一種芯包結構滾刀及其使用方法與應用的制作方法
【專利摘要】一種芯包結構滾刀及其使用方法與應用，包括刀軸、刀體、刀圈和端蓋，刀軸的中心位置處設置軸肩，軸肩的兩側對稱設置有臺階，刀軸貫穿刀體，軸肩兩側分別設置所述的止推軸承，止推軸承與臺階之間設置所述的圓柱滾子軸承；本發(fā)明芯包結構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，通過增加圓柱滾子的數(shù)量來增加滾刀的徑向承載能力，通過止推軸承來增加滾刀的軸向承載能力，相應地增加了滾刀整體的承載能力，增強了滾刀的耐磨性，延長了滾刀的使用壽命。
【專利說明】一種芯包結構滾刀及其使用方法與應用

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種芯包結構滾刀及其使用方法與應用，屬于礦山機械設備【技術領域】。

【背景技術】
[0002]我國是一個多山地帶國家，隧道的挖掘能有效地縮短路線長度，TBM隧道掘進機，是利用回轉刀具開挖，同時破碎洞內(nèi)圍巖及掘進，形成整個隧道斷面的一種新型、先進的隧道施工機械；相對于目前常用的方法，TBM集鉆、掘進、支護于一體，使用電子、信息、遙測、遙控等高新技術對全部作業(yè)進行制導和監(jiān)控，使掘進過程始終處于最佳狀態(tài)。在國際上，現(xiàn)已廣泛應用于水利水電、礦山開采、交通、市政、國防等工程中，隧道挖掘過程中，所使用的刀具在很大程度上影響施工進程，而滾刀作為TBM刀具的重要部分，也是TBM使用過程的易損部件，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，使用壽命長的新型滾刀成為滾刀研究的主要方向。
[0003]中國專利文獻CN101672184A公開了一種全斷面巖石掘進機滾刀米字型結構，該技術方案主要是采用米字型結構布置方法和協(xié)同進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上的位置，進而滿足刀盤整體技術性能指標。但該技術方案并沒有對滾刀的承載能力、耐磨性做出改進。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種芯包結構滾刀。
[0005]本發(fā)明還提供上述芯包結構滾刀的使用方法與應用。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
[0007]一種芯包結構滾刀，包括刀軸、刀體、刀圈和端蓋，所述刀軸的中心位置處設置軸肩，所述軸肩的兩側對稱設置有臺階，所述刀軸貫穿刀體，所述刀軸與刀體之間設置止推軸承和圓柱滾子軸承，所述軸肩兩側分別設置所述的止推軸承，所述止推軸承與臺階之間設置所述的圓柱滾子軸承；
[0008]所述刀體的內(nèi)側一端設置凸臺，所述刀體的外側一端設置凸臺且另一端設置凹槽，所述凹槽內(nèi)設置有擋圈，所述刀體的外側設置所述的刀圈，所述刀圈的一側與凸臺接觸且另一側與擋圈接觸；
[0009]所述刀軸的兩端分別設置所述的端蓋，所述端蓋與刀體之間設置鎖緊螺母，所述端蓋與刀軸之間設置鎖緊螺母。
[0010]優(yōu)選的，所述端蓋與刀軸之間設置有浮動密封組件。此設計的好處在于，浮動密封組件可保證浮動環(huán)始終與轉軸之間保持最佳的密封間隙，而多重密封技術和強大的油膜張力能有效的阻止密封介質的泄漏。
[0011]優(yōu)選的，所述刀體與圓柱滾子軸承之間設置有O型密封圈，所述端蓋與刀軸之間設置有O型密封圈。此設計的目的在于，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。在實際作業(yè)過程中，刀圈可根據(jù)實際作業(yè)環(huán)境設置為單刃或多刃刀圈，以滿足不同的使用需求。
[0013]優(yōu)選的，所述刀體與鎖緊螺母之間設置有止推銷，所述鎖緊螺母與刀軸之間設置有止推銷。
[0014]一種芯包結構滾刀的使用方法，其步驟如下，將所述滾刀安裝在刀盤上，在刀盤工作過程中，當?shù)度佑|巖石受到外力時，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]一種芯包結構滾刀在TBM隧道掘進機上的應用，將滾刀安裝在TBM隧道掘進機刀盤上，當?shù)侗P作業(yè)時利用所述的芯包結構滾刀對隧道進行挖掘。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:
[0017]1.本發(fā)明芯包結構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，通過增加圓柱滾子的數(shù)量來增加滾刀的徑向承載能力，通過止推軸承來增加滾刀的軸向承載能力，相應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)孔一側設置有臺階，另一側安裝鎖緊螺母來固定兩側的圓柱滾子軸承；刀體的外徑一側設置臺階，與另一側設置的擋圈相配合，能有效對刀圈起到止退作用，增強了使用過程中刀圈的穩(wěn)定性，延長了滾刀的使用壽命。
[0019]3.本發(fā)明中刀軸設置為中心對稱結構，中心處設置軸肩，軸肩兩側放置止推軸承，承載止推軸承傳遞的軸向力，左右兩側設置臺階，軸間與臺階之間放置圓柱滾子，該設計改變了傳統(tǒng)的滾刀內(nèi)芯的設計結構，體現(xiàn)了新型芯包結構滾刀的優(yōu)勢。
[0020]4.本發(fā)明芯包結構滾刀設計構思巧妙，作用明顯，效果顯著，具有良好的經(jīng)濟效益和應用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明芯包結構滾刀的結構剖視圖；
[0022]圖2為本發(fā)明芯包結構滾刀的結構右視圖；
[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，14、硬質合金，15、止退銷，16、軸肩，17、臺階。

【具體實施方式】
[0024]下面通過實施例并結合附圖對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。
[0025]實施例1:
[0026]一種芯包結構滾刀，包括刀軸4、刀體2、三刃鑲齒刀圈I和端蓋3，刀軸4的中心位置處設置軸肩16，軸肩16的兩側對稱設置有臺階17，刀軸4貫穿刀體2，刀軸4與刀體2之間設置止推軸承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16兩側分別設置所述的止推軸承12，止推軸承12與臺階17之間設置所述的圓柱滾子軸承；
[0027]刀體2的內(nèi)側一端設置凸臺，刀體2的外側一端設置凸臺且另一端設置凹槽，所述凹槽內(nèi)設置有擋圈8，刀體2的外側設置所述的三刃鑲齒刀圈1，三刃鑲齒刀圈I的一側與凸臺接觸且另一側與擋圈8接觸；擋圈可以有效對刀圈起到止退作用，能夠確保刀圈的位置固定不變，保證刀圈在使用過程中的穩(wěn)定性。
[0028]刀軸4的兩端分別設置所述的端蓋3，端蓋3與刀體2之間設置有鎖緊螺母6，端蓋3與刀軸4之間設置鎖緊螺母。
[0029]另外，端蓋3與刀軸4之間設置有浮動密封組件5。浮動密封組件可保證浮動環(huán)始終與轉軸之間保持最佳的密封間隙，而多重密封技術和強大的油膜張力能有效的阻止密封介質的泄漏。
[0030]實施例2:
[0031]一種芯包結構滾刀，結構如實施例1所述，其不同之處在于，刀體2與圓柱滾子軸承之間設置有0型密封圈9，端蓋3與刀軸4之間設置有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]實施例3:
[0033]一種芯包結構滾刀，結構如實施例1所述，其不同之處在于，刀圈為不鑲嵌合金的一體式刀圈。在實際作業(yè)過程中，刀圈可根據(jù)實際作業(yè)環(huán)境設置為單刃或多刃刀圈。刀體2與鎖緊螺母6之間設置有止推銷13，鎖緊螺母與刀軸4之間設置有止推銷15，止推銷可以有效防止鎖緊螺母和端蓋的松動。
[0034]實施例4:
[0035]一種芯包結構滾刀的使用方法，其步驟如下，將所述滾刀安裝在刀盤上，在刀盤工作過程中，當?shù)度佑|巖石受到外力時，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隧道掘進機實際作業(yè)過程中，將滾刀安裝在TBM隧道掘進機刀盤上，當?shù)侗P作業(yè)時利用所述的芯包結構滾刀對隧道進行挖掘。
【權利要求】
1.一種芯包結構滾刀，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置軸肩，所述軸肩的兩側對稱設置有臺階，所述刀軸貫穿刀體，所述刀軸與刀體之間設置止推軸承和圓柱滾子軸承，所述軸肩兩側分別設置所述的止推軸承，所述止推軸承與臺階之間設置所述的圓柱滾子軸承； 所述刀體的內(nèi)側一端設置凸臺，所述刀體的外側一端設置凸臺且另一端設置凹槽，所述凹槽內(nèi)設置有擋圈，所述刀體的外側設置所述的刀圈，所述刀圈的一側與凸臺接觸且另一側與擋圈接觸； 所述刀軸的兩端分別設置所述的端蓋，所述端蓋與刀體之間設置鎖緊螺母，所述端蓋與刀軸之間設置鎖緊螺母。
2.如權利要求1所述的芯包結構滾刀，其特征在于，所述端蓋與刀軸之間設置有浮動密封組件。
3.如權利要求1或2所述的芯包結構滾刀，其特征在于，所述刀體與圓柱滾子軸承之間設置有O型密封圈，所述端蓋與刀軸之間設置有O型密封圈。
4.如權利要求3所述的芯包結構滾刀，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.如權利要求1或2所述的芯包結構滾刀，其特征在于，所述刀體與鎖緊螺母之間設置有止推銷，所述鎖緊螺母與刀軸之間設置有止推銷。
6.一種如權利要求1至5任一項所述的芯包結構滾刀的使用方法，其步驟如下，將所述滾刀安裝在刀盤上，在刀盤工作過程中，當?shù)度佑|巖石受到外力時，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。
7.一種如權利要求1至5任一項所述的芯包結構滾刀在TBM隧道掘進機上的應用，將滾刀安裝在TBM隧道掘進機刀盤上，當?shù)侗P作業(yè)時利用所述的芯包結構滾刀對隧道進行挖掘。
【文檔編號】E21D9/10GK104265320SQ201410549074
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權日:2014年10月16日
【發(fā)明者】張學強, 王剛, 任延玲, 倪景文, 袁立磊, 閆國成 申請人:山東天工巖土工程設備有限公司