一种四联式刀箱总成的制作方法

1.本发明涉及盾构机技术领域，具体涉及到大型盾构机刀盘上的四联式刀箱总成及滚刀总成。


背景技术：

2.盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。
3.目前，盾构法隧道施工广泛应用于城市地铁、公路隧道建设中。随着过江、过河及海底隧道建设项目的增多，地质条件及施工技术难度也越来越大，尤其是在复杂地质条件，长距离盾构施工过程中，当刀盘刀具磨损严重，掘进速度将下降，刀盘扭矩不断增加，严重影响施工作业效率，危机刀盘结构稳定性。如果不采取开舱作业方法，进行检修、更换刀具，容易造成经济财产、人身安全等方面的巨大损失。
4.目前，刀具在使用一段时间后常常会有磨损、损坏等现象，同一个刀箱上的刀具是固定在一根主轴上，更换时只能统一更换，但每个刀具磨损的情况不一样，需要区别对待。
5.

技术实现要素：

6.（一）解决的技术问题对于现有的盾构机刀箱只能安装两联或三联滚刀，且不能调整高度 ，为此提供一种可调整单个滚刀高度的新型四联刀箱结构形式。
7.（二）技术方案为解决以上问题，本发明通过以下技术方案予以实现：一种四联式刀箱总成，包含刀箱部分和滚刀部分。所述刀箱部分包括刀箱体、中心拉紧块、中心楔块、螺栓组成。所述滚刀部分是端盖式单体滚刀，仅涉及刀圈和端盖支撑座等外形部分，不涉及滚刀的内部结构，所述端盖式单体滚刀通过中心拉紧块和中心楔块和多个高强度螺栓固定在刀箱体上，其特征在于：所述四联刀箱总成上的四个端盖式单体滚刀相互独立，可以通过中心楔块的高度不同而具有不同的伸出长度。所述刀箱体两侧中间位置开设有与中心楔块相配合的v型卡装槽，所述的中心楔块安装在v型卡装槽内，所述中心拉紧块和端盖支撑座通过高强度螺栓压紧在中心楔块上，所述v型槽的夹角为α，所述v型槽承压面与垂直面的夹角为β，所述夹角α和β选取合适的值，可有有效降低承载压强，提升滚刀承载能力。
8.上述的一种四联式刀箱总成，其特征在于：所述v型槽夹角α的取值范围为85~95
°
。
9.上述的一种四联式刀箱总成，其特征在于：所述v型槽承压面与垂直面的夹角为β的取值范围为30~45
°
。
10.上述的一种四联式刀箱总成，其特征在于：所述四联刀箱总成上的四个端盖式单体滚刀相互独立，至少包含2种及以上高度的中心楔块，可以通过更换不同高度的中心楔块而使端盖式滚刀具有不同的相对高度。
11.上述的一种四联式刀箱总成，其特征在于：所述中心拉紧块与端盖支撑座安装后的间距取值范围为5-15mm。
12.上述的一种四联式刀箱总成，其特征在于：所述刀箱中间v型槽、中心楔块与端盖支撑座接触面均需要进行表面淬火，淬火硬度hrc》50,有效硬化层深度＞15mm。
13.（三）有益效果本发明提供了一种四联式刀箱总成和滚刀总成，具备以下有益效果：（1）该刀箱总成具有四联式结构，可以自动定心安装四把端盖式滚刀，采用楔块安装，增加了滚刀支撑板的接触面积，减少盾构机掘进时的正压强，降低了刀箱因变形而失效的风险，同等接触面积下可以减少刀箱的外形尺寸。这种装置结构可靠，实用性强，能够满足tbm特殊地质条件下的工况。
14.（2）该刀箱中安装的四把端盖式滚刀各自独立，可以通过楔块的高度不同而调整四把滚刀的相对高度，可以根据检修刀具的磨损情况针对性调整刀具高度或更换四联刀箱上的部分端盖式滚刀，达到掘进过程中快速检修、降低成本的目的。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实例或现有的技术方案，下面将对实例或现有有技术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。
16.图1为本发明结构示意图。
17.图2为图1的侧视图图。
18.图3为本发明端盖式滚刀外形示意图。
19.图4 为图3的俯视图。
20.图5为本发明端盖式滚刀外形示意图；图6为图5的侧视图。
21.图7为本发明中心楔块高度变化示意图。
22.图中所示：1刀箱体，2中心楔块，3中心拉紧块，4高强度螺栓，5端盖支撑座1，6刀圈，5-1 端盖支撑座导向筋，5-2端盖支撑座支撑面，5-3端盖支撑座底面，1-1 v型槽，1-2刀箱体导向凹槽。
具体实施方式
23.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付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。
24.如图1-4所示，一种四联式刀箱总成包含刀箱部分和滚刀部分；所述刀箱部分包括
刀箱体1、中心楔块2、中心拉紧块3、高强度螺栓4组成。所述滚刀部分是端盖式单体滚刀，仅涉及刀圈6和端盖支撑座5等外形部分，不涉及滚刀的内部结构。所述端盖式单体滚刀通过中心拉紧块3和中心楔块2和多个高强度螺栓4固定在刀箱体1上，所述四联刀箱总成上的四个端盖式单体滚刀相互独立，可以通过中心楔块的高度不同而具有不同的伸出长度。所述刀箱体两侧中间位置开设有与中心楔块相配合的v型卡装槽，所述的中心楔块安装在v型卡装槽内，所述中心拉紧块和端盖支撑座通过高强度螺栓压紧在中心楔块上，所述v型槽的夹角为α，所述v型槽承压面与垂直面的夹角为β，所述夹角α和β选取合适的值，有效降低承载压强，提升滚刀承载能力。
25.该刀箱安装端盖式滚刀在刀箱体1上时，通过滚刀端盖式支撑座导向筋5-1与刀箱体导向凹槽1-2相互配合，进行横向限位，在掘进时也能分摊一部分横向应力。然后安装中心楔块2，使中心楔块2与端盖支撑座支撑面5-2及刀箱v型槽1-1贴合，进一步的通过高强度螺栓4连接中心楔块2与端盖支撑座底面5-3上的螺纹孔，紧固高强度螺栓4，即可安装完成。
26.该刀箱在滚刀检修更换时，先松掉高强度4，取下中心拉紧块3和中心楔块2，再抽出端盖式滚刀，即可进行滚刀检修，通过观察滚刀磨损情况，决定是否进行更换端盖式滚刀或调整中心楔块2的高度，使得该刀箱上四把独立的端盖式滚刀具有不同的相对高度，更好地应对不同的地质条件，该方法简单有效，便于操作。
27.所述v型槽1-1的夹角α取值范围为85~95
°
。
28.所述v型槽1-1承压面与垂直面的夹角为β的取值范围为30~45
°
。
29.所述四联刀箱总成上的四个端盖式单体滚刀相互独立，至少包含2种及以上高度的中心楔块2，可以通过更换不同高度的中心楔块2而使端盖式滚刀具有不同的相对高度。
30.所述中心拉紧块3与端盖支撑座底面5-3安装后的间距取值范围为5-15mm。
31.所述刀箱体1、中心楔块2、端盖支撑座5均应进行整体调质处理，刀箱中间v型槽1-1、中心楔块2与端盖支撑座接触面5-2均需要进行表面淬火，淬火硬度hrc》50,有效硬化层深度＞10mm，可以使得刀箱承压面具有足够的硬度和强度、耐磨性，而刀箱芯部有良好的韧性，使其具有良好的综合力学性能。
32.本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。