一种新型防堵塞泥岩用镶齿滚刀的制作方法

1.本发明属于盾构机配件应用技术领域，尤其涉及一种新型防堵塞泥岩用镶齿滚刀。


背景技术：

2.盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。目前，盾构机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
3.盾构机刀具通常需要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，因此，盾构刀具结构和性能对掘进速率起着至关重要的作用。滚刀是盾构机上应用最为广泛的掘进刀具，通常由滚刀圈和滚刀体组成。传统滚刀多用于硬岩破岩，而复合地层常软硬相兼，地层强度差异大，且岩土层种类较多，地质复杂。特别是当盾构机掘进的岩层中含有大量的泥沙岩和碎石时，由于沙石和碎石的楔挤作用，极容易积渣将滚刀刀筒堵塞，进而导致滚刀停转。如仍继续掘进刀盘及主轴承受力不均，导致偏磨、崩齿以及抽刀困难，进而大大降低刀具的使用寿命。因此需要针对该种地层设计一种新型的滚刀，减少土岩复合地层中积渣，大大降低刀盘刀具的异常磨损，使其较好的适应泥岩碎石等复杂地矿。


技术实现要素：

4.本发明针对上述的现有滚刀针对岩层中含有大量的泥沙岩和碎石掘进时所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、加工方便且能够有效应对含有大量的泥沙岩和碎石的岩石的一种新型防堵塞泥岩用镶齿滚刀。
5.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种新型防堵塞泥岩用镶齿滚刀，包括滚刀刀圈和滚刀刀体，所述滚刀刀圈套装在滚刀刀体上，所述滚刀刀圈的外圆设置有合金齿，所述合金齿均匀分布在滚刀刀圈的外圆上，所述滚刀刀圈的侧壁上设置有沉孔，所述沉孔均匀的分布在滚刀刀圈的侧壁上，所述滚刀刀体伸出滚刀刀圈的圆周壁上设置齿槽，所述齿槽均匀的分布在滚刀刀体的圆周壁上且齿槽贯穿滚刀刀体的端面设置。
6.作为优选，所述沉孔与滚刀刀体相邻设置。
7.作为优选，所述沉孔的个数大于齿槽的个数设置。
8.作为优选，相邻两个齿槽之间的凸起的端面做倒角设置。
9.作为优选，所述齿槽的宽度大于相邻两个齿槽之间的凸起的宽度设置。
10.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
11.本发明提供一种新型防堵塞泥岩用镶齿滚刀，利用设置在滚刀刀圈外圆的硬质合金起到良好的破岩效果，同时设置在滚刀刀体圆周壁及滚刀刀圈侧面的加工外齿和沉孔，增大了与泥沙接触面积，增加了刀具周向摩擦力；可以使刀具在积渣严重的情况下，借助刀体侧面凹凸结构与开挖端面挤压提供摩擦力，保持刀具转动，防止刀具卡死，避免了刀圈偏
磨。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为实施例1提供的新型防堵塞泥岩用镶齿滚刀的结构示意图；
14.图2为实施例1提供的新型防堵塞泥岩用镶齿滚刀的主视图；
15.以上各图中，1、滚刀刀圈；11、合金齿；12、沉孔；2、滚刀刀体；21、齿槽；22、凸起。
具体实施方式
16.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
17.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
18.实施例1，如图1、图2所示，本实施例旨在提供一种适用于含有大量的泥沙岩和碎石的岩层内掘进使用的滚刀，以解决现有滚刀再针对此类岩层掘进时容易出现偏磨，从而导致滚刀出现偏磨的情况，影响滚刀的使用寿命。
19.为此，为了达到上述目的，本实施例提供的新型防堵塞泥岩用镶齿滚刀，包括滚刀刀圈1和滚刀刀体2，滚刀刀圈1套装在滚刀刀体2上，滚刀刀圈1处于滚刀刀体2的中部，同时，在滚刀刀圈1的外圆设置有合金齿11，合金齿11均匀分布在滚刀刀圈1的外圆上，以上结构为现有常见结构，为此，在本实施例中，不加详细描述。
20.考虑到出现偏磨的主要情况是因为刀具在积渣严重的情况下，无法转动，而滚刀在切割岩石的过程中，滚刀刀圈1与岩石之间都存在3个方向的相互作用力：1、法向推压力，指向开挖面，由刀盘的推力提供；2、切向滚动切割力，指向滚刀切向，由刀盘转矩提供；3、滚刀边缘的侧向力，由滚刀对岩石的挤压力和刀盘旋转的离心力多产生。但其竖直较小，一般不考虑，为此，其所受到的力基本上都有刀盘来带动，那么，滚刀与岩层之间的摩擦力越来，在刀盘的带动下，滚刀越有可能发生转动。进而解决偏磨的问题，为此，如何提高摩擦力就是本实施例要解决的问题，为此，为了达到上述目的，在滚刀刀圈1的侧壁上设置有沉孔12，沉孔12均匀的分布在滚刀刀圈1的侧壁上，具体的说，现有的滚刀刀圈1的侧壁基本上分为两段，这两段的角度不同，其中靠近合金齿11的一段一般长度较长但其角度较小，而靠近滚刀刀体2的一段则长度较短，但其角度较大，为此，沉孔12设置在滚刀刀圈1靠近滚刀刀体2的侧壁上，这样，能够确保沉孔12实现与岩层接触，同时，沉孔12的设置，也不影响滚刀刀圈1的强度。需要说明的是，沉孔12的深度应当满足里面的砂石料在滚刀的转动下可以轻松的甩出，这样，不同更新进入的砂石料也能起到增大摩擦的作用。
21.为了更进一步增加摩擦面，在本实施例中，滚刀刀体2伸出滚刀刀圈1的圆周壁上
设置齿槽21，齿槽21均匀的分布在滚刀刀体2的圆周壁上且齿槽21贯穿滚刀刀体2的端面设置。齿槽21的贯穿滚刀刀体2的端面设置也是为了更新进入齿槽21内的砂石，使其流动，才能够更好的摩擦，从而确保滚刀的正常转动，避免偏磨的事情发生。
22.考虑到滚刀刀圈1的强度，在本实施例中，沉孔12的个数大于齿槽21的个数设置。这样，利用沉孔12的个数的增加来弥补其深度的相较于齿槽21的小，进而达到增大与岩层之间的接触面积，提高摩擦力的目的。
23.为了进一步增大摩擦力，同时，方便砂石的更新，在本实施例中，相邻两个齿槽21之间的凸起22的端面做倒角设置。这样，通过倒角增加了接触面，同时，又使齿槽21更多的暴露，进而方便砂石的流动，增大摩擦力。当然，为了增大接触面积，齿槽21的宽度大于相邻两个齿槽21之间的凸起22的宽度设置。齿槽21的宽度越大，其接触面积也越大，进而摩擦力也越大，从而确保滚刀的正常转动。
24.这样，针对强风化石英砂岩、中风化石英砂岩、强风化泥质砂岩夹石英砂岩、中风化泥质砂岩夹石英砂岩和钙化泥岩等复杂地层中。该新型刀圈镶嵌的硬质合金可以起到良好的破岩效果，同时刀体端面及刀圈侧面的加工外齿和沉孔12，增大了与泥沙接触面积，增加了刀具周向摩擦力；可以使刀具在积渣严重的情况下，借助刀体侧面凹凸结构与开挖端面挤压提供摩擦力，保持刀具转动，防止刀具卡死，避免了刀圈偏磨。
25.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。