刀圈内圈进行软化处理，提高刀圈材料裂纹扩展功，防止刀圈断裂，增强了刀圈在破岩时抗冲击能力。

盾构机滚刀在复合地层中掘进遇到上软下硬地层刀圈很容易崩断。在复合地层中要求滚刀刀圈既有一定的强度，又要有一定的韧性，经过特殊处理后的刀圈在复合地层中的使用过程中，刀圈均正常磨损，未出现崩断现象。

刀圈加工好后在进行热处理时，控制内、外圈刀圈回火温度不同，从而达到刀圈外硬内软的技术要求，这样既可以保证刀圈外圈破岩需要的强度，又可以保证刀圈在受到冲击时具有一定的韧性，防止刀圈因过“脆”而发生断裂。

与现有技术相比，本实用新型一种具备高性能刀圈的盾构机用滚刀1通过同时设置刀体13、设置于刀体13外侧、与刀体13外部相匹配的刀圈以及贯穿刀体13的刀轴组件11，在刀轴组件11外侧开设至少一条长条状的储油槽，且控制储油槽的槽体深度大小范围为1.5-4.5mm，宽度为2.5-4.5mm，刀圈包括软质刀圈体15以及与软质刀圈体15形状匹配、处于软质刀圈体15外侧的硬质刀圈体16，硬质刀圈体16呈圆环状，且在软质刀圈体15与硬质刀圈体16之间设置多个用于起连接作用的连接杆17，结合设置于软质刀圈体15以及硬质刀圈体16外侧侧边部位、用于进一步增强软质刀圈体15与硬质刀圈体16连接性能的连接环14结构，实际使用过程中，通过结合控制刀圈的厚度大小范围为35-45mm，挡圈的厚度大小范围为14.5-16.5mm，挡圈的宽度大小范围为1.5-4mm，较好的实现了刀圈抗冲击能力的增强，且延长了使用寿命，节约了成本，得到高强度、高韧性、高抗磨、高性能的盾构机用滚刀。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。