一种防止滚刀偏磨的刀座

摘要

本发明公开了一种防止滚刀偏磨的刀座,包括对称安装在滚刀两侧的底座，在所述底座内设有开口朝上的“U”型安装槽，在所述安装槽的底部沿垂直于所述滚刀轴线方向上设有滑动导槽，在所述滑动导槽上安装有随其滑动的固定块，在所述固定块上安装有用于连接滚刀刀轴的关节轴承，在所述安装槽与固定块中间分别设有弹性元件。本发明通过调整滚刀和滚刀的轴线角度避免滚刀偏磨和磨损，解决了传统滚刀易磨损、易发生偏磨和崩刃的问题，延长滚刀使用寿命，减少滚刀的更换和维修次数，节约成本。

权利要求

1.一种防止滚刀偏磨的刀座,其特征在于，包括对称安装在滚刀两侧的底座，在所述底座内设有开口朝上的“U”型安装槽，在所述安装槽的底部沿垂直于所述滚刀轴线方向上设有滑动导槽，所述滑动导槽防止滚刀上下发生偏移；在所述滑动导槽上安装有随其滑动的固定块，在所述固定块上安装有用于连接滚刀刀轴的关节轴承；所述关节轴承可小角度转动起到固定滚刀刀轴的作用，同时在滚刀受力不均时通过小角度转动调整滚刀位置，防止滚刀发生偏磨；在滚刀受力较大时所述关节轴承随固定块沿着滑动导槽移动，改变滚刀受力状态，防止滚刀磨损或崩齿，同时在滚刀和刀座间被石块卡住时通过固定块沿滑动导槽移动排出石块，防止滚刀偏磨和卡住；在所述安装槽与固定块中间分别设有弹性元件；所述弹性元件起到调整滚刀位置的作用，在滚刀受力较小时保证滚刀能够正常掘进，在受力较大时，弹性元件发生变形，调整滚刀位置，保证滚刀均匀受力。

2.根据权利要求1所述的防止滚刀偏磨的刀座,其特征在于，所述底座由第一连接座和第二连接座拼装而成，中间由固定件固定连接。

3.根据权利要求1所述的防止滚刀偏磨的刀座,其特征在于，所述固定块由第一固定块和第二固定块组成，第一固定块和第二固定块拼装后卡装在所述安装槽内。

4.根据权利要求1所述的防止滚刀偏磨的刀座,其特征在于，所述滑动导槽包括与所述固定块连接的内固定轨道、设置在所述安装槽底部的外固定轨道，以及安装在内固定轨道和外固定轨道之间的钢珠；所述内固定轨道可滑动卡装在外固定轨道内，且沿外固定轨道滑动。

5.根据权利要求4所述的防止滚刀偏磨的刀座,其特征在于，所述滑动导槽呈“工”型结构。

6.根据权利要求1所述的防止滚刀偏磨的刀座,其特征在于，在所述固定块上设有用于卡装关节轴承的凹槽。

7.根据权利要求1所述的防止滚刀偏磨的刀座,其特征在于，所述关节轴承由内圈和外圈组成，所述内圈的外表面和所述外圈的内表面均为球面。

8.根据权利要求1所述的防止滚刀偏磨的刀座,其特征在于，所述关节轴承的转动角度为2-5°。

说明书

一种防止滚刀偏磨的刀座

技术领域

[0001] 本发明涉及盾构/TBM设计与制造技术领域，具体涉及一种防止滚刀偏磨的刀座。

背景技术

[0002] 近年来盾构/TBM越来越多的应用于隧道施工中，盾构/TBM由于较快的施工进度、安全的掘进模式成为隧道施工的首选装备。其中盾构/TBM刀盘滚刀设计的合理与否影响着施工工程的快慢，但是由于盾构/TBM所适用的环境越来越复杂，滚刀的磨损越来越复杂化，滚刀磨损成为控制掘进效率、影响施工成本的关键因素。

[0003] 在硬岩地层掘进中滚刀磨损消耗成本已经占据施工设备成本的20% 35%，其中滚~刀的非正常磨损也占据滚刀磨损的30%以上，非正常磨损中绝大多数为滚刀偏磨。根据研究发现，滚刀磨损主要有碾压磨损，侧向磨损和切向磨损，其中侧向磨损是造成滚刀偏磨的主要因素。

[0004] 造成滚刀磨损的主要因素是因为传统的滚刀安装均为刚性安装，滚刀和刀盘成为一刚性整体。在破岩时滚刀受到极大的振动荷载，且在破岩时滚刀遇到软硬不均地层或孤石时均不能有效调整滚刀姿态，造成滚刀偏磨和崩刃。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种防止滚刀偏磨的刀座，通过调整滚刀和滚刀的轴线角度避免滚刀偏磨和磨损，解决了传统滚刀易磨损、易发生偏磨和崩刃的问题。

[0006] 为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0007] 一种防止滚刀偏磨的刀座,包括对称安装在滚刀两侧的底座，在所述底座内设有开口朝上的“U”型安装槽，在所述安装槽的底部沿垂直于所述滚刀轴线方向上设有滑动导槽，在所述滑动导槽上安装有随其滑动的固定块，在所述固定块上安装有用于连接滚刀刀轴的关节轴承，在所述安装槽与固定块中间分别设有弹性元件。

[0008] 针对上述技术特征，关节轴承在滚刀作业时根据岩石的硬度会产生小角度的转动，从而使滚刀有一定范围的转动，避免了滚刀在遇到较大力冲击时发生磨损或崩刃的情况；弹性元件由于具有一定的弹性，可以使滚刀在前进方向上产生一定的位移，用于滚刀在受力不均匀时能够作出适当的调整，从而改变滚刀的受力状态，避免滚刀发生偏磨；当滚刀在破碎地层掘进过程中被石块卡住时，通过固定块在滑动导槽移动来改变滚刀间距尺寸，从而有效避免滚刀被卡的情况。

[0009] 优选的，所述底座由第一连接座和第二连接座拼装而成，中间由固定件固定连接。

[0010] 优选的，所述固定块由第一固定块和第二固定块组成，第一固定块和第二固定块拼装后卡装在所述安装槽内。

[0011] 底座和固定块由分体结构组成，在使用过程中安装和拆卸更加方便。

[0012] 优选的，所述滑动导槽包括与所述固定块连接的内固定轨道、设置在所述安装槽底部的外固定轨道，以及安装在内固定轨道和外固定轨道之间的钢珠；所述内固定轨道可滑动卡装在外固定轨道内，且沿外固定轨道滑动。该结构与固定块的安装更加方便。

[0013] 优选的，所述滑动导槽呈“工”型结构。承受力大，增加滚刀的稳定性，防止滚刀上下偏移。

[0014] 优选的，在所述固定块上设有用于卡装关节轴承的凹槽。

[0015] 优选的，所述关节轴承由内圈和外圈组成，所述内圈的外表面和所述外圈的内表面均为球面。

[0016] 优选的，所述关节轴承的转动角度为2-5°。以防转动角度过大使滚刀不稳定。

[0017] 本发明的有益效果是：

[0018] 本发明中关节轴承可小角度转动既起到固定滚刀刀轴的作用，在滚刀受力不均时又可以通过小角度转动调整滚刀位置，防止滚刀方式偏磨。在滚刀受力较大时随固定块沿着滑动导槽移动，改变滚刀受力状态，防止滚刀磨损或崩齿，同时在滚刀和刀座间被石块卡住时可以通过固定块沿滑动导槽移动排出石块，防止滚刀偏磨和卡住；滑动导槽呈“工”型结构有效避免滚刀上下发生偏移，增加滚刀稳定性。弹性元件起到调整滚刀位置的作用，在滚刀受力较小时可以保证滚刀能够正常掘进，在受力较大时，弹性元件发生变形，调整滚刀位置，保证滚刀均匀受力。

[0019] 本发明可以保证滚刀在非正常受力时调整滚刀位置和角度，避免滚刀偏磨；在复杂地层条件下，滚刀被石块卡住时，通过改变滚刀位置防止石块掉落；本发明有效防止滚刀偏磨、崩刃和磨损的情况，有效延长滚刀的使用寿命，减少滚刀更换和维修次数，提高施工效率，降低成本。

附图说明

[0020] 图1为本发明的结构示意图；

[0021] 图2为刀座的结构示意图；

[0022] 图3为关节轴承的示意图；

[0023] 图4为一种滑动导槽的示意图。

[0024] 图中：1关节轴承，2滑动导槽，3弹性元件，4滚刀，5固定件，6第一连接座，7第二连接座,8第一固定块，9第二固定块,10刀轴，11外固定轨道，12内固定轨道,13钢珠，14内圈，15固定块，16底座，17外圈。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

[0026] 如图1和2所示，一种防止滚刀偏磨的刀座,包括对称安装在滚刀4两侧的底座16，在所述底座16内设有开口朝上的“U”型安装槽，在所述安装槽的底部沿垂直于所述滚刀4轴线方向上设有滑动导槽2，在所述滑动导槽2上安装有随其滑动的固定块，在所述固定块上安装有用于连接滚刀4刀轴10的关节轴承1，在所述安装槽与固定块中间分别设有弹性元件10
3，弹性元件3为弹簧或橡胶条，其弹性常数为5×10 N/m。

[0027] 如图4所示，所述滑动导槽2呈“工”型结构，包括与所述固定块15连接的内固定轨道12、设置在所述安装槽底部的外固定轨道11，以及安装在内固定轨道12和外固定轨道11之间的钢珠13；所述内固定轨道12可滑动卡装在外固定轨道11内，且沿外固定轨道11滑动。

[0028] 如图3所示，所述关节轴承1的转动角度为2-5°，由内圈14和外圈17组成，所述内圈14的外表面和所述外圈17的内表面均为球面。

[0029] 所述底座16由第一连接座6和第二连接座7拼装而成，中间由固定件5固定连接，固定件5可以是螺钉、螺丝等。所述固定块由第一固定块8和第二固定块9组成，第一固定块8和第二固定块9拼装后卡装在所述安装槽内。

[0030] 在第一固定块8和第二固定块9的相对侧分别设有半圆槽，两个半圆槽拼在一起构成关节轴承1外圈17外表面的形状，用于卡装关节轴承1。

[0031] 内固定轨道12和外固定轨道11根据具体情况可以分段处理，将外固定轨道11分为两段，分别安装在第一连接座6和第二连接座7上；将内固定轨道12分两段分别安装在第一固定块8和第二固定块9底部，然后将其卡装在一起，完成安装。

[0032] 本发明的工作原理：该刀座的底座16分别装在滚刀4刀轴10的两端，首先将关节轴承1安装在刀轴10的两端，再将第一固定块8和第二固定块9通过关节轴承1的两侧将关节轴承1包围，固定块15起到固定和支撑关节轴承1的作用，滑动导轨与固定块之间的安装方式可采用上述的任何一种方式进行；再将弹性元件3放置在固定块的两侧，然后将第一连接座6和第二连接座7卡和在一起，用螺钉固定，按成安装。

[0033] 在滚刀4作业过程中，当滚刀4受力不均时通过关节轴承1的小角度转动而调节滚刀4的位置，改变滚刀4的受力情况，防止滚刀4发生偏磨；当滚刀4受力较大时，弹性元件3发生变形，使滚刀4位置偏移，进而保证滚刀4受力均匀，在滚刀4受力较小时，可以保证滚刀4正常掘进；在滚刀4掘进过程中，当滚刀4和刀座间被石块卡住时可以通过固定块沿滑动导槽2移动而排出石块，防止发生滚刀4偏磨。

[0034] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。