TBM滚刀的安装结构及TBM掘进机的制作方法

tbm滚刀的安装结构及tbm掘进机
技术领域
1.本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种tbm滚刀的安装结构及tbm掘进机。


背景技术：

2.tbm单刃滚刀可以采用楔块进行锁紧，通过作用在楔块上的螺栓预紧力将滚刀刀轴锁紧在刀座上。但是，更换滚刀时需要先将锁紧装置取下，再将滚刀沿退刀槽取出更换新的滚刀，整个刀具更换流程操作复杂，耗时长。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种tbm滚刀的安装结构及tbm掘进机，解决了tbm滚刀更换流程操作复杂，耗时长的技术问题。
4.本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
5.本发明提供一种tbm滚刀的安装结构，包括：
6.刀座，其设有退刀槽、第一安装面和第二安装面，所述第一安装面和所述第二安装面用于与滚刀刀轴的定位面配合；
7.锁紧装置，其包括第一楔块、活动块和锁紧螺栓；
8.所述第一楔块设有第一楔形面和用于与滚刀刀轴的定位面配合的第三安装面，所述滚刀刀轴能够设置于所述第一安装面、所述第二安装面和所述第三安装面之间；
9.所述活动块设有与所述第一楔形面相配合的第二楔形面；
10.所述锁紧螺栓穿设于所述退刀槽中，且与所述活动块连接，所述锁紧螺栓能够驱使所述活动块沿所述退刀槽的纵向平移，并且在所述第一楔形面与所述第二楔形面的配合作用下，所述第一楔块能够受所述活动块的驱使向所述第一安装面移动。
11.在优选的实施方式中，所述第一安装面与所述第二安装面之间的夹角范围为小于90
°
。
12.在优选的实施方式中，所述第三安装面平行于所述退刀槽的纵向。
13.在优选的实施方式中，所述锁紧装置包括支撑座，所述支撑座固接于所述退刀槽中，所述锁紧螺栓安装于所述支撑座，所述第一楔块可滑动地安装于所述支撑座。
14.在优选的实施方式中，所述支撑座的顶部设有滑槽，所述第一楔块设有可滑动地嵌设于所述滑槽内的滑动凸起部。
15.在优选的实施方式中，所述支撑座具有楔形部，所述楔形部设有第三楔形面，所述活动块设于所述第一楔块与所述楔形部之间，所述活动块设有与所述第三楔形面相配合的第四楔形面。
16.在优选的实施方式中，所述支撑座的底部设有法兰部，所述法兰部通过紧固螺钉固定于所述刀座。
17.在优选的实施方式中，所述锁紧装置包括第二楔块，所述第二楔块设有第五楔形面，所述活动块设置于所述第一楔块与所述第二楔块之间，所述活动块设有与所述第五楔
形面相配合的第四楔形面。
18.在优选的实施方式中，所述锁紧螺栓与所述活动块螺纹配合。
19.本发明提供一种tbm掘进机，包括：滚刀和上述的tbm滚刀的安装结构；所述滚刀的滚刀刀轴设置于所述第一安装面、所述第二安装面和所述第三安装面之间，所述第一安装面、所述第二安装面和所述第三安装面分别与所述滚刀刀轴的定位面抵接。
20.本发明的特点及优点是：
21.该tbm滚刀的安装结构，通过拧紧或拧松锁紧螺栓，带动活动块沿锁紧螺栓的纵向运动；同时，在第一楔形面和第二楔形面的作用下，带动第一楔块沿垂直于锁紧螺栓的纵向的方向平移，调节第一楔块的伸出长度。通过该tbm滚刀的安装结构，方便对滚刀进行安装和拆卸，缩短了滚刀更换流程，提高了更换效率。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明提供的tbm滚刀的安装结构的结构示意图；
24.图2为图1所示的tbm滚刀的安装结构中的锁紧装置的结构示意图；
25.图3为图2的侧视图；
26.图4
‑
图6为图1所示的tbm滚刀的安装结构中的第一楔块的结构示意图；
27.图7
‑
图9为图1所示的tbm滚刀的安装结构中的第二楔块的结构示意图；
28.图10为图1所示的tbm滚刀的安装结构中的支撑座的结构示意图；
29.图11为图10的a
‑
a向的剖视图；
30.图12为图10的侧视图；
31.图13为图1所示的tbm滚刀的安装结构中的刀座的结构示意图。
32.附图标号说明：
33.10、滚刀；11、滚刀刀轴；12、定位面；
34.20、刀座；21、第一安装面；22、第二安装面；23、退刀槽；
35.30、锁紧装置；31、紧固螺钉；
36.40、活动块；41、第二楔形面；42、第四楔形面；
37.50、第一楔块；501、滑动凸起部；51、第一楔形面；52、第三安装面；
38.60、第二楔块；601、导向凸块；61、第五楔形面；62、第二腰形孔；63、倒角结构；
39.70、支撑座；71、第一通孔；72、滑槽；
40.73、第一腰形孔；74、法兰部；741、第二通孔；
41.80、锁紧螺栓。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.如图1所示，滚刀10包括滚刀刀轴11，滚刀刀轴11的侧壁设有至少3个互不平行的定位面12，滚刀10可以通过定位面12传递扭矩。
44.方案一
45.本发明提供了一种tbm滚刀的安装结构，如图1
‑
图3和图13所示，该tbm滚刀的安装结构包括刀座20和锁紧装置30，刀座20设有退刀槽23、第一安装面21和第二安装面22，第一安装面21和第二安装面22用于与滚刀刀轴11的定位面12配合；锁紧装置30包括第一楔块50、活动块40和锁紧螺栓80；第一楔块50设有第一楔形面51和用于与滚刀刀轴11的定位面12配合的第三安装面52，滚刀刀轴11能够设置于第一安装面21、第二安装面22和第三安装面52之间；活动块40设有与第一楔形面51相配合的第二楔形面41；锁紧螺栓80穿设于退刀槽23中，且与活动块40连接，锁紧螺栓80能够驱使活动块40沿退刀槽23的纵向平移，并且在第一楔形面51与第二楔形面41的配合作用下，第一楔块50能够受活动块40的驱使向第一安装面21移动。
46.该tbm滚刀的安装结构，通过拧紧或拧松锁紧螺栓80，带动活动块40沿锁紧螺栓80的纵向移动；同时，在第一楔形面51和第二楔形面41的作用下，带动第一楔块50沿垂直于锁紧螺栓80的纵向的方向平移，调节第一楔块50的伸出长度。
47.在安装滚刀10时，通过操作锁紧螺栓80，使第一楔块50伸出，使第三安装面52与滚刀刀轴11的一定位面12抵接，将滚刀刀轴11压紧于刀座20的第一安装面21和第二安装面22，进而实现对滚刀10的锁紧。
48.在拆卸滚刀10时，拧松锁紧螺栓80，在第一楔形面51和第二楔形面41的作用下，第一楔块50与滚刀刀轴11之间出现较大的间隙，锁紧螺栓80、活动块40和第一楔块50均为松弛状态，第一楔块50能够向内收缩，减小锁紧装置30的宽度，使锁紧装置30的宽度小于退刀槽23的宽度，锁紧装置30可沿退刀槽23顺畅的退出，便于将滚刀刀轴11从第一楔块50与第一安装面21之间的间距取下，以及将锁紧装置30经退刀槽23中取出。
49.通过该tbm滚刀的安装结构，方便对滚刀10进行安装和拆卸，缩短了滚刀10更换流程，提高了更换效率。
50.如图2和图4
‑
图5所示，第一楔形面51和第二楔形面41均相对于锁紧螺栓80的纵向倾斜设置，以使得活动块40沿锁紧螺栓80的纵向移动时，能够同时带动第一楔块50沿垂直锁紧螺栓80的纵向的方向平移。
51.该安装结构中，通过第一安装面21、第二安装面22和第三安装面52来与滚刀刀轴11配合和传递转矩，便于与现有滚刀10适配。
52.在一实施方式中，如图13所示，第一安装面21与第二安装面22之间的夹角记为β，β＜90
°
，如图1和图13所示，第一安装面21与第二安装面22呈v形布置，滚刀10在破岩过程中，即使锁紧螺栓80出现松动情况，在滚动力的作用下，滚刀刀轴11能始终保持与第一安装面21和第二安装面22处于压紧状态，减少冲击振动，避免刀座20的异常损坏，延长了刀座20的使用寿命。滚刀10在破岩过程中，滚刀10行进方向通常垂直于滚刀刀轴11，当滚刀10沿平行于第二安装面22的方向行进时，破岩的阻力使滚刀刀轴11与第一安装面21紧密接触，同时，第一安装面21对滚刀刀轴11的反作用力使滚刀刀轴11与第二安装面22紧密接触。具体地，
滚刀10切削岩石受到的反力，在第一安装面21处，滚刀刀轴11会受到平行于第一安装面21向下的摩擦力，反力和斜向下的摩擦力会让滚刀刀轴11与刀座20的第一安装面21和第二安装面22贴紧，确保刀轴与刀座20不松动。
53.进一步地，第三安装面52平行于退刀槽23的纵向，第三安装面52与滚刀刀轴11的一定位面12贴合，第一楔块50通过第三安装面52施加给滚刀刀轴11的压力垂直于第三安装面52，即与退刀槽23的纵向相垂直，由于第一楔块50沿垂直于锁紧螺栓80的纵向的方向平移，这样，有利于第一楔块50对滚刀刀轴11施加压力。优选地，锁紧装置30将滚刀刀轴11压紧时，第三安装面52与退刀槽23的侧壁共面。
54.如图1
‑
图3和图10
‑
图12所示，锁紧装置30包括支撑座70，支撑座70固接于退刀槽23中，锁紧螺栓80安装于支撑座70，第一楔块50可滑动地安装于支撑座70，支撑座70对第一楔块50和锁紧螺栓80起到支撑的作用，
55.进一步地，支撑座70的顶部设有滑槽72，第一楔块50设有可滑动地嵌设于滑槽72内的滑动凸起部501，如图4
‑
图6和图10
‑
图12所示，滑动凸起部501可以在滑槽72内滑动，对第一楔块50的平移运动进行导向。如图2和图3所示，滑动凸起部501的高度大于滑槽72深度。
56.如图3和图10
‑
图12所示，支撑座70设有用于穿设锁紧螺栓80的第一通孔71，优选地，支撑座70中间设有一个减重的第一腰形孔73。
57.在一实施方式中，支撑座70的底部设有法兰部74，法兰部74通过紧固螺钉31固定于刀座20。如图1和图11所示，法兰部74设有两个第二通孔741，刀座20底部设有与第二通孔741配合的螺栓孔，紧固螺钉31穿设于第二通孔741并与该螺栓孔螺接，将支撑座70压紧于刀座20。该螺栓孔可以设置于退刀槽23两侧。
58.在一实施方式中，支撑座70具有楔形部，楔形部设有第三楔形面，活动块40设于第一楔块50与楔形部之间，活动块40设有与第三楔形面相配合的第四楔形面42，活动块40整体呈v形，在活动块40受到锁紧螺栓80的拉力时，活动块40沿第三楔形面平移，活动块40驱使第一楔块50平移，增大了第一楔块50的位移量。
59.在另一实施方式中，锁紧装置30包括第二楔块60，第二楔块60设有第五楔形面61，活动块40设置于第一楔块50与第二楔块60之间，活动块40设有与第五楔形面61相配合的第四楔形面42。如图1和图2所示，活动块40整体呈v形，活动块40受到锁紧螺栓80拉力向下运动时，驱使第一楔块50和第二楔块60分别向两侧平移，第一楔块50运动至与滚刀刀轴11抵接，第二楔块60运动至与刀座20抵接。当锁紧螺栓80拧松时，活动块40、第一楔块50与第二楔块60为松动状态，第一楔块50和第二楔块60可以向内收缩，使锁紧装置30的整体宽度缩小，便于经退刀槽23拆卸。
60.该实施方式中，活动块40松动后，第一楔块50和第二楔块60均可向内收缩，以增大了锁紧装置30与刀座20之间的间距和锁紧装置30与滚刀刀轴11之间的间距，使锁紧装置30的两侧均有较大的间距，方便安装拆卸。在锁紧时，第一楔块50和第二楔块60受到活动块40的驱动力，第一楔块50和第二楔块60分别向两侧运动，可以使活动块40保持沿锁紧螺栓80的纵向运动，减少活动块40向两侧偏离，减少锁紧螺栓80受到剪力和弯矩。
61.如图2和图7
‑
图9所示，第二楔块60设有与滑槽72配合的导向凸块601。导向凸块601的宽度等于滑槽72的宽度，导向凸块601的高度大于滑槽72的深度。第一楔块50和第二
楔块60上分别设有第二腰形孔62，锁紧螺栓80能穿过该第二腰形孔62，以便于第一楔块50和第二楔块60沿垂直于锁紧螺栓80的纵向的方向平移。
62.进一步地，滑动凸起部501和导向凸块601上设有倒角结构63，以便于锁紧装置30经退刀槽23拆卸回收时，倒角结构63与退刀槽23的侧壁接触，使第一楔块50和第二楔块60向内运动，使锁紧装置30的整体宽度缩小，方便拆卸。
63.上述的楔形部与第二楔块60为可选项，可以根据工况，选用楔形部或者第二楔块60。
64.在一实施方式中，锁紧螺栓80与活动块40螺纹配合，活动块40的底部设有螺纹孔，锁紧螺栓80的上端连接于该螺纹孔，锁紧螺栓80的下端抵接于刀座20的底部，锁紧螺栓80的沿退刀槽23的纵向设置，转动锁紧螺栓80时，可以对活动块40施加拉力，从而驱使活动块40沿退刀槽23的纵向平移。
65.图1
‑
图3所示的tbm的安装结构，将第一楔块50、第二楔块60和活动块40安装在支撑座70滑槽72内，并将锁紧螺栓80从支撑座70的底部穿上来，锁紧螺栓80与活动块40连接到一起。将锁紧装置30放置在退刀槽23内并推送到位，紧固螺钉31将锁紧装置30固定在刀座20上。通过拧紧或拧松锁紧螺栓80，带动活动块40上下运动，从而调节第一楔块50和第二楔块60在滑槽72里的伸出长度，从而改变锁紧装置30顶部的整体宽度，实现对滚刀10的锁紧。在锁紧螺栓80松弛的状态下，锁紧装置30的宽度小于退刀槽23的宽度，锁紧装置30可在退刀槽23内自由的上下滑动。
66.锁紧滚刀10时，拧紧锁紧螺栓80，使第一楔块50和第二楔块60沿滑槽72伸出，第二楔块60的左端面与退刀槽23左端面贴合，第一楔块50的右端面与滚刀刀轴11的一定位面12贴合，通过退刀槽23左端面提供的反力将滚刀刀轴11锁紧在刀座20的第一安装面21和第二安装面22内。拆卸滚刀10时，拧松锁紧螺母，拆下紧固螺钉31，在第一楔块50和第二楔块60两侧倒角结构63的作用下，第一楔块50和第二楔块60会主动向内滑动，减小锁紧装置30的宽度，锁紧装置30可沿退刀槽23顺畅的退出。
67.方案二
68.本发明提供了一种tbm掘进机，该tbm掘进机包括：滚刀10和上述的tbm滚刀的安装结构；滚刀10的滚刀刀轴11设置于第一安装面21、第二安装面22和第三安装面52之间，第一安装面21、第二安装面22和第三安装面52分别与滚刀刀轴11的定位面12抵接。
69.该tbm掘进机包括上述安装结构及其功能，其有益效果不再赘述。
70.以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。