一种失效滚刀非整体更换的装配式滚刀

本发明属于隧道盾构施工，涉及一种盾构机滚刀，具体涉及一种失效滚刀非整体更换的装配式滚刀。

背景技术：

1、盾构机是一种用于地下隧道施工的常用专业设备，其上的滚刀是盾构机的关键组成部分之一。而盘形滚刀作为盾构机主要破岩工具，在掘进过程中直接与岩石接触，有着极大的损耗。

2、在掘进过程中，盘形滚刀可能出现多种失效形式。如刀圈正常磨损、刀圈偏磨、刀圈断裂、刀圈崩刃、轴承过载、密封泄漏、挡圈断裂、刀箱螺栓松动或断裂等。一旦出现上述状况，需要及时对滚刀进行更换，这导致滚刀的成本在施工成本中占比较高。

3、至于刀圈的安装与拆卸过程，现有刀圈常采用过盈配合方法安装，但由于过盈量不好掌握，使得安装上的刀圈内部的应力分布不均，容易出现应力集中而导致刀圈断裂等形式的失效。由于是采用过盈配合方法安装，在拆卸失效刀圈时，普通的工具很难将其拆下，需采用大型压力机或其他大型设备将其压出，然后再重复上述过程进行安装。由此可见，至于刀圈的安装与拆卸十分繁琐。

4、除此之外，对于正常磨损的滚刀，目前主要采用传感器进行监测。但由于传感器的工作环境比较恶劣，较易出现误报或失效，无法对刀圈的磨损进行有效的监测。

5、由此可见，有必要提出一种失效滚刀非整体更换的装配式滚刀。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种失效滚刀非整体更换的装配式滚刀，通过对刀圈、刀体等进行重新设计，使得由刀圈原因失效的滚刀，仅需对部分刀圈进行更换，大幅节约了成本；使得更换刀圈的过程更为方便快捷；使得刀圈磨损情况的判断更为准确。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种失效滚刀非整体更换的装配式滚刀，包括刀体、膨胀材料、刀圈、卡环、限位齿和凸起，其中：

4、所述刀体的一侧设置有凹槽，凹槽的内部设置有中心对称的限位齿；

5、所述刀圈的两侧设置有对称的、与凹槽内限位齿相匹配的凸起，刀圈一侧的凸起嵌入凹槽内部的限位齿中；

6、所述卡环的内部设有与刀圈凸起匹配的限位齿，刀圈另一侧的凸起嵌入卡环内部的限位齿中；

7、所述膨胀材料填充于刀圈与刀体接触的圆弧面上。

8、相比于现有技术，本发明具有如下优点：

9、1、采用分体装配式滚刀，避免了现有技术面对刀圈崩刃等失效形式下只能整体更换的弊端，有效的节约了成本；标准化的刀圈设计进一步降低了成本。

10、2、膨胀材料的加入使得刀圈在工作时与刀体之间形成了过盈配合，不但减少了安装与拆卸时大型器械的使用，还减少了使用过程中刀圈偏磨、崩刃的发生几率，延长了使用寿命。

11、3、标准化分体刀圈、中心对称的限位齿设计、无需过盈配合的安装步骤，极大的减少了安装刀圈的工序，提高了安装效率；拆卸时，也无需使用大型机械压出，加快了更换效率，降低了更换成本。

12、4、刀圈通孔中填入的固体荧光剂，在刀圈磨损到一定程度或出现偏磨、断裂等非正常形式的失效时，荧光剂会洒出并随染色后的土体运送出来，使用紫外线灯和计算机图像识别，配合传感器数据综合判断滚刀状态，可有效减少误报，在传感器失效时也能够作为备用手段进行监测。

技术特征：

1.一种失效滚刀非整体更换的装配式滚刀，其特征在于所述装配式滚刀包括刀体、膨胀材料、刀圈、卡环、限位齿和凸起，其中：

2.根据权利要求1所述的失效滚刀非整体更换的装配式滚刀，其特征在于所述卡环与刀体在卡环外侧与刀体连接处设置有挡圈，卡环与刀体通过挡圈配合螺栓及焊接进行连接固定。

3.根据权利要求1所述的失效滚刀非整体更换的装配式滚刀，其特征在于所述刀圈设置为分体式。

4.根据权利要求1所述的失效滚刀非整体更换的装配式滚刀，其特征在于所述刀圈内部预留通孔，通孔内部填充固体荧光剂。

5.根据权利要求1所述的失效滚刀非整体更换的装配式滚刀，其特征在于所述卡环的外侧形状与其对称的刀体保持一致。

6.根据权利要求1所述的失效滚刀非整体更换的装配式滚刀，其特征在于所述凹槽内部的限位齿与刀体一体化锻造成型。

7.根据权利要求1所述的失效滚刀非整体更换的装配式滚刀，其特征在于所述卡环内部的限位齿与刀体一体化锻造成型。

技术总结本发明公开了一种失效滚刀非整体更换的装配式滚刀，所述装配式滚刀包括刀体、膨胀材料、刀圈、卡环、限位齿和凸起，其中：所述刀体的一侧设置有凹槽，凹槽的内部设置有中心对称的限位齿；所述刀圈的两侧设置有对称的、与凹槽内限位齿相匹配的凸起，刀圈一侧的凸起嵌入凹槽内部的限位齿中；所述卡环的内部设有与刀圈凸起匹配的限位齿，刀圈另一侧的凸起嵌入卡环内部的限位齿中；所述膨胀材料填充于刀圈与刀体接触的圆弧面上。本发明通过对刀圈、刀体等进行重新设计，使得由刀圈原因失效的滚刀，仅需对部分刀圈进行更换，大幅节约了成本；使得更换刀圈的过程更为方便快捷；使得刀圈磨损情况的判断更为准确。技术研发人员：唐亮,陈宏伟,孔祥勋,张天宇,凌贤长,邱瑞,王宇,姚昌瑞,李博宇受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12