[发明专利]砂卵石地层盾构楔犁刀及其设计方法有效

专利信息
申请号: 202211245195.7 申请日: 2022-10-12
公开(公告)号: CN115306413B 公开(公告)日: 2023-01-24
发明(设计)人: 张晋勋;殷明伦;周刘刚;江玉生;武福美;廖秋林;桂轶雄;江华;孙正阳;李博;张雷;刘双全;邢兆泳;姚文花 申请(专利权)人: 北京城建集团有限责任公司
主分类号: E21D9/08 分类号: E21D9/08;G06F30/17;G06F119/14
代理公司: 北京中知星原知识产权代理事务所(普通合伙) 11868 代理人: 艾变开
地址: 100088 北京*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 卵石 地层 盾构 楔犁刀 及其 设计 方法
【权利要求书】:

1.一种砂卵石地层盾构楔犁刀,包括刀刃和刀身,以及刀刃耐磨合金块和刀身耐磨合金块,其特征在于,其中:

所述刀刃为哑铃型结构,具有左右两端部和中间部,左右两端部厚度相同且大于中间部厚度,中间部为刀刃母材;

所述刀刃耐磨合金块包括在哑铃型结构左右两端部对称布置的两块第一刀刃硬质合金块,以及在中间部刀刃母材左右两侧对称布置的两块第二刀刃硬质合金块;

所述刀身为梯形结构,刀身与刀刃连接处宽度大于刀刃宽度,刀身与刀盘连接处宽度大于刀身与刀刃连接处宽度;

所述刀身耐磨合金块包括在梯形结构前后对称布置的多块第一刀身硬质合金块,以及在梯形结构左右对称布置的两块第二刀身硬质合金块。

2.根据权利要求1所述的砂卵石地层盾构楔犁刀,其特征在于:

所述刀刃左右两端部厚度为60mm~70mm,中间部厚度为30mm~40mm,所述第一刀刃硬质合金块宽度为30mm~45mm,前后两侧均倒30°~40°棱角,左右两端采用大圆角过渡,同时棱边倒圆角。

3.根据权利要求1所述的砂卵石地层盾构楔犁刀,其特征在于:

所述第一刀刃硬质合金块较刀刃母材向下延伸20mm,延伸段嵌入刀身母材中。

4.根据权利要求3所述的砂卵石地层盾构楔犁刀,其特征在于:

所述刀身与刀刃连接处宽度较刀刃宽度大10mm,左右两端各伸出5mm,刀身厚度较刀刃最厚处厚度大10mm,前后两侧各伸出5mm。

5.根据权利要求1所述的砂卵石地层盾构楔犁刀,其特征在于:

所述刀身前后各镶嵌5块第一刀身硬质合金块,左右各镶嵌1块第二刀身硬质合金块,每块硬质合金块高30mm,宽20mm,厚10mm,硬质合金块顶部距刀身顶部不小于30mm。

6.一种根据权利要求1至5任一项所述的砂卵石地层盾构楔犁刀的设计方法,其特征在于,包括:

步骤一,对砂卵石地层盾构楔犁刀进行受力分析;

步骤二,根据受力,确定刀具设计方向;

步骤三,根据刀具设计方向设计刀刃形状,得到刀刃结构;

步骤四,根据刀刃结构设计刀刃耐磨合金块;

步骤五,根据刀刃结构设计刀身形状,得到刀身结构;

步骤六,根据刀身结构设计刀身耐磨合金块。

7.根据权利要求6所述的设计方法,其特征在于:

步骤三中,所述设计刀刃形状包括刀刃厚度设计,保持刀刃最大厚度不变,以保持楔犁刀切削地层能力。

8.根据权利要求7所述的设计方法,其特征在于:

步骤三中,所述设计刀刃形状还包括刀刃高度设计,计算公式为:

(1)

式中,H为刀刃高度,R为刀具所在位置的转动半径,L为盾构掘进距离,a为贯入度,砂卵石地层取60mm,k为刀具磨损系数,砂卵石地层磨损系数取0.04mm/km,λ为安全系数,根据粒径大小不同,按1.1~1.5取值,小粒径取1.1,中等粒径取1.3,大粒径取1.5。

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