一种硬岩整体刀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及硬岩掘进技术领域，具体涉及一种硬岩整体刀。
【背景技术】
[0002]在盾构机及硬岩掘进机施工中，盘形滚刀的费用在整个掘进费用中占有相当大的比重。盘形滚刀的主要失效形式有正常磨损、刀圈断裂、轴承垮塌、密封失效、偏磨等。其中刀圈断裂在失效形式中占有较大比重。
[0003]如图1所示，盘形滚刀由刀圈all、刀毂al2、刀轴a2、端盖a3、轴承a4、密封部件a5等部件组成，刀圈all与刀毂al2外圆为过盈配合安装，即通过加热膨胀，刀圈all套在一端有台阶的刀毂al2上，另一端通过挡圈al3固定刀圈all，然后在刀毂al2内腔安装刀轴a2、轴承a4、密封部件a5等部件。
[0004]在磨砺性强的石英含量高的岩石地层，破碎的岩肩会冲蚀挡圈al3，随着滚刀掘进时间的延长，挡圈al3的焊缝或者挡圈al3本身被磨损，导致刀圈all—侧端面没有止推作用而从刀毂al2上脱落。并且，在受到破碎的岩层冲击时，由于刀圈all、刀毂al2通过过盈连接，其中刀圈all的内应力特别大，刀圈all容易产生崩块、断裂而失效。所以常规结构的滚刀在以上两种地质条件下适应性差，具体表现为刀圈all脱落、崩块、断裂等等非因正常磨损而失效的概率高。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种硬岩整体刀，其破岩效果更好，耐磨性更强，使用寿命更长。
[0006]为达到以上目的，本发明采取的技术方案是:一种硬岩整体刀，包括:一个刀轴;至少一个刀体，所述刀体呈圆环状，中央设有轴孔，所述刀体通过所述轴孔套设于所述刀轴上;所述刀体包括中间凸起的刀刃部和位于刀刃部两侧的刀背部，所述刀刃部和刀背部为一体式结构;一对轴承，所述轴承并排设于所述刀体与刀轴之间；两个端盖，所述端盖套设于所述刀轴上，分别位于所述轴承两侧，所述端盖与所述刀体之间设有密封部件。
[0007]在上述技术方案的基础上，所述刀刃部设有合金齿。
[0008]在上述技术方案的基础上，所述合金齿为碳化妈硬质合金。
[0009]在上述技术方案的基础上，多个所述合金齿沿所述刀刃部外缘呈圆周均匀分布。
[0010]在上述技术方案的基础上，所述刀体上和/或所述端盖上设有合金条。
[0011 ]在上述技术方案的基础上，所述合金条在所述刀体上呈整圈无缝排列。
[0012]在上述技术方案的基础上，所述合金条在所述刀体上呈间隔排布。
[0013]在上述技术方案的基础上，所述刀体采用渗碳钢制成。
[0014]在上述技术方案的基础上，所述一个刀体上包括多个刀刃部。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0016]本发明采用刀体一体式结构，克服了现有技术中刀体为分体式结构，易因刀圈脱落、崩块、断裂等引起刀体整体损坏的缺陷。刀体上还设有合金齿和/或合金条，破岩效果更好，耐磨性更强，使用寿命更长。
【附图说明】
[0017]图1为现有技术中硬岩整体刀的剖面示意图；
[0018]图2为本发明实施例中硬岩整体刀的剖面示意图；
[0019]图3为本发明实施例中刀体的剖面示意图；
[0020]图4为本发明实施例中刀体的纵切面示意图。
[0021]图中:al-刀体，all-刀圈，al2_刀毂，al3_挡圈，a2_刀轴，a3_端盖，a4_轴承，a5_密封部件；
[0022]1-刀轴，2-刀体，21-刀刃部，22-刀背部，23-轴孔，3_轴承，31-轴承隔环，4_端盖，5-密封部件，6-合金齿，7-合金条。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
[0024]参见图2所示，本发明实施例提供一种硬岩整体刀，包括一个刀轴I;至少一个刀体2，刀体2呈圆环状，中央设有轴孔23，刀体2通过轴孔23套设于刀轴I上;参见图3所示，刀体2包括中间凸起的刀刃部21和位于刀刃部21两侧的刀背部22，刀刃部21和刀背部22为一体式结构;一对轴承3，轴承3并排设于刀体2与刀轴I之间，两个轴承3之间设有轴承隔环31;两个端盖4，端盖4套设于刀轴I上，分别位于轴承3两侧，端盖4与刀体2之间设有密封部件5。参见图1所示，现有技术中刀体al为分体式结构，由刀圈all、刀毂al2以及将刀圈all固定在刀毂al2上的挡圈al3共同组成，易因刀圈all脱落、崩块、断裂等引起刀体al整体损坏，本发明采用一体式结构，避免了分体式结构中刀圈all易脱落、崩块、断裂等缺陷。
[0025]参见图4所示，刀刃部21设有合金齿6。合金齿6为碳化钨硬质合金。多个合金齿6沿刀刃部21外缘呈圆周均匀分布。碳化钨硬质合金是破岩最理想的材质，带齿的刀体2对硬岩有很好的适应性。
[0026]参见图4所示，刀体2上和/或端盖4上设有合金条7。合金条7在刀体2上和/或端盖4上呈整圈无缝排列或间隔排布。合金条7增加了刀体2和/或端盖4的耐磨性能，延长了整体刀的使用寿命。
[0027]刀体2采用渗碳钢制成。一方面有碳层的刀体2外壳耐磨性强，利于钻孔固齿，另一方面，刀体2的轴孔23无碳层处，韧性好易于加热过盈安装于轴承3上。
[0028]本发明也适用于双刃或多刃滚刀。双刃或多刃滚刀可包括两种情形:一种是一个刀体2上包括多个刀刃部21;另一种是硬岩整体刀包括多个刀体2。
[0029]本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.一种硬岩整体刀，其特征在于，包括: 一个刀轴(I); 至少一个刀体(2)，所述刀体(2)呈圆环状，中央设有轴孔(23)，所述刀体(2)通过所述轴孔(23)套设于所述刀轴(I)上；所述刀体(2)包括中间凸起的刀刃部(21)和位于刀刃部(21)两侧的刀背部(22)，所述刀刃部(21)和刀背部(22)为一体式结构； 一对轴承(3)，所述轴承(3)并排设于所述刀体(2)与刀轴(I)之间； 两个端盖(4)，所述端盖(4)套设于所述刀轴(I)上，分别位于所述轴承(3)两侧，所述端盖(4)与所述刀体(2)之间设有密封部件(5)。2.如权利要求1所述的一种硬岩整体刀，其特征在于:所述刀刃部(21)设有合金齿(6)。3.如权利要求2所述的一种硬岩整体刀，其特征在于:所述合金齿(6)为碳化钨硬质合金。4.如权利要求2所述的一种硬岩整体刀，其特征在于:多个所述合金齿(6)沿所述刀刃部(21)外缘呈圆周均匀分布。5.如权利要求1所述的一种硬岩整体刀，其特征在于:所述刀体(2)上和/或所述端盖(4)上设有合金条(7)。6.如权利要求5所述的一种硬岩整体刀，其特征在于:所述合金条(7)在所述刀体(2)上呈整圈无缝排列。7.如权利要求5所述的一种硬岩整体刀，其特征在于:所述合金条(7)在所述刀体(2)上呈间隔排布。8.如权利要求1所述的一种硬岩整体刀，其特征在于:所述刀体(2)采用渗碳钢制成。9.如权利要求1-8任意一项所述的一种硬岩整体刀，其特征在于:所述一个刀体(2)上包括多个刀刃部(21)。
【专利摘要】本发明公开了一种硬岩整体刀，涉及硬岩掘进技术领域，包括一个刀轴；至少一个刀体，刀体呈圆环状，中央设有轴孔，刀体通过轴孔套设于刀轴上；刀体包括中间凸起的刀刃部和位于刀刃部两侧的刀背部，刀刃部和刀背部为一体式结构；一对轴承，轴承并排设于刀体与刀轴之间；两个端盖，端盖套设于刀轴上，分别位于轴承两侧，端盖与刀体之间设有密封部件。本发明采用刀体一体式结构，克服了刀体为分体式结构，易因刀圈脱落、崩块、断裂等引起刀体整体损坏的缺陷；刀体上还设有合金齿和/或合金条，破岩效果更好，耐磨性更强，使用寿命更长。本发明还适用于双刃和多刃滚刀。
【IPC分类】E21D9/08, E21D9/10
【公开号】CN105507913
【申请号】CN201511027047
【发明人】周保军, 祝磊
【申请人】武汉江钻恒立工程钻具股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月31日