CN209780899U - 一种适应硬岩掘进的滚刀刀圈 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适应硬岩掘进的滚刀刀圈，包括刀圈本体，所述刀圈本体的中部设置有滚刀安装孔，刀圈本体外壁周沿处加工有刃口；所述刃口的两侧加工有第一尖刃和第二尖刃，第一尖刃和第二尖刃之间形成刃口缓冲槽。本适应硬岩掘进的滚刀刀圈，将刃口改进成牛尖角形似的第一尖刃和第二尖刃，第一尖刃和第二尖刃的刃宽为1mm，尖刃两侧夹角为15°，刃部夹角为20°，整个尖刃刃口薄，贯入硬岩面阻力小，适合硬岩掘进，且在第一尖刃和第二尖刃之间成型有刃口缓冲槽，在进行硬岩掘进时，其冲击力可沿着第一尖刃和第二尖刃的侧边分散到刃口缓冲槽内，从而减小对整个刃口的磨损力度，延长刀圈本体的使用寿命。

Description

一种适应硬岩掘进的滚刀刀圈

技术领域

本实用新型涉及隧道硬岩掘进刀具技术领域，具体为一种适应硬岩掘进的滚刀刀圈。

背景技术

盾构机刀具是盾构机施工实现破岩的关键部件，价格高，供货周期长消耗量大，需要经常更换等特点。并且刀具的使用寿命直接影响到盾构施工的成本和进度。国外生产盾构机的主要国家(美国、德国、日本)的破岩能力的刀具生产厂家，对刀具进行了长期的研究，并不断改进和更新破研刀具，使产品具有竟争力。

国内盾构机盘形滚刀的研究始于60年代，经过近30年的发展，到上世纪90年代中期主要停留在刀圈外径400mm以下的小直径盘形滚刀，实际应用很小。由于国内盾构机刀具的需求和我国整体工业技术水平的提高，破岩刀具的研究得到了长足的发展，正逐渐替代进口刀具。

近些年由于地铁在我国快速发展，这对盾构机的刀具需求和质量要求也越来越高。在中硬岩层盾构法施工时，通过滚刀刀圈挤压岩石实现破岩掘进，刀圈是滚刀的关键构件，刀圈应具备较高的机械强度，良好的耐磨性和冲击韧性。刀圈在工作过程中与岩面直接接触，不仅承受着刀盘对它的推力和扭矩及岩石对它的强裂冲击与磨损作用，还会因为很多不确定因素造成受力不均而磨损或断裂。复杂的地下环境刀圈腐蚀，在与岩石的强裂冲击和磨擦过程中刀圈会产生高温而改变性能，冷却时会产生较大的应力而造成破坏。

目前，市场上刀具采用的刀圈是平刃刀圈，在硬岩掘进时，刀圈贯入进岩层时，阻力大，容易导致刀圈失效，降低其使用寿命，刀圈的主要失效形式有崩刃、断裂和过量磨损。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适应硬岩掘进的滚刀刀圈，为了改进刀具贯入硬岩时阻力小，磨损小，将刀圈刃口改进成牛角形似，刀圈刃口薄，贯入硬岩面阻力小，适合硬岩掘进，以解决上述背景技术中提出的刀圈掘进过程中的阻力大和使用寿命短的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种适应硬岩掘进的滚刀刀圈，包括刀圈本体，所述刀圈本体的中部设置有滚刀安装孔，刀圈本体外壁周沿处加工有刃口；所述刃口的两侧加工有第一尖刃和第二尖刃，第一尖刃和第二尖刃之间形成刃口缓冲槽；所述第一尖刃和第二尖刃的端部嵌合有硬质合金。

优选的，所述第一尖刃和第二尖刃的刃宽为1mm，尖刃两侧夹角为15°，刃部夹角为20°。

优选的，所述第一尖刃、第二尖刃与刃口缓冲槽之间平滑过度连接。

优选的，所述第一尖刃和第二尖刃呈对称设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本适应硬岩掘进的滚刀刀圈，为了改进刀具贯入硬岩时阻力小、磨损小，将刀圈本体外壁的刃口改进成牛尖角形似的第一尖刃和第二尖刃，第一尖刃和第二尖刃的刃宽为1mm，尖刃两侧夹角为15°，刃部夹角为20°，整个尖刃刃口薄，贯入硬岩面阻力小，适合硬岩掘进，且在第一尖刃和第二尖刃之间成型有刃口缓冲槽，在进行硬岩掘进时，其冲击力可沿着第一尖刃和第二尖刃的侧边分散到刃口缓冲槽内，从而减小对整个刃口的磨损力度，延长刀圈本体的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的侧剖图；

图2为本实用新型的刃口放大图；

图3为传统刀圈结构示意图；

图4为传统刀圈刃口放大图。

图中：1刀圈本体、2滚刀安装孔、3刃口、4第一尖刃、5第二尖刃、6刃口缓冲槽、7硬质合金。

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1-2，一种适应硬岩掘进的滚刀刀圈，包括刀圈本体1，刀圈本体1的中部设置有滚刀安装孔2，刀圈本体1外壁周沿处加工有刃口3；刃口3的两侧加工有第一尖刃4和第二尖刃5，第一尖刃4和第二尖刃5之间形成刃口缓冲槽6；第一尖刃4和第二尖刃5的端部嵌合有硬质合金7。

本实施例中，第一尖刃4和第二尖刃5的刃宽为1mm，尖刃两侧夹角为15°，刃部夹角为20°。

本实施例中，第一尖刃4、第二尖刃5与刃口缓冲槽6之间平滑过度连接。

本实施例中，第一尖刃4和第二尖刃5呈对称设置。

本实施例中，根据滚刀的工作条件，其刀圈本体1材料应满足以下性能：

1、高的屈服强度，避免刃口3端部在高压力下压溃变形；

2、良好的冲击韧性，提高材料裂纹扩展功，防止刀圈断裂；

3、足够高的硬度，增加耐磨性，减少刀圈磨损；

4、良好的抗回火性能，提高材料的热稳定性，保证刀圈在热装和滚压岩体过程中不降低硬度；

5、良好的热加工和冷加工的工艺性能，材料成本低，制造方便，提高产品合格率。

工作原理：请参阅图3-4，目前市场上刀具采用的刀圈是平刃刀圈，在硬岩掘进时，刀圈贯入进岩层时，阻力大；为了改进刀具贯入硬岩时阻力小，磨损小，将刀圈本体1外壁的刃口3改进成牛尖角形似的第一尖刃4和第二尖刃5，第一尖刃4和第二尖刃5的刃宽为1mm，尖刃两侧夹角为15°，刃部夹角为20°，整个尖刃刃口薄，贯入硬岩面阻力小，适合硬岩掘进，且在第一尖刃4和第二尖刃5之间成型有刃口缓冲槽6，在进行硬岩掘进时，其冲击力可沿着第一尖刃4和第二尖刃5的侧边分散到刃口缓冲槽6内，从而减小对整个刃口3的磨损力度，延长刀圈本体1的使用寿命。

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。

Claims (4)

1.一种适应硬岩掘进的滚刀刀圈，包括刀圈本体(1)，其特征在于：所述刀圈本体(1)的中部设置有滚刀安装孔(2)，刀圈本体(1)外壁周沿处加工有刃口(3)；所述刃口(3)的两侧加工有第一尖刃(4)和第二尖刃(5)，第一尖刃(4)和第二尖刃(5)之间形成刃口缓冲槽(6)；所述第一尖刃(4)和第二尖刃(5)的端部嵌合有硬质合金(7)。

2.根据权利要求1所述的一种适应硬岩掘进的滚刀刀圈，其特征在于：所述第一尖刃(4)和第二尖刃(5)的刃宽为1mm，尖刃两侧夹角为15°，刃部夹角为20°。

3.根据权利要求1所述的一种适应硬岩掘进的滚刀刀圈，其特征在于：所述第一尖刃(4)、第二尖刃(5)与刃口缓冲槽(6)之间平滑过度连接。

4.根据权利要求1所述的一种适应硬岩掘进的滚刀刀圈，其特征在于：所述第一尖刃(4)和第二尖刃(5)呈对称设置。