一种母材耐磨性好的盾构刀具的制作方法

本实用新型涉及盾构设备技术领域，具体为一种母材耐磨性好的盾构刀具。

背景技术：

盾构是一种专门用于开挖地下隧道工程的大型综合施工设备，它具有开挖快、优质、安全、经济、有利于环境保护和降低劳动强度的优点，在城市隧道的开挖中得到越来越广泛的应用。

盾构机的主要工作原理是在地下运用刀盘刀具沿前进轴线边挖掘边推进以形成地下隧道，刀具作为盾构机的重要部件之一，主要承担对土壤或岩石的挖掘。当施工遇到岩石、沙卵石等坚硬地层时，刀具会加快磨损，尤其是超长距离施工，刀具在承受砂砾、卵石磨粒磨损与冲击时，除了刃口部位承受冲击之外，刀具迎土面还有犁沟式磨粒磨损和碾压磨损。母材在没有特殊保护的情况下，损耗特别快，盾构刀具磨损尤为厉害且刀具母材磨损、腐蚀特别严重，导致刀具在刃口部位还能掘进使用的前提下，刀具因母材报废而需修补或报废。因此在掘进整个过程中势必要更换刀具，但是在沙卵地层更换刀具的难度和风险极大且影响隧道的挖掘进度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种母材耐磨性好的盾构刀具，本实用新型在切削挖掘过程中不需要人工进行判断刀具是否磨损，也不必中途人工更换刀具。因此，具有双重刃口耐磨盾构刀具具备了自我修复功能，具有使用寿命长的优点，避免了人工更换刀具的困难和风险，保证了盾构的正常掘进速度，更能适应超长距离隧道的施工，可以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种母材耐磨性好的盾构刀具，包括刀座、刀片、锁紧螺栓和锁紧螺母，所述刀座自上而下开设有两排的台阶安装孔，所述刀座的外端部设有刀片，刀片通过内部设置的锁紧螺栓和锁紧螺母锁紧固定；

所述刀片由主位刀、次位刀a和次位刀b组成，所述主位刀设置在所述刀座的拐角处，所述主位刀的顶部向外伸出所述刀座，所述刀座外端部的中央设置次位刀a，所述次位刀a的顶部向外伸出所述刀座，所述刀座的另一拐角处设置有次位刀b，所述次位刀b的顶部向外伸出所述刀座，所述主位刀、次位刀a和次位刀b均通过贯穿的锁紧螺栓以及旋接在锁紧螺栓上的锁紧螺母固定在所述刀座上。

进一步地，所述主位刀、次位刀a和次位刀b向外延伸的高度依次降低。

进一步地，所述主位刀和次位刀b均垂直安装在所述刀座上，次位刀a倾斜安装在所述刀座上。

进一步地，所述次位刀a与水平面的夹角为77°。

进一步地，所述主位刀、次位刀a和次位刀b均采用硬质合金制成。

进一步地，所述锁紧螺栓上下设置两排，锁紧螺母位于主位刀内与其匹配的内六角槽内。

进一步地，所述锁紧螺栓远离锁紧螺母的一端开设有内六角孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的母材耐磨性好的盾构刀具，主位刀、次位刀a和次位刀b向外延伸的高度依次降低，初始掘进时由处于外层的主位刀承担切削工作，当主位刀磨损到一定程度而露出次位刀a时，主位刀的剩余碎片就向两边分离而自动脱落，从而露出次位刀a继续进行切削挖掘，这样依次进行切削挖掘，直到次位刀b被磨损，基于这样的结构，本实用新型在切削挖掘过程中不需要人工进行判断刀具是否磨损，也不必中途人工更换刀具。因此，具有双重刃口耐磨盾构刀具具备了自我修复功能，具有使用寿命长的优点，避免了人工更换刀具的困难和风险，保证了盾构的正常掘进速度，更能适应超长距离隧道的施工。

附图说明

图1为本实用新型的正视图；

图2为本实用新型主位刀工作的剖视图；

图3为本实用新型次位刀a工作的剖视图；

图4为本实用新型次位刀b工作的剖视图；

图5为本实用新型刀片磨损后的剖视图。

图中：1、刀座；11、安装孔；2、刀片；21、主位刀；22、次位刀a；23、次位刀b；3、锁紧螺栓；4、锁紧螺母。

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1-2，一种母材耐磨性好的盾构刀具，包括刀座1、刀片2、锁紧螺栓3和锁紧螺母4，刀座1自上而下开设有两排的台阶安装孔11，台阶安装孔11的作用是通过螺栓将整个刀具安装在刀盘上，由刀盘驱动转动进行掘进，刀座1的外端部设有刀片2，刀片2与土壤或岩石接触，刀片2通过内部设置的锁紧螺栓3和锁紧螺母4锁紧固定，这样能够保证刀片2稳定的安装在刀座1上。

刀片2由主位刀21、次位刀a22和次位刀b23组成，主位刀21、次位刀a22和次位刀b23均采用硬质合金制成，将母材部位增加刃口部位(硬质合金刃口)，以增大对母材磨损的保护和耐磨，主位刀21垂直设置在刀座1的拐角处，主位刀21的顶部向外伸出刀座1，保证主位刀21能够进行挖掘，刀座1外端部的中央倾斜设置次位刀a22，次位刀a22与水平面的夹角为77°，由于夹角小于90°，这样能够增加次位刀a22的承受能力，使用的稳定性更好，次位刀a22的顶部向外伸出刀座1，保证次位刀a22能够进行挖掘，刀座1的另一拐角处垂直设置有次位刀b23，次位刀b23的顶部向外伸出刀座1，保证次位刀b23能够进行挖掘，主位刀21、次位刀a22和次位刀b23均通过贯穿的锁紧螺栓3以及旋接在锁紧螺栓3上的锁紧螺母4固定在刀座1上，通过锁紧螺栓3和锁紧螺母4安装主位刀21、次位刀a22和次位刀b23，这样即使主位刀21、次位刀a22和次位刀b23被磨损完，掘进完成后，还可以进行更换主位刀21、次位刀a22和次位刀b23，锁紧螺栓3上下设置两排，保证安装的稳定性，锁紧螺母4位于主位刀21内与其匹配的内六角槽内，保证安装的便捷性，锁紧螺栓3远离锁紧螺母4的一端开设有内六角孔，这样方便拧紧锁紧螺栓3，主位刀21、次位刀a22和次位刀b23向外延伸的高度依次降低，这样是为了保证在掘进时，由高到低梯次挖掘，初始掘进时由处于外层的主位刀21承担切削工作(如图2)，当主位刀21磨损到一定程度而露出次位刀a22(如图3)时，该主位刀21的剩余碎片就向两边分离而自动脱落，从而露出次位刀a22继续进行切削挖掘，次位刀a22磨损到一定程度而露出次位刀b23(如图4)时，次位刀a22的剩余碎片就向两边分离而自动脱落，从而露出次位刀b23继续进行切削挖掘，直到次位刀b23磨损完(如图5)。基于这样的结构，本实用新型就能够比现有普通盾构机用刀具使用更长的时间，而在切削挖掘过程中不需要人工进行判断刀具是否磨损，也不必中途人工更换刀具。因此，具有双重刃口耐磨盾构刀具具备了自我修复功能，具有使用寿命长的优点，避免了人工更换刀具的困难和风险，保证了盾构的正常掘进速度，适合砂卵石地层和磨砺性强的石英砂地层掘进刀圈，更能适应超长距离隧道的施工。

工作原理：主位刀21、次位刀a22和次位刀b23向外延伸的高度依次降低，这样是为了保证在掘进时，由高到低梯次挖掘，初始掘进时由处于外层的主位刀21承担切削工作，当主位刀21磨损到一定程度而露出次位刀a22时，该主位刀21的剩余碎片就向两边分离而自动脱落，从而露出次位刀a22继续进行切削挖掘，次位刀a22磨损到一定程度而露出次位刀b23时，次位刀a22的剩余碎片就向两边分离而自动脱落，从而露出次位刀b23继续进行切削挖掘。

综上所述：本实用新型的母材耐磨性好的盾构刀具，主位刀21、次位刀a22和次位刀b23向外延伸的高度依次降低，初始掘进时由处于外层的主位刀21承担切削工作，当主位刀21磨损到一定程度而露出次位刀a22时，主位刀21的剩余碎片就向两边分离而自动脱落，从而露出次位刀a22继续进行切削挖掘，次位刀a22磨损到一定程度而露出次位刀b23时，次位刀a22的剩余碎片就向两边分离而自动脱落，从而露出次位刀b23继续进行切削挖掘，基于这样的结构，本实用新型在切削挖掘过程中不需要人工进行判断刀具是否磨损，也不必中途人工更换刀具。因此，具有双重刃口耐磨盾构刀具具备了自我修复功能，具有使用寿命长的优点，避免了人工更换刀具的困难和风险，保证了盾构的正常掘进速度，适合砂卵石地层和磨砺性强的石英砂地层掘进刀圈，更能适应超长距离隧道的施工。

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。