一种球齿状耐磨滚刀的制作方法

本实用新型涉及隧道掘进刀具技术领域，具体为一种球齿状耐磨滚刀。

背景技术：

伴随着我国城市化的加快，城市建设快速发展，城市规模不断加大，城市交通呈急剧增长的态势，21世纪将是中国城市轨道交通的新纪元，经济发展将会伴随更大的都市化，地铁交通的建设将促使城市的发展，甚至成为一个急迫的任务。

盾构机在隧道施工中，通过刀盘刀具对前方土体切削，刀具与土体的适应程度至关重要。刀盘刀具于前方土体不适应，将使盾构掘进非常缓慢甚至寸步难行，直接影响到盾构机的工作效率、工程进展及工程的经济效益。由于刀具是易损件，消耗量大，如果只是依靠进口刀具不仅供货期长，而且成本高，所以使用国产刀具势在必行。在掌握盾构刀具切削机理和深刻认识刀具磨损相关因素的基础上，针对不同的施工地质进行刀盘的选择、刀具的布置和刀具适应各类地层的选择，刀具质量的好坏在隧道掘进中显得尤为重要。

目前国内盾构掘进中的滚刀多采用合金工具钢或合金结构钢制造的钢刀圈，这种钢刀圈对地层的适应范围较广，从软土到软岩甚至硬岩均能一定程度的适应，但受刀圈材料性能的限制其耐磨性有一定的限度，同时这种钢刀圈在较软的地层中掘进时由于掌子面提供给滚刀的主动转矩不足以克服滚刀转动的被动转矩，滚刀转动不起来进而使滚刀产生偏磨。而在广州、深圳地区，存在大量的粉砂岩、砂岩、粉沙质泥岩等风化程度较高的软岩(土)地层，这种地层的磨砺性较强、稳定性较差，常常不具备换刀条件或换刀成本高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有较好的耐磨性，同时还能减少滚刀的偏磨，节约施工成本的球齿状耐磨滚刀，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种球齿状耐磨滚刀，包括刀体和刀圈，所述刀体和刀圈一体成型，在刀体外周沿的刃口上嵌有多个等间距排布的刀齿；所述刀体和刀圈内插接有刀轴，刀轴的两端固定在上支架和下支架内，且与上支架和下支架的连接处压合有o型圈；在两个相邻的刀体之间还固定有中心架，刀轴贯穿连接中心架；所述刀体的内部还设置有圆锥滚子轴承，刀体与上支架、下支架、中心架的连接面上固定有浮动油封和卡环；所述浮动油封安装在刀体的内圈上，并填装有油堵；所述卡环卡接在刀体的外圈上。

优选的，所述刀齿为半球形，刀齿的顶部凸出刀体外周沿5mm，且刀齿的内部嵌有钨钴硬质合金。

优选的，所述刀体和刀圈的两侧还堆焊有耐磨层。

优选的，所述刀体与上支架、下支架安装端面上还设置有螺母、定位块进行固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本球齿状耐磨滚刀，在掘进时由于球齿的凹凸不平作用，有利于增加滚刀的主动转矩，从而使滚刀转动的主动转矩大于滚刀的被动转矩，使滚刀转动灵活，减少偏磨发生的几率；其在地质较软的复合地层一般掘进距离在500米以上，具有较好的耐磨性，同时还能减少滚刀的偏磨，从而克服普通钢刀圈使用过程中的易磨损和偏磨等缺点，节约施工成本，具有较好的经济性及推广价值。

附图说明

图1为本实用新型的正视图。

图2为本实用新型的俯视图。

图3为本实用新型图2的侧剖图。

图中：1刀体、2刀圈、3刀齿、4钨钴硬质合金、5耐磨层、6刀轴、7上支架、8下支架、9中心架、10o型圈、11圆锥滚子轴承、12浮动油封、13油堵、14螺母、15定位块、16卡环。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，一种球齿状耐磨滚刀，包括刀体1和刀圈2，刀体1和刀圈2一体成型，刀体1和刀圈2的两侧堆焊有耐磨层5，在刀体1外周沿的刃口上嵌有多个等间距排布的刀齿3，刀齿3为半球形，刀齿3的顶部凸出刀体1外周沿5mm，且刀齿3的内部嵌有钨钴硬质合金4；刀体1和刀圈2内插接有刀轴6，刀轴6的两端固定在上支架7和下支架8内，且与上支架7和下支架8的连接处压合有o型圈10；在两个相邻的刀体1之间还固定有中心架9，刀轴6贯穿连接中心架9；刀体1的内部还设置有圆锥滚子轴承11，刀体1与上支架7、下支架8、中心架9的连接面上固定有浮动油封12和卡环16；浮动油封12安装在刀体1的内圈上，并填装有油堵13；卡环16卡接在刀体1的外圈上，刀体1与上支架7、下支架8安装端面上还设置有螺母14、定位块15进行固定。

工作原理：本球齿状耐磨滚刀，刀体1和刀圈2在推进油缸的推力作用下，刀圈2的刃部贯入掌子面，同时刀体1随刀盘绕刀盘轴心公转转动，刀体1在掌子面岩土主动摩擦力的作用下绕刀轴6自转转动，通过刀体1绕刀盘中心的公转、刀体1绕刀轴6的自转及推进油缸的推进作用形成对掌子面岩土的切削，完成盾构的掘进；为提高刀圈2的耐磨性，在刀圈2外缘周围的刀齿3的内部嵌有钨钴硬质合金4，而且球形顶部露出刀体1外边沿5mm，同时在刀圈2两侧堆焊耐磨层5，这样刀圈2对岩土的切削主要通过球形钨钴硬质合金4及耐磨层5部分来实现，由于这两种耐磨的材料被巧妙地运用在刀体1和刀圈2上，提高了整个刀圈2的耐磨性，从而使刀圈2在掘进中不易被磨损，盾构掘进的长距离换刀成为可能，节约了盾构施工成本。

综上所述：本球齿状耐磨滚刀，在掘进时由于球齿的凹凸不平作用，有利于增加滚刀的主动转矩，从而使滚刀转动的主动转矩大于滚刀的被动转矩，使滚刀转动灵活，减少偏磨发生的几率；经过实际使用证明，球齿耐磨滚刀在地质较软的复合地层一般掘进距离在500米以上，具有较好的耐磨性，同时还能减少滚刀的偏磨，从而克服普通钢刀圈使用过程中的易磨损和偏磨等缺点，节约施工成本，具有较好的经济性及推广价值。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。