[实用新型]具有超声波振动作用的盾构滚刀

摘要

具有超声波振动作用的盾构滚刀，属于隧道盾构施工领域，滚刀包括导电系统、超声波振动器及刀具系统，导电系统包括电导线接头、电刷、导电环及导电通道；超声波振动器包括压电陶瓷组件、碟簧及绝缘板；刀具系统包括刀圈、刀体及刀轴，滚刀工作时，通过电刷与导电环将电源接入超声波振动器，超声波振动器产生接近岩石固有频率的超声波振动作用传递给刀圈施加在岩石上，滚刀下方的岩石同时承受滚刀的滚动力和超声波振动力的作用。本实用新型将超声波振动器与传统盾构滚刀刀圈复合使滚刀刀圈内部能够自发向外产生指向岩石受力面的超声波振动，实现连续的超声波振动力与滚动力复合作用切割破碎岩石，提高滚刀碎岩效率，延长滚刀的使用寿命。

主权项

1.具有超声波振动作用的盾构滚刀，其特征是，包括：导电系统、超声波振动器及刀具系统，所述的导电系统包括电导线接头(11)、电刷(10)、导电环(12)、绝缘片(13)、轴向导电通道(9)及圆周导电通道(14)，所述电导线接头(11)的一端通过电线与外部电源连接，电导线接头(11)的另一端通过电刷(10)与导电环(12)连接；所述导电环(12)设置于刀体(3)上，在导电环(12)上均匀布置有绝缘片(13)；所述绝缘片(13)用于将导电环(12)分为若干个独立的工作区域，并在每个工作区域对应的导电环(12)中部各设置有一个轴向导电通道(9)；所述圆周导电通道(14)与轴向导电通道(9)连接，圆周导电通道(14)设置在相邻两超声波振动器之间，通过圆周导电通道(14)将相邻两超声波振动器接入同一电路；滚刀工作时，将电刷(10)指向岩石(17)，保证距离岩石(17)受力面最近的两个超声波振动器处于通电工作状态；所述的超声波振动器包括压电陶瓷组件(8)、绝缘板(7)及碟簧(6)，所述压电陶瓷组件(8)可沿刀圈(1)的径向方向移动，压电陶瓷组件(8)的一侧通过绝缘板(7)与碟簧(6)相连，压电陶瓷组件(8)的另一侧与刀圈(1)相接触；碟簧(6)的一端压在滚动轴承(4)的外圈上，碟簧(6)的另一端由滚动轴承(4)施加的反作用力将压电陶瓷组件(8)紧紧压在刀圈(1)上；所述的刀具系统包括刀圈(1)、刀圈卡环(2)、刀体(3)、滚动轴承(4)及刀轴(5)，所述刀圈(1)通过刀圈卡环(2)固定在刀体(3)上，刀体(3)沿径向开槽用于安放超声波振动器，刀体(3)通过滚动轴承(4)坐在刀轴(5)上，滚刀工作时，刀圈(1)在超声波振动器的作用下产生连续的指向岩石(17)的超声波振动。