一種芯包結(jié)構(gòu)滾刀及其使用方法與應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種芯包結(jié)構(gòu)滾刀及其使用方法與應(yīng)用，包括刀軸、刀體、刀圈和端蓋，刀軸的中心位置處設(shè)置軸肩，軸肩的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置有臺(tái)階，刀軸貫穿刀體，軸肩兩側(cè)分別設(shè)置所述的止推軸承，止推軸承與臺(tái)階之間設(shè)置所述的圓柱滾子軸承；本發(fā)明芯包結(jié)構(gòu)滾刀采用圓柱滾子軸承與止推軸承代替了傳統(tǒng)方式的軸承，通過(guò)增加圓柱滾子的數(shù)量來(lái)增加滾刀的徑向承載能力，通過(guò)止推軸承來(lái)增加滾刀的軸向承載能力，相應(yīng)地增加了滾刀整體的承載能力，增強(qiáng)了滾刀的耐磨性，延長(zhǎng)了滾刀的使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種芯包結(jié)構(gòu)滾刀及其使用方法與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種芯包結(jié)構(gòu)滾刀及其使用方法與應(yīng)用，屬于礦山機(jī)械設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是一個(gè)多山地帶國(guó)家，隧道的挖掘能有效地縮短路線長(zhǎng)度，TBM隧道掘進(jìn)機(jī)，是利用回轉(zhuǎn)刀具開(kāi)挖，同時(shí)破碎洞內(nèi)圍巖及掘進(jìn)，形成整個(gè)隧道斷面的一種新型、先進(jìn)的隧道施工機(jī)械；相對(duì)于目前常用的方法，TBM集鉆、掘進(jìn)、支護(hù)于一體，使用電子、信息、遙測(cè)、遙控等高新技術(shù)對(duì)全部作業(yè)進(jìn)行制導(dǎo)和監(jiān)控，使掘進(jìn)過(guò)程始終處于最佳狀態(tài)。在國(guó)際上，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于水利水電、礦山開(kāi)采、交通、市政、國(guó)防等工程中，隧道挖掘過(guò)程中，所使用的刀具在很大程度上影響施工進(jìn)程，而滾刀作為T(mén)BM刀具的重要部分，也是TBM使用過(guò)程的易損部件，滾刀的使用壽命及更換頻率直接影響著TBM的掘進(jìn)速度，因而隨著TBM的發(fā)展，研究一種承載能力大，高耐磨，使用壽命長(zhǎng)的新型滾刀成為滾刀研究的主要方向。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN101672184A公開(kāi)了一種全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)滾刀米字型結(jié)構(gòu)，該技術(shù)方案主要是采用米字型結(jié)構(gòu)布置方法和協(xié)同進(jìn)化法確定正滾刀和邊滾刀的布置位置，其目的是解決滾刀在刀盤(pán)上的位置，進(jìn)而滿(mǎn)足刀盤(pán)整體技術(shù)性能指標(biāo)。但該技術(shù)方案并沒(méi)有對(duì)滾刀的承載能力、耐磨性做出改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種芯包結(jié)構(gòu)滾刀。
[0005]本發(fā)明還提供上述芯包結(jié)構(gòu)滾刀的使用方法與應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種芯包結(jié)構(gòu)滾刀，包括刀軸、刀體、刀圈和端蓋，所述刀軸的中心位置處設(shè)置軸肩，所述軸肩的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置有臺(tái)階，所述刀軸貫穿刀體，所述刀軸與刀體之間設(shè)置止推軸承和圓柱滾子軸承，所述軸肩兩側(cè)分別設(shè)置所述的止推軸承，所述止推軸承與臺(tái)階之間設(shè)置所述的圓柱滾子軸承；
[0008]所述刀體的內(nèi)側(cè)一端設(shè)置凸臺(tái)，所述刀體的外側(cè)一端設(shè)置凸臺(tái)且另一端設(shè)置凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有擋圈，所述刀體的外側(cè)設(shè)置所述的刀圈，所述刀圈的一側(cè)與凸臺(tái)接觸且另一側(cè)與擋圈接觸；
[0009]所述刀軸的兩端分別設(shè)置所述的端蓋，所述端蓋與刀體之間設(shè)置鎖緊螺母，所述端蓋與刀軸之間設(shè)置鎖緊螺母。
[0010]優(yōu)選的，所述端蓋與刀軸之間設(shè)置有浮動(dòng)密封組件。此設(shè)計(jì)的好處在于，浮動(dòng)密封組件可保證浮動(dòng)環(huán)始終與轉(zhuǎn)軸之間保持最佳的密封間隙，而多重密封技術(shù)和強(qiáng)大的油膜張力能有效的阻止密封介質(zhì)的泄漏。
[0011]優(yōu)選的，所述刀體與圓柱滾子軸承之間設(shè)置有O型密封圈，所述端蓋與刀軸之間設(shè)置有O型密封圈。此設(shè)計(jì)的目的在于，增加的O型密封圈主要起到密封作用，防止漏油。
[0012]優(yōu)選的，所述刀圈為鑲齒刀圈或不鑲嵌合金的一體式刀圈。在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，刀圈可根據(jù)實(shí)際作業(yè)環(huán)境設(shè)置為單刃或多刃刀圈，以滿(mǎn)足不同的使用需求。
[0013]優(yōu)選的，所述刀體與鎖緊螺母之間設(shè)置有止推銷(xiāo)，所述鎖緊螺母與刀軸之間設(shè)置有止推銷(xiāo)。
[0014]一種芯包結(jié)構(gòu)滾刀的使用方法，其步驟如下，將所述滾刀安裝在刀盤(pán)上，在刀盤(pán)工作過(guò)程中，當(dāng)?shù)度佑|巖石受到外力時(shí)，徑向外力傳遞到圓柱滾子軸承上，圓柱滾子軸承承受徑向外力增加滾刀整體的徑向承載能力，軸向外力傳遞到止推軸承上，止推軸承承受軸向外力增加滾刀的軸向承載能力。
[0015]一種芯包結(jié)構(gòu)滾刀在TBM隧道掘進(jìn)機(jī)上的應(yīng)用，將滾刀安裝在TBM隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)上，當(dāng)?shù)侗P(pán)作業(yè)時(shí)利用所述的芯包結(jié)構(gòu)滾刀對(duì)隧道進(jìn)行挖掘。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:
[0017]1.本發(fā)明芯包結(jié)構(gòu)滾刀采用圓柱滾子軸承與止推軸承代替了傳統(tǒng)方式的軸承，通過(guò)增加圓柱滾子的數(shù)量來(lái)增加滾刀的徑向承載能力，通過(guò)止推軸承來(lái)增加滾刀的軸向承載能力，相應(yīng)地增加了滾刀整體的承載能力。
[0018]2.本發(fā)明中刀體的內(nèi)孔一側(cè)設(shè)置有臺(tái)階，另一側(cè)安裝鎖緊螺母來(lái)固定兩側(cè)的圓柱滾子軸承；刀體的外徑一側(cè)設(shè)置臺(tái)階，與另一側(cè)設(shè)置的擋圈相配合，能有效對(duì)刀圈起到止退作用，增強(qiáng)了使用過(guò)程中刀圈的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了滾刀的使用壽命。
[0019]3.本發(fā)明中刀軸設(shè)置為中心對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，中心處設(shè)置軸肩，軸肩兩側(cè)放置止推軸承，承載止推軸承傳遞的軸向力，左右兩側(cè)設(shè)置臺(tái)階，軸間與臺(tái)階之間放置圓柱滾子，該設(shè)計(jì)改變了傳統(tǒng)的滾刀內(nèi)芯的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了新型芯包結(jié)構(gòu)滾刀的優(yōu)勢(shì)。
[0020]4.本發(fā)明芯包結(jié)構(gòu)滾刀設(shè)計(jì)構(gòu)思巧妙，作用明顯，效果顯著，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用價(jià)值。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明芯包結(jié)構(gòu)滾刀的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0022]圖2為本發(fā)明芯包結(jié)構(gòu)滾刀的結(jié)構(gòu)右視圖；
[0023]其中:1、三刃鑲齒刀圈，2、刀體，3、端蓋，4、刀軸，5、浮動(dòng)密封組件，6、鎖緊螺母，7、外套，8、擋圈，9、O形密封圈，10、圓柱滾子，11、O形密封圈，12、止推軸承，13、止退銷(xiāo)，14、硬質(zhì)合金，15、止退銷(xiāo)，16、軸肩，17、臺(tái)階。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但不限于此。
[0025]實(shí)施例1:
[0026]一種芯包結(jié)構(gòu)滾刀，包括刀軸4、刀體2、三刃鑲齒刀圈I和端蓋3，刀軸4的中心位置處設(shè)置軸肩16，軸肩16的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置有臺(tái)階17，刀軸4貫穿刀體2，刀軸4與刀體2之間設(shè)置止推軸承12和圓柱滾子軸承，圓柱滾子軸承由圓柱滾子10和外套7組成，軸肩16兩側(cè)分別設(shè)置所述的止推軸承12，止推軸承12與臺(tái)階17之間設(shè)置所述的圓柱滾子軸承；
[0027]刀體2的內(nèi)側(cè)一端設(shè)置凸臺(tái)，刀體2的外側(cè)一端設(shè)置凸臺(tái)且另一端設(shè)置凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有擋圈8，刀體2的外側(cè)設(shè)置所述的三刃鑲齒刀圈1，三刃鑲齒刀圈I的一側(cè)與凸臺(tái)接觸且另一側(cè)與擋圈8接觸；擋圈可以有效對(duì)刀圈起到止退作用，能夠確保刀圈的位置固定不變，保證刀圈在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性。
[0028]刀軸4的兩端分別設(shè)置所述的端蓋3，端蓋3與刀體2之間設(shè)置有鎖緊螺母6，端蓋3與刀軸4之間設(shè)置鎖緊螺母。
[0029]另外，端蓋3與刀軸4之間設(shè)置有浮動(dòng)密封組件5。浮動(dòng)密封組件可保證浮動(dòng)環(huán)始終與轉(zhuǎn)軸之間保持最佳的密封間隙，而多重密封技術(shù)和強(qiáng)大的油膜張力能有效的阻止密封介質(zhì)的泄漏。
[0030]實(shí)施例2:
[0031]一種芯包結(jié)構(gòu)滾刀，結(jié)構(gòu)如實(shí)施例1所述，其不同之處在于，刀體2與圓柱滾子軸承之間設(shè)置有0型密封圈9，端蓋3與刀軸4之間設(shè)置有0型密封圈11。增加的0型密封圈主要起到密封作用，防止漏油。
[0032]實(shí)施例3:
[0033]一種芯包結(jié)構(gòu)滾刀，結(jié)構(gòu)如實(shí)施例1所述，其不同之處在于，刀圈為不鑲嵌合金的一體式刀圈。在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，刀圈可根據(jù)實(shí)際作業(yè)環(huán)境設(shè)置為單刃或多刃刀圈。刀體2與鎖緊螺母6之間設(shè)置有止推銷(xiāo)13，鎖緊螺母與刀軸4之間設(shè)置有止推銷(xiāo)15，止推銷(xiāo)可以有效防止鎖緊螺母和端蓋的松動(dòng)。
[0034]實(shí)施例4:
[0035]一種芯包結(jié)構(gòu)滾刀的使用方法，其步驟如下，將所述滾刀安裝在刀盤(pán)上，在刀盤(pán)工作過(guò)程中，當(dāng)?shù)度佑|巖石受到外力時(shí)，徑向外力傳遞到圓柱滾子軸承上，圓柱滾子軸承承受徑向外力增加滾刀整體的徑向承載能力，軸向外力傳遞到止推軸承上，止推軸承承受軸向外力增加滾刀的軸向承載能力。在TBM隧道掘進(jìn)機(jī)實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，將滾刀安裝在TBM隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)上，當(dāng)?shù)侗P(pán)作業(yè)時(shí)利用所述的芯包結(jié)構(gòu)滾刀對(duì)隧道進(jìn)行挖掘。
【權(quán)利要求】
1.一種芯包結(jié)構(gòu)滾刀，其特征在于，包括刀軸、刀體、刀圈和端蓋，所述刀軸的中心位置處設(shè)置軸肩，所述軸肩的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置有臺(tái)階，所述刀軸貫穿刀體，所述刀軸與刀體之間設(shè)置止推軸承和圓柱滾子軸承，所述軸肩兩側(cè)分別設(shè)置所述的止推軸承，所述止推軸承與臺(tái)階之間設(shè)置所述的圓柱滾子軸承； 所述刀體的內(nèi)側(cè)一端設(shè)置凸臺(tái)，所述刀體的外側(cè)一端設(shè)置凸臺(tái)且另一端設(shè)置凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有擋圈，所述刀體的外側(cè)設(shè)置所述的刀圈，所述刀圈的一側(cè)與凸臺(tái)接觸且另一側(cè)與擋圈接觸； 所述刀軸的兩端分別設(shè)置所述的端蓋，所述端蓋與刀體之間設(shè)置鎖緊螺母，所述端蓋與刀軸之間設(shè)置鎖緊螺母。
2.如權(quán)利要求1所述的芯包結(jié)構(gòu)滾刀，其特征在于，所述端蓋與刀軸之間設(shè)置有浮動(dòng)密封組件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的芯包結(jié)構(gòu)滾刀，其特征在于，所述刀體與圓柱滾子軸承之間設(shè)置有O型密封圈，所述端蓋與刀軸之間設(shè)置有O型密封圈。
4.如權(quán)利要求3所述的芯包結(jié)構(gòu)滾刀，其特征在于，所述刀圈為鑲齒刀圈或不鑲嵌合金的一體式刀圈。
5.如權(quán)利要求1或2所述的芯包結(jié)構(gòu)滾刀，其特征在于，所述刀體與鎖緊螺母之間設(shè)置有止推銷(xiāo)，所述鎖緊螺母與刀軸之間設(shè)置有止推銷(xiāo)。
6.一種如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的芯包結(jié)構(gòu)滾刀的使用方法，其步驟如下，將所述滾刀安裝在刀盤(pán)上，在刀盤(pán)工作過(guò)程中，當(dāng)?shù)度佑|巖石受到外力時(shí)，徑向外力傳遞到圓柱滾子軸承上，圓柱滾子軸承承受徑向外力增加滾刀整體的徑向承載能力，軸向外力傳遞到止推軸承上，止推軸承承受軸向外力增加滾刀的軸向承載能力。
7.一種如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的芯包結(jié)構(gòu)滾刀在TBM隧道掘進(jìn)機(jī)上的應(yīng)用，將滾刀安裝在TBM隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)上，當(dāng)?shù)侗P(pán)作業(yè)時(shí)利用所述的芯包結(jié)構(gòu)滾刀對(duì)隧道進(jìn)行挖掘。
【文檔編號(hào)】E21D9/10GK104265320SQ201410549074
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】張學(xué)強(qiáng), 王剛, 任延玲, 倪景文, 袁立磊, 閆國(guó)成 申請(qǐng)人:山東天工巖土工程設(shè)備有限公司