一种双刃球齿滚刀刀圈的制作方法

1.本实用新型涉及盾构机球齿滚刀技术领域，具体涉及一种双刃球齿滚刀刀圈。


背景技术：

2.盾构机是隧道掘进的主要装备，盾构机主要依靠安装在刀盘上的滚刀刀圈进行切割岩石，是盾构机的核心部件和易损部件，其工作状况直接影响着盾构机的破岩效率和破岩成本。面对极端地层，传统盾构机滚刀刀圈出现了破岩效率低、刀圈磨损快，刀圈无法贯入岩石、甚至刀圈破损失效等工程问题，现有的球齿滚刀刀圈虽然在一定程度上改善了刀圈磨损、岩石无法贯入的问题，但是由于传统的相邻的单刃滚刀刀圈在轴向上无法很好的协同破岩，使破岩效率低的问题并未得到很好的改善，已经难以满足当前的施工需求。为此，极有必要针对极端工况地层，开发出一种高效、长寿命的新型滚刀刀圈，为极硬岩工况下高效掘进提供思路和方法。


技术实现要素：

3.为了解决现有滚刀刀圈破岩效率低、刀圈磨损快，滚刀无法贯入岩石、甚至滚刀破损失效等工程问题，本实用新型提供一种双刃球齿滚刀刀圈。
4.本实用新型主要通过以下方案实现，本实用新型主要包括球齿、矩形齿、焊接材料、耐磨层、刀刃、刀圈。
5.所述刀圈上有两个所述刀刃，两个所述刀刃关于所述刀圈的中心面对称分布；所述球齿和所述矩形齿与所述刀刃过盈配合，嵌套在所述刀刃上；所述球齿和所述矩形齿在所述刀刃圆周方向上分别均匀布置形成一环，分别形成球齿环、矩形齿环，矩形齿环分布在球齿环外侧，所述矩形齿数量是所述球齿数量的一半。
6.所述球齿表面沿径向对称分布两个凹槽，所述矩形齿沿轴向对称削去一角，成梯形样式。
7.所述刀圈外表面涂有所述耐磨层，耐磨层材料厚度低于所述球齿半径的一半。
8.在所述耐磨层的基础上，在所述球齿和所述矩形齿的周边布有一圈所述焊接材料。
9.本实用新型的有益效果为：通过球齿与矩形齿的相互配合提高破岩效率，通过减小球齿、矩形齿与岩层的接触面积来增加破岩时的接触力以提高滚刀破岩时贯入度。同时，通过在刀圈表面增加耐磨层，并在刀刃和球齿之间的接触处增加焊接材料，提升刀圈整体耐磨性，并可强化球齿与刀刃配合强度，减少脱齿等问题，以延长球齿滚刀刀圈整体使用寿命。
附图说明
10.附图1为本实用新型的正面结构示意图；
11.附图2为本实用新型的侧面结构示意图；
12.附图3为本实用新型的立体结构示意图；
13.附图中：1
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球齿，2
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矩形齿，3
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耐磨层，4
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焊接材料，5
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刀刃，6
‑
刀圈。
具体实施方式
14.下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
15.如附图1、附图2所示，一种双刃球齿滚刀刀圈由球齿1，矩形齿2，耐磨层3，焊接材料4，刀刃5和刀圈6组成。
16.如附图1、附图2和附图3所示，刀圈6上有两个刀刃5，刀刃5关于中心面对称分布；球齿1、矩形齿2嵌套在刀刃5上，球齿1、矩形齿2与刀刃5之间过盈配合，球齿1、矩形齿2沿刀刃5的圆周方向均匀布置形成两环，齿间距相等，矩形齿环分布在球齿环外侧，并且矩形齿2的数量是球齿1数量的一半，便于矩形齿2和球齿1协同破岩，提高破岩效率。
17.刀圈5的外表面涂有耐磨层3，耐磨层3的材料优选为常用耐磨性材料，且该材料便于喷涂在刀刃5上，和刀刃5的粘附性能好，不会因为受冲击作用而轻易脱落；耐磨层3的材料厚度控制在球齿半径的一半以内，耐磨层3太薄，耐磨性能不够，耐磨层3太厚会影响球齿破岩性能。
18.刀刃5表面上涂完耐磨层3后，然后将球齿1和矩形齿2装到刀刃5上，然后在所有球齿1和矩形齿2与刀刃5表面的交接处焊上一环焊接材料4，如附图1和附图2所示。焊接材料4可以有效填补球齿1、矩形齿2和刀刃5配合后留下的微小间隙，并可以加强彼此之间的联接强度，可以有效防止球齿受冲击后脱离刀刃5。
19.上面结合附图对本实用新型的实施方式进行了详细说明，但本实用新型并不限于上述实施方式。对于熟悉本领域的人员而言，可容易实现本实用新型专利其他结构设计的修改。因此，在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出的图例。


技术特征：
1.一种双刃球齿滚刀刀圈，其特征在于：由球齿(1)，矩形齿(2)，耐磨层(3)，焊接材料(4)，刀刃(5)，刀圈(6)组成；球齿(1)、矩形齿(2)嵌套在刀刃(5)上；球齿(1)表面沿径向对称分布两个凹槽，矩形齿(2)沿轴向对称削去一角，成梯形样式；刀圈(6)上有关于刀圈(6)的中心面对称分布的两个刀刃(5)；刀圈(6)表面上涂有耐磨层(3)；球齿(1)、矩形齿(2)与刀圈表面的交接处焊上一环焊接材料(4)。2.根据权利要求1所述的一种双刃球齿滚刀刀圈，其特征在于：球齿(1)、矩形齿(2)与刀刃(5)过盈配合。3.根据权利要求1所述的一种双刃球齿滚刀刀圈，其特征在于：球齿(1)、矩形齿(2)沿刀刃(5)的圆周方向均匀布置形成两环，矩形齿环分布在球齿环外侧，并且矩形齿(2)数量是球齿(1)数量的一半。4.根据权利要求1所述的一种双刃球齿滚刀刀圈，其特征在于：耐磨层(3)的材料厚度控制在球齿半径的一半以内。

技术总结
本实用新型公开了一种双刃球齿滚刀刀圈。所述的双刃球齿滚刀刀圈由球齿、矩形齿、焊接材料、耐磨层、刀刃、刀圈组成。所述刀圈包含两个所述刀刃，所述刀刃上装有所述球齿、所述矩形齿、所述耐磨层以及所述焊接材料。所述的双刃球齿刀圈可以克服现有球齿滚刀刀圈轴向无法很好的协同破岩等问题，以提升球齿滚刀破岩效率，能应对更复杂的工况。能应对更复杂的工况。能应对更复杂的工况。


技术研发人员：吴俊杰 龙钊民 刘鑫 钟科 谢小燕 胡定邦 张旭辉
受保护的技术使用者：湖南师范大学
技术研发日：2021.01.15
技术公布日：2021/10/11