[实用新型]边缘滚刀刀圈及含其的边缘滚刀

说明书

本实用新型涉及隧道掘进滚刀设备，特别涉及一种边缘滚刀刀圈及含其的边缘滚刀，刀圈与刀毂连接，并通过设置在刀毂上的挡圈限制刀圈左右位移，所述刀圈呈环形结构的刀圈本体，刀圈本体刃口中心线与竖直垂面呈夹角a设置，形成偏转刀圈结构，以使偏转刀圈刃口中心线与中心滚刀整刀中心线偏转a角度。本实用新型采用边缘滚刀刀圈形成替代中心滚刀的正弦切割边缘滚刀，使得刀圈呈正弦路线切割岩石，不易产生偏磨情况；滚刀可根据开挖直径联成螺纹滚刀组，更易破碎产生裂纹；刀圈结构无需对原有刀盘进行改造，即可正常掘进小转弯隧道，延长换刀周期，减少能源损耗，节约施工成本，具有较强的推广应用价值。

技术领域

本实用新型涉及隧道掘进滚刀设备，特别涉及一种边缘滚刀刀圈及包含该边缘滚刀刀圈的用于适应隧道小转弯半径的边缘滚刀。

背景技术

随着各类引水、铁路、公路建设的需求，越来越多山体隧道工程开始建设。用硬岩掘进机（TBM）进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、速度快、安全系数高及一次成洞等特点。但常规硬岩掘进机（TBM）设计要求一般的转弯半径一般在500米以上，很多抽水蓄能发电项目设计的小的转弯隧道限制了TBM在该领域的使用。主要原因之一为滚刀作为掘进机的牙齿，在TBM掘进小转弯隧道过程中， TBM需要转动角度巨大，在小转弯过程中，远离转弯中心的转弯外侧滚刀的贯入度远大于转弯内侧的贯入度才能实现转弯，而贯入度与受力是正相关，也就是要求刀盘偏载才能实现转弯。常规设计的中心刀在掘进硬岩的过程中，由于中心滚刀转速低，但当隧道在小转弯过程中刀圈刃口受力不均，偏向一侧；容易将刀圈刃口磨成边缘滚刀与洞壁有较大的接触角，容易造成滚刀偏磨，导致滚刀失效，特别是部分小转弯半径隧道，滚刀极易异常磨损失效，刀圈消耗较大，导致工期延误，影响掘进效率，提高了隧道掘进成本。

发明内容

为此，本实用新型提供一种边缘滚刀刀圈及包含该边缘滚刀刀圈的用于适应隧道小转弯半径的边缘滚刀，结构简单，设计科学、合理，适应性强，有效提高隧道掘进施工效率，并降低施工成本。

按照本实用新型所提供的设计方案，一种边缘滚刀刀圈，包含呈环形结构的刀圈本体，刀圈本体中心线朝向刀盘中心一侧与竖直垂面呈夹角a，刀圈本体外侧与竖直垂面呈夹角b设置，且夹角a大于b，以形成偏刃刀圈结构。

作为本实用新型边缘滚刀刀圈，进一步地，刀圈本体两个外侧面分别通过洗消、车削形成相互平行且与竖直垂面呈夹角b的结构。

作为本实用新型边缘滚刀刀圈，进一步地，夹角a大小依据隧道转弯半径设定。

进一步地，本实用新型还提供一种适应隧道小转弯半径的边缘滚刀，包含刀圈、刀毂、轴承、轴承圈、挡圈和端盖，刀圈与刀毂连接，并通过设置在刀毂上的挡圈限制刀圈左右位移，所述刀圈采用上述的边缘滚刀刀圈，以使偏转刀圈刃口中心线与中心滚刀整刀中心线偏转a角度。

作为本实用新型边缘滚刀，进一步地，多个边缘滚刀并联安装在盾构机刀箱中，且每个边缘滚刀刀圈刃口偏斜方向一致，并使每个滚刀刀盘与待破岩面呈夹角a。

作为本实用新型边缘滚刀，进一步地，多个并联安装的边缘滚刀形成螺纹型滚刀组。

作为本实用新型边缘滚刀，进一步地，所述端盖包含上端盖和下端盖；上、下端盖之间设置有用于安装刀毂和轴承的环形腔体，刀毂和轴承依次固定于环形腔体内；上、下端盖之间通过连接螺栓连接紧固。

作为本实用新型边缘滚刀，进一步地，轴承圈包含轴承内圈和轴承外圈，轴承外圈固定于刀毂和轴承之间，轴承内圈固定于轴承和下端盖之间。

作为本实用新型边缘滚刀，进一步地，上、下端盖之间还设置有O型密封圈；轴承外圈、轮毂和端盖之间还设置有密封，轮毂和轴承外圈之间设置有O型圈，轴承内圈之间设置有隔圈；油塞设置于上端盖上。

本实用新型的有益效果：