[发明专利]一种隧道掘进机滚刀刀圈、滚刀以及包括该滚刀的掘进机

说明书

本发明提供了一种隧道掘进机滚刀刀圈、滚刀以及包括该滚刀的掘进机，刀圈安装在隧道掘进机滚刀上，圆柱形硬质合金刀齿安装在隧道掘进机滚刀的最外层圆周面的刀圈上，所述的圆柱形硬质合金刀齿安装在刀圈为其开设的安装槽上，且通过焊接固定；安设于安装槽内的圆柱形硬质合金刀齿高于刀圈表面；圆柱形硬质合金刀齿沿滚刀圆周方向分布于滚刀刀圈上，圆柱形硬质合金刀齿顶端为矩形状刃带，带有左倾矩形状刃带的硬质合金刀齿与带有右倾矩形状刃带的硬质合金刀齿交替分布。

技术领域

本发明涉及隧道掘进机技术领域，尤其是涉及一种隧道掘进机滚刀刀圈、包括该刀圈的滚刀以及包括该滚刀的掘进机。

背景技术

21世纪随着国民经济的快速发展，我国城市化进程不断加快，地下空间开发市场广阔，国内的城市建设需要大量的隧道掘进机。隧道掘进机的工作原理是利用旋转的滚刀沿开挖表面滚动，同时在推动作用下侵入开挖面中。这两种运动会产生剪切及挤压效果，从而形成隧道断面，达到破岩的效果。

然而传统的隧道掘进机的刀圈安设的硬质合金刀齿的布置存在致裂效能不足、裂纹发展不充分等问题，未能充分发挥硬质合金刀齿的优势，使得刀圈磨损较快，较低了隧道掘进机产生的破岩效率。

发明内容

本发明的目的旨在克服以上提到的问题，提供一种新型的隧道掘进机错排齿滚刀刀圈，扩大滚刀切削时产生的侧向裂纹支裂，提高破岩效率；提高刀圈的耐磨性，提高隧道掘进机滚刀刀圈的使用寿命。

本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种隧道掘进机滚刀刀圈，包括刀圈本体，沿着刀圈本体的圆周方向，在刀圈本体上固定有一圈圆柱形硬质合金刀齿，所述的圆柱形硬质合金刀齿的工作面上设有左倾矩形状刃带或右倾矩形状刃带，且带有左倾矩形状刃带的硬质合金刀齿与带有右倾矩形状刃带的硬质合金刀齿在刀圈本体的圆周方向上交替分布。

作为进一步的技术方案，在刀圈上开设有安装槽，所述的圆柱形硬质合金刀齿焊接在所述的安装槽内，安设于安装槽内的圆柱形硬质合金刀齿高于刀圈表面。

作为进一步的技术方案，所述的圆柱形硬质合金刀齿与岩石的接触面还包括接触面A,所述的接触面A与矩形状刃带所在的平面呈锐角。

第二方面，本发明还提供了一种隧道掘进机滚刀，所述的滚刀的刀圈采用前面所述的刀圈。

第三方面，本发明还提供了一种隧道掘进机，其上安装前面所述的滚刀。

本发明的有益效果是：

本发明中由于在刀圈本体上固定有圆柱形硬质合金刀齿，圆柱形硬质合金刀齿工作端为矩形状刃带，带有左倾矩形状刃带的硬质合金刀齿与带有右倾矩形状刃带的硬质合金刀齿交错分布。

压岩致裂的滚刀若有突出的刀齿，易于形成局部应力集中对于隧道掘进机滚刀破岩有较好的效果。当滚刀旋转时，固定在刀圈上最外端的硬质合金刀齿受到隧道掘进机的推力，在岩面上形成局部高强度压应力集中，随着滚刀不断侵入岩体，硬质合金刀齿的矩形状刃带压入岩面起到致裂、切削的作用，并将初始裂纹不断扩大，且产生侧向裂纹分支裂纹。与此同时，刀圈上呈交错分布的硬质合金刀齿的矩形状刃带交替地以接触面接触岩面，对岩面施加加载-卸载-加载的交变作用，使岩面产生连续致裂、破碎，提升破岩效率。分布于刀圈上最外端为矩形状刃带的硬质合金刀齿对岩面造成的侧向裂纹彼此相通，促进了岩面剥落，提高了破岩效率。硬质合金刀齿沿刀圈圆周分布，提高了刀圈圆周方向的耐磨性；硬质合金刀齿分布于刀圈两侧，提高了刀圈的耐偏磨性，延长了刀圈的使用寿命，降低了隧道掘进机换刀频率，提高了隧道掘进机工作效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图的立体图；

图2为图1中A处局部放大示意图；

图3为图1中刀齿结构示意图；