一种盾构用多刀头滚刀刀圈.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109339807A(43)申请公布日2019.02.15(21)申请号201811371369.8(22)申请日2018.11.18(71)申请人中国电建集团铁路建设有限公司地址100044北京市海淀区车公庄西路22号院2号楼10层1001申请人西华大学中电建成都建设投资有限公司(72)发明人王国义王婷雯孟庆明叶至盛李彦(74)专利代理机构成都惠迪专利事务所(普通合伙)51215代理人王建国(51)Int.Cl.E21D9/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种盾构用多刀头滚刀刀圈(57)摘要一种盾构用多刀头滚刀刀圈，以有效提高盾构掘进致密性非常高的硬岩地层的掘进速度，且降低刀具磨损，避免频繁换刀。由刀圈体和刀头构成，所述刀圈体呈环状，其展开面上呈梅花型设置安装孔。所述刀头下部为圆柱体，上部为半椭圆形体，各刀头的下部压入安装孔内与之成过盈配合，将刀头嵌固安装在刀圈体上。CN109339807ACN109339807A权利要求书1/1页1.一种盾构用多刀头滚刀刀圈，其特征是：由刀圈体(22)和刀头(20)构成，所述刀圈体(22)呈环状，其展开面上呈梅花型设置安装孔(23)；所述刀头(20)下部为圆柱体，上部为半椭圆形体，各刀头(20)的下部压入安装孔(23)内与与之形成过盈配合，将刀头(20)嵌固安装在刀圈体(22)上。2.如权利要求1所述的一种盾构用多刀头滚刀刀圈，其特征是：所述刀圈体(22)上沿刀盘旋转方向布置8排安装孔(23)，沿滚刀旋转方向每排布置28个安装孔(23)，共224个安装孔(23)。3.如权利要求2所述的一种盾构用多刀头滚刀刀圈，其特征是：所述刀圈体(22)由合金钢材料制成，其调质淬火硬度值为45HRC。4.如权利要求1所述的一种盾构用多刀头滚刀刀圈，其特征是：所述刀头(20)下部直径为15mm，嵌入刀圈体(22)的深度为30mm，顶部高出刀圈体(22)表面15mm。5.如权利要求4所述的一种盾构用多刀头滚刀刀圈，其特征是：所述刀头(20)由钨钴硬质合金制成，硬度值为75HRC。2CN109339807A说明书1/3页一种盾构用多刀头滚刀刀圈技术领域[0001]本发明涉及盾构施工刀盘上使用的滚刀，特别涉及一种盾构用多刀头滚刀刀圈。背景技术[0002]在盾构施工过程中，盾构机刀盘上刀具是否适应掘进地层至关重要。一般情况下，在软岩地层中刀盘上配置撕裂刀和刮刀，在一般硬岩地层中配置双刃滚刀和刮刀，在硬度较高岩石地层中刀盘配置单刃滚刀和刮刀。由于刀盘开口率和刀具数量的影响，一般刀盘正面单刃滚刀的刃间距为100mm，刀刃材料是经调质淬火的中碳合金钢，刀刃硬度一般为56～58HRC。如图1所示，随着盾构推进油缸推力和刀盘的旋转，刀盘上的滚刀刀圈直接作用在开挖掌子面上，通过对岩石的挤压破碎前进。如图2和图3所示，但在掘进致密性非常好的高硬度的花岗岩等类似硬岩地层时，由于岩石间致密性非常高，刀刃挤压岩石过程中，相邻挤压面距离大，很难对岩石产生挤压破碎，刀刃只是对岩石面进行切削，相临刀刃开挖面间的岩石依然存在。由于切削槽之间岩石未被挤压破碎，刀刃与岩石接触面积过大，一把滚刀所承受的推力由于滚刀轴承承载力(一般不超过250kn)的要求限制，导致刀刃对岩石作用压强低，对于高硬度岩石刀刃切削量非常小。最终导致盾构掘进此地层时，掘进速度缓慢，有时只能达到1～3mm/min，而且刀刃磨损严重，换刀频繁，盾构施工进度慢，施工成本极高。现阶段盾构施工过程中遇到此地层，还未找到很好的解决措施。发明内容[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种盾构用多刀头滚刀刀圈，以有效提高盾构掘进致密性非常高的硬岩地层的掘进速度，且降低刀具磨损，避免频繁换刀。[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：[0005]本发明的一种盾构用多刀头滚刀刀圈，其特征是：由刀圈体和刀头构成，所述刀圈体呈环状，其展开面上呈梅花型设置安装孔；所述刀头下部为圆柱体，上部为半椭圆形体，各刀头的下部压入安装孔内与之成过盈配合，将刀头嵌固安装在刀圈体上。[0006]本发明的有益效果是，在滚刀刀圈上呈梅花型布设安装硬质合金柱刀头，降低刀头间的间距，通过多刀头对岩石进行挤压和切削，有效提高盾构掘进致密性非常高的硬岩地层的掘进速度，且降低刀具磨损，避免频繁换刀，极大地提高了施工效率。附图说明[0007]本说明书包括如下八幅附图：[0008]图1是现有单刃滚刀刀圈挤压岩石破碎示意图；[0009]图2是现有单刃滚刀对致密性好的岩石挤压不破碎示意图；[0010]图3是现有单刃滚刀对致密性好的岩石挤压不破碎示意图；[0011]图4是本发明一种盾构用多刀头滚刀刀圈的纵断面