一種盾構(gòu)機用高硬度滾刀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于盾構(gòu)機領(lǐng)域,具體地說,涉及一種盾構(gòu)機用高硬度滾刀。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)機是一個具備多種功能于一體的綜合型設(shè)備,它集合了隧道工程中開挖、出土、支護(hù)、注漿、導(dǎo)向等全部的功能。在功能上包括開挖系統(tǒng)、主驅(qū)動系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、出渣系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、油脂系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、自動導(dǎo)向系統(tǒng)及通風(fēng)、供水、供電系統(tǒng)、有害氣體檢測裝置等。盾構(gòu)機刀盤是盾構(gòu)機開挖系統(tǒng)中的主要設(shè)備構(gòu)件,也是盾構(gòu)機的核心部件、其強度和整體剛度都直接影響到施工掘進(jìn)的速度和成本,并且出了故障維修處理困難。刀盤是一個帶有多個進(jìn)料槽的切削盤體,位于盾構(gòu)機的最前部,用于切削土體。盾構(gòu)機滾刀是盾構(gòu)開挖的主要工具,掌握其正確的選擇和使用方法,在刀盤上進(jìn)行合理的布置,對于提高盾構(gòu)的掘進(jìn)效率、創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益至關(guān)重要。盾構(gòu)在施工過程中會遇到不同的地層,從淤泥、粘土、砂層到軟巖及硬巖。刀盤滾刀不可能是千篇一律的,必須根據(jù)工程地質(zhì)情況進(jìn)行個性化設(shè)計。在硬巖掘進(jìn)過程中必須采用滾刀作為主要的切削刀具,但是在砂卵石、砂土、粘土等松散地層則不適合采用滾刀進(jìn)行掘進(jìn)。
[0003]南京某城際軌道交通二期項目盾構(gòu)區(qū)間標(biāo)段主要以中風(fēng)化安山巖為主,其余部分穿越地層為粉質(zhì)粘土、含卵礫石粉細(xì)砂,少量殘積土,隧道區(qū)間單線長2390米其中約有1.6km為全斷面巖層,地層硬,抗壓強度達(dá)到了 130Mpa,掘進(jìn)難度很大,為了保證進(jìn)度,急需設(shè)計一種盾構(gòu)機用高硬度滾刀。
[0004]中國專利申請?zhí)?00920226599.5,公開日2010年6月9日的專利文件,公開了一種盾構(gòu)機用盤形滾刀,屬于盾構(gòu)機用配件,主要包括刀圈、刀體、刀軸,軸承設(shè)置在端蓋上,特點是端蓋的內(nèi)側(cè)及外周設(shè)置有密封圈座,該密封圈座與端蓋之間加裝有浮動密封圈;在密封圈座的軸向外側(cè)通過壓環(huán)壓裝有防塵密封圈。減小了浮動密封圈直徑,從而改善密封性,并減小安裝靜扭矩;螺母對軸承進(jìn)行預(yù)鎖,再通過調(diào)整墊片由端蓋調(diào)整浮動密封圈密封性;防塵密封圈提高了密封防塵效果。從該實用新型公開的技術(shù)方案可以看出,其滾刀刀圈采用普通材質(zhì)制作,不能適用于高硬度巖層掘進(jìn),使用壽命低,刀具更換頻率高,增加了工程項目的掘進(jìn)成本。
[0005]中國專利申請?zhí)?01420404430.5,公開日2014年12月10日的專利文件,公開了一種斜齒盤形滾刀刀圈,涉及盾構(gòu)滾刀領(lǐng)域,刀圈基體為空心圓柱體,刀圈基體徑向均勻開設(shè)若干齒槽,齒槽開口朝外,每個齒槽內(nèi)設(shè)有一個硬質(zhì)合金塊,齒槽開口的中線與刀圈基體的軸線之間的夾角為O?45°;硬質(zhì)合金塊為L型,硬質(zhì)合金塊的一條邊嵌入齒槽內(nèi),另一條邊覆蓋于刀圈基體的外圓周。該實用新型滾刀刀圈的整體耐磨性好、使用壽命長。但該實用新型公開的滾刀刀圈結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成本高,不適宜大批量生產(chǎn)推廣。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]1、要解決的問題
[0007]針對現(xiàn)有盾構(gòu)機用滾刀硬度較低,不能適用于高硬度巖層掘進(jìn)的問題,本實用新型提供一種盾構(gòu)機用高硬度滾刀,其結(jié)構(gòu)簡單,制造成本較低,能有效提高滾刀表面硬度,能更好地適用于高硬度巖層的掘進(jìn),具有使用壽命長、使用性能好的優(yōu)點。
[0008]2、技術(shù)方案
[0009]為解決上述問題,本實用新型采用如下的技術(shù)方案。
[0010]—種盾構(gòu)機用高硬度滾刀,包括刀圈,所述的刀圈頂部沿徑向設(shè)置有耐磨合金齒;所述的刀圈頂部兩側(cè)設(shè)置有第一耐磨層;所述的耐磨合金齒埋入刀圈內(nèi)部的一端為圓柱形,另一端為半球狀。
[0011]優(yōu)選地,所述的第一耐磨層為采用超音速噴涂法噴涂的碳化鎢熔覆層。
[0012]優(yōu)選地,所述的第一耐磨層的厚度為0.3?0.5mm。
[0013]優(yōu)選地,所述的耐磨合金齒的數(shù)量為50個,均勻分布于刀圈的頂部。
[0014]優(yōu)選地,所述的耐磨合金齒埋入刀圈內(nèi)部的一端的直徑為刀圈頂部端面軸向?qū)挾鹊?1/2。
[0015]優(yōu)選地,還包括刀轂和卡環(huán);所述的刀圈通過熱裝法安裝在刀轂上,并通過卡環(huán)限位鎖緊。
[0016]優(yōu)選地,還包括軸;所述的刀轂設(shè)置在軸上;所述的刀轂與軸之間設(shè)置有軸承。
[0017]優(yōu)選地,還包括端蓋;所述的端蓋設(shè)置在刀轂、軸承和軸上;所述的端蓋靠近刀圈一側(cè)的表面設(shè)置有第二耐磨層;所述的第二耐磨層采用敷焊設(shè)置。
[0018]優(yōu)選地,所述的端蓋與軸承之間設(shè)置有骨架油封。
[0019]3、有益效果
[0020]相比于現(xiàn)有技術(shù),本實用新型的有益效果為:
[0021](I)本實用新型在刀圈頂部設(shè)置沿徑向的耐磨合金齒,能夠有效提高本實用新型的硬度和韌性,其使用壽命相比一般刀圈提高了 3?5倍;耐磨合金齒采用一端為圓柱形,可以提高抗剪切力,有效防止本耐磨合金齒在掘進(jìn)過程中受剪切斷裂,另一端為半球形,可以使耐磨合金齒受力更加均勻,延長了使用壽命;本實用新型刀圈頂部兩側(cè)設(shè)置有第一耐磨層,能夠進(jìn)一步提高刀圈局部的硬度,從而給刀圈頂部堅固的支撐,延長了本實用新型的使用壽命,提高了掘進(jìn)性能,在南京某城際軌道交通二期項目盾構(gòu)區(qū)間使用起到了非常好的效果;
[0022](2)本實用新型的涂覆層為采用超音速噴涂法噴涂的碳化鎢熔覆層,超音速噴涂使涂覆層具有很高附著力,碳化鎢具備極高的耐磨性,其硬度達(dá)HRC 65?70,可大大增加刀圈的耐磨性能與使用壽命,同等條件下可比現(xiàn)在國內(nèi)使用的普通刀圈增加30%的掘進(jìn)環(huán)數(shù);
[0023](3)本實用新型涂覆層的厚度為0.3?0.5mm,在確保滿足刀刃摩擦強度和硬度的前提下,設(shè)置合適厚度的涂覆層,既能滿足生產(chǎn)要求,又能節(jié)省材料、降低制造成本;
[0024](4)本實用新型耐磨合金齒的數(shù)量為50個,均勻分布于刀圈的頂部,使各耐磨合金齒之間的間距更加合理,從而有效平衡本實用新型在掘進(jìn)過程中受到的反作用力,在最大化控制成本的前提下使刀圈獲得了最佳了掘進(jìn)性能;
[0025](5)本實用新型耐磨合金齒埋入刀圈內(nèi)部的一端