一種新型的雙刃球齒滾刀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型是雙刃球齒滾刀，其結(jié)構(gòu)是雙刃滾刀外徑17寸即432mm，在盤形滾刀的刀圈上設(shè)有球齒，所述的刀圈采用平刃式，球齒的直徑為30mm刀圈的厚度t不小于30mm；所述的球齒采用半球形，球齒在刀圈平面上的外徑為30mm；為提高球齒的破巖效率，球齒不宜布置的過密或過疏，球齒的中心距60mm；球齒間的凈距為30mm，球齒突出刀圈的高度為15mm；雙刃滾刀中兩把刀具的間距d為80mm-120mm；刀圈的硬化處理：堆焊耐磨保護(hù)層；球齒采用硬質(zhì)合金，硬度控制在HRC52-55。優(yōu)點(diǎn)：提高耐磨性能、減少換刀次數(shù)、提高工作效率。
【專利說明】—種新型的雙刃球齒滾刀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利提出一種新型的雙刃球齒滾刀，可用于在復(fù)合地層和堅(jiān)硬巖層中施工的盾構(gòu)機(jī)刀具選擇。這種新型的球齒滾刀相比傳統(tǒng)的球齒滾刀耐磨性強(qiáng)、掘進(jìn)效率高。

【背景技術(shù)】
[0002]刀盤是盾構(gòu)掘進(jìn)的主要工作部件，位于盾構(gòu)機(jī)的最前端。盾構(gòu)施工面臨的地質(zhì)條件千差萬別，不同地層條件應(yīng)采用不同的刀盤結(jié)構(gòu)形式及刀具布置。刀具的質(zhì)量及地質(zhì)適應(yīng)性直接影響到盾構(gòu)掘進(jìn)的速度和效益。
[0003]目前盾構(gòu)刀盤上配置的刀具主要有兩類:一類是切削類刀具，一類是滾動(dòng)類刀具。滾動(dòng)刀具不僅隨刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)，還同時(shí)作自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，破巖效果好，適用于在較堅(jiān)硬的巖層中掘進(jìn)。根據(jù)刀刃的形狀，滾刀可分為:盤形滾刀、齒形滾刀(球齒和鋼齒)；根據(jù)安裝位置可分為:正滾刀、中心滾刀、邊滾刀。
[0004]盤形滾刀是刀盤呈盤形的滾刀，根據(jù)刀刃的數(shù)量可分為單刃滾刀、雙刃滾刀和三刃滾刀。在硬巖地層中，滾刀的使用壽命主要取決于刀圈的耐磨性。盤形滾刀刀刃一般為楔形狀，刀刃與巖石接觸的面積隨著磨損的增加而逐漸加大。平刃盤形滾刀在刀圈磨損后與巖石的接觸面積與磨損前相差不多，所以在目前很多硬巖環(huán)境的盾構(gòu)施工中都采用了平刃盤形滾刀。
[0005]平刃盤形滾刀雖然結(jié)構(gòu)簡單、破巖量大，但在不均勻的復(fù)雜地層及堅(jiān)硬巖層中施工時(shí)，刀盤外圍的滾刀常發(fā)生磨損過快、刀圈斷裂等問題。雖然可以通過增厚刀圈、提高硬度以及采用雙刃滾刀的方式加以解決，但效果并不明顯。此時(shí)可以使用球齒滾刀。球齒滾刀是刀圈上鑲嵌硬質(zhì)合金球齒的滾刀，相對于普通盤形滾刀，在推力和扭矩作用下，球齒與巖層首先接觸，刀盤的刀圈先行磨損球齒，而后磨損機(jī)理與盤形滾刀一樣?？梢姡刂度Φ那螨X，相當(dāng)于一個(gè)刀圈保護(hù)層，只有在球齒磨損非常嚴(yán)重之后，刀圈才會(huì)進(jìn)一步破巖磨損。
[0006]所以當(dāng)盤形滾刀遇到磨損過快、頻繁換刀等施工問題時(shí)，使用球齒滾刀進(jìn)行替換是有效的解決方法。目前的球齒滾刀種類還比較少、使用范圍還不廣泛，關(guān)于球齒滾刀的很多參數(shù)還缺少針對性的研究，因此需要對球齒滾刀的類型進(jìn)行不斷的改進(jìn)和豐富。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型提出的是一種雙刃球齒滾刀，其目的旨在解決在城市地鐵施工中遇到風(fēng)化砂巖等類似環(huán)境時(shí)，平刃式滾刀刀具磨損量大、磨損過快的問題。通過給平刃式滾刀上焊接球齒，達(dá)到提高滾刀的破巖效果和耐磨性，延長刀具使用壽命的目的。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案:雙刃球齒滾刀，其結(jié)構(gòu)是在常規(guī)的外徑17寸即432mm的盤形滾刀的刀圈上設(shè)置球齒，所述的刀圈采用平刃式，刀圈的厚度t不小于30mm ；所述的球齒采用半球形，球齒在刀圈平面上的外徑為30mm ;為提高球齒的破巖效率，球齒不宜布置的過密或過疏，球齒的中心距60mm ;球齒間的凈距為30mm，球齒突出刀圈的高度為15mm ;雙刃滾刀中兩把刀具的間距d為80mm-120mm ;刀圈的硬化處理:堆焊耐磨保護(hù)層；球齒采用硬質(zhì)合金，硬度控制在HRC52-55。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果:
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比提聞耐磨性能達(dá)到50%左右,提聞掘進(jìn)速度25%左右,且換刀總成本沒有明顯增加。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是雙刃球齒滾刀的俯視圖。
[0012]圖2是雙刃球齒滾刀的側(cè)視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]對照圖1、2，雙刃球齒滾刀，其結(jié)構(gòu)是雙刃滾刀外徑采用17寸即432mm，在盤形滾刀的刀圈上設(shè)有球齒，所述的刀圈采用平刃式，刀圈的厚度t不小于30mm ;所述的球齒采用半球形，球齒在刀圈平面上的外徑為30mm;為提高球齒的破巖效率，球齒不宜布置的過密或過疏，球齒的中心距60mm ;球齒間的凈距為30mm，球齒突出刀圈的高度為15mm ;雙刃滾刀中兩把刀具的間距d為80mm-120mm ;刀圈的硬化處理:堆焊耐磨保護(hù)層；球齒采用硬質(zhì)合金，硬度控制在HRC52-55。
【權(quán)利要求】
1.雙刃球齒滾刀，其特征是在常規(guī)的外徑17寸即432mm的盤形滾刀的刀圈上設(shè)置球齒；所述的刀圈采用平刃式，刀圈的厚度t不小于30mm ;所述的球齒采用半球形,球齒在刀圈平面上的外徑為30mm ;為提高球齒的破巖效率，球齒不宜布置的過密或過疏，球齒的中心距60mm ;球齒間的凈距為30mm，球齒突出刀圈的高度為15mm ;雙刃滾刀中兩把刀具的間距d為80mm-120mm ;刀圈的硬化處理:堆焊耐磨保護(hù)層；球齒采用硬質(zhì)合金，硬度控制在HRC52-55。
【文檔編號】E21D9/08GK204082155SQ201420394071
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】趙志峰, 喬鳳龍, 楊平, 姜春陽, 張曉輝, 龔軍平, 李擁政, 王亦玄, 董賽帥 申請人:中鐵三局集團(tuán)有限公司, 南京林業(yè)大學(xué)