直线式安装的刀具壳体制造技术

一种用于隧道掘进机的刀具组件，其包括第一和第二壳体支座，每个壳体支座均具有板部分、抵接凸缘和多个间隔开的座。刀圈组件可安装在壳体中并且包括两个或更多个桥接支撑件，该桥接支撑件包括轴安装部分和与相应的壳体支座凸缘抵接的两个端部部分。刀圈的旋转轴线位于壳体支座之间并与之平行。单独的楔形构件可附接到壳体支座并且构造成将桥接支撑件的端部部分夹在相关联的凸缘上。在一些实施例中，可移除的座构件设置在壳体支座的座与楔形构件之间。壳体支座和可移除座构造成允许将刀圈组件直线式插入壳体支座。

Straight line mounted tool housing

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】直线式安装的刀具壳体相关申请的交叉引用本申请要求于2017年5月18日提交的美国临时专利申请No.62/508,030的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术介绍
隧道掘进机(“TBM”)是一种隧道挖掘设备，用于在各种土壤和岩石地层中形成隧道。传统的TBM以最小的附带干扰产生光滑圆形隧道墙。如Lindbergh等人的美国专利No.8,172,334中所讨论的那样(该专利的全部内容通过引用结合到本文中)，常规的TBM通常包括支撑多个刀具组件的全平面可旋转驱动的刀头。通常，刀头可具有20、50、100或更多个可旋转地安装到刀头的刀具组件。JamesS.Robbins开发的旋转刀头的专利技术是使TBM高效且可靠的突破。最初，罗宾斯(Robbins)的TBM使用刚性钉以圆周运动旋转，但是这些钉经常会折断。他发现通过用更持久的可旋转刀具组件代替这些磨削钉，可以大大减少这一问题。从那时起，现代TBM便包括了可旋转的刀具组件。在操作中，刀头被推靠在要钻孔的表面上，使得刀具组件中的至少一些被强制接合该表面。在某些TBM中，多个相对的液压缸组与隧道壁接合以锚固TBM，而分离的推进缸将刀头压抵在岩石或地面上。刀头围绕纵向轴线旋转，使得当刀具组件被强制压抵在表面上时，它们会沿着表面滚动，以使表面上的材料断裂、松动、磨碎、移动和/或破坏。如Lindbergh等人所述，可旋转的刀具组件安装在TBM刀头的壳体中，使得刀圈从刀头的面向前延伸以与土岩壁接合。在TBM的操作过程中，通常使用液压致动器将刀头以很大的力压抵在岩石表面上，同时使刀头绕其轴线旋转。刀具组件的刀圈的端部与隧道面接合并产生局部应力，该局部应力会导致壁面破裂和破碎。收集并清除破裂和疏松的材料，以逐渐形成隧道。在隧道掘进操作中，刀头和刀具组件承受很大的力。一旦开始挖掘隧道，就很难修理或更换刀具组件，原因在于刀具组件很难就地接近，并且刀具组件很重，通常重达数百磅。隧道一般处于相当大的深度因而具有较高的环境压力。因此，至关重要的是，即使在与隧道掘进相关的极端条件下，在刀头中安装刀具组件也必须非常安全可靠。图1在此示出了用于隧道掘进机的常规刀圈组件10的壳体的分解图。刀圈组件10包括设置在毂12上的刀圈15，该毂12可旋转地安装在轴13上以绕轴线14旋转。轴承组件(未示出)通常安装在轴13上以提供毂12和刀圈15围绕轴13旋转。图1所示的刀具壳体组件包括间隔开的壳体支座20L、20R。刀圈15的旋转轴线14大体垂直于壳体支座20L、20R。轴13的相反两端固定在壳体支座20L、20R的L形通道21中，该L形通道21的尺寸适于接收刀具组件轴13。通常，通过将轴13的相反两端定位在壳体支座20L、20R的后部处以与L形通道21的长支腿21A接合来安装刀具组件10。刀具组件10沿着L形通道21的长支腿21A滑动，然后横向移动到由L形通道21的短支腿21B形成的凹槽中。刀具壳体利用一对楔形锁组件22A将刀具组件10固定到壳体支座20L、20R，所述楔形锁组件22A接合轴13的相应端部。楔形锁组件22A每个都包括楔形件22、夹持块24和设置在楔形件22和夹持块24之间的可选的管状套筒28。楔形件22被定位成抵接轴13的端部上的倾斜面，并且夹持块24接合相关的壳体支座20L、20R上的抵接表面25。螺栓23延伸穿过楔形件22、套筒28和夹持块24并由两个螺母26和一垫圈27固定。当通过将螺母26拧紧至设计规格而将螺栓23张紧时，楔形件22将刀具组件10锁定就位。实践中，这种安装提出了某些挑战和缺点。例如，壳体支座20L、20R通常例如通过焊接等硬安装在TBM上。因此，如果壳体支座损坏，则很难拆卸和更换壳体支座。如果壳体支座损坏，则通常必须就地更换，这特别困难，并且可能会使TBM长时间关闭。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下文的详细描述中进一步描述。该概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。一种用于隧道掘进机的刀具组件包括第一壳体支座和第二壳体支座，所述第一壳体支座和第二壳体支座被固定到隧道掘进机的主刀轮。每个壳体支座均具有板部分、抵接凸缘和多个间隔开的座。构造成安装到壳体支座的刀圈组件包括至少两个间隔开的桥接支撑件、由至少两个桥接支撑件支撑的轴以及安装成在轴上旋转的至少一个刀圈。至少两个桥接支撑件均包括轴安装部分以及第一端部部分和第二端部部分，所述第一和第二端部部分从轴安装部分延伸并构造成抵接第一壳体支座抵接凸缘和第二壳体支座抵接凸缘中的相应一个。第一端部部分和第二端部部分各自限定第一楔形面。第一和第二楔形构件在抵接凸缘和多个间隔开的座之间可附接到第一和第二壳体支座。第一楔形构件限定第二楔形面，该第二楔形面可滑动地接合至少两个桥接支撑件中的每一个的第一端部部分的第一楔形面。第二楔形构件限定第二楔形面，该第二楔形面可滑动地接合至少两个桥接支撑件中的每一个的第二端部部分的第一楔形面。在一实施例中，刀圈组件包括三个间隔开的桥接支撑件和安装成在轴上旋转的两个刀圈。在一实施例中，至少一个刀圈构造成围绕平行于第一和第二壳体支座的轴线旋转。在一实施例中，第一楔形构件可调节地附接到第一壳体支座，并且构造成将至少两个桥接支撑件的第一端部部分夹紧抵靠在第一壳体支座的抵接凸缘上以在第一端部部分上产生可控制的夹紧力。在一实施例中，第一楔形构件和第二楔形构件还包括内部部分，该内部部分限定杠杆臂和至少一个凸缘。在一实施例中，第一楔形构件和第二楔形构件的内部部分包括一对凸缘。在一实施例中，第一和第二壳体支座的抵接凸缘具有至少一个凹口，该至少一个凹口构造成容纳至少一个刀圈。在一实施例中，第一楔形构件是从第一壳体支座的第一侧延伸到第一壳体支座的相对侧的细长构件。在一实施例中，第一和第二壳体支座各自还包括：横向通道，其位于板部分中且与多个间隔开的座相邻；以及可移除楔形座，该楔形座滑入该通道并抵接多个间隔开的座。可移除楔形座各自抵接第一和第二楔形构件的对应的安置表面。在一实施例中，第一和第二壳体支座限定通道，所述通道从第一和第二壳体支座的后端延伸并且构造成接合桥接支撑件和刀圈，使得刀圈组件可沿着直线路径从壳体支座的后端滑动到一位置，在所述位置中，桥接支撑件的第一和第二端部构件抵接第一和第二壳体支座的抵接凸缘。一种用于隧道掘进机的刀圈组件，所述隧道掘进机具有固定至该隧道掘进机的第一和第二壳体支座，每个壳体支座均具有板部分、抵接凸缘和多个间隔开的座，刀圈组件具有至少两个间隔开的桥接支撑件、由至少两个桥接支撑件支撑的轴以及安装成可在轴上旋转的至少一个刀圈。至少两个桥接支撑件各自具有轴安装部分、从轴安装部分延伸并构造成与第一壳体支座的抵接凸缘抵接的第一端部部分和从轴安装部分延伸并构造成抵接第二壳体支座的抵接凸缘的第二端部部分。第一端部部分和第二端部部分各自限定第一楔形面。第一楔形构件可附接到第一壳体支座的抵接凸缘和多个间隔开的座之间，该第一楔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于隧道掘进机的刀具组件，其包括：/n第一壳体支座和第二壳体支座，所述第一壳体支座和所述第二壳体支座被构造为固定到所述隧道掘进机，每个壳体支座均具有板部分、抵接凸缘和多个间隔开的座；/n刀圈组件，其包括至少两个间隔开的桥接支撑件、由所述至少两个桥接支撑件支撑的轴、以及安装成在所述轴上旋转的至少一个刀圈，其中，所述至少两个桥接支撑件均包括轴安装部分、第一端部部分和第二端部部分，所述第一端部部分从所述轴安装部分延伸并构造成抵接所述第一壳体支座的抵接凸缘，所述第二端部部分从所述轴安装部分延伸并构造成抵接所述第二壳体支座的抵接凸缘，其中，所述第一端部部分和第二端部部分各自限定第一楔形面；/n第一楔形构件，其能够在所述抵接凸缘和所述多个间隔开的座之间附接到第一壳体支座，所述第一楔形构件限定第二楔形面，所述第二楔形面能够滑动地接合所述至少两个桥接支撑件中的每一个的所述第一端部部分的所述第一楔形面；和/n第二楔形构件，其能够在所述抵接凸缘和所述多个间隔开的座之间附接到第二壳体支座，所述第二楔形构件限定第二楔形面，所述第二楔形面能够滑动地接合所述至少两个桥接支撑件中的每一个的所述第二端部部分的所述第一楔形面。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170518 US 62/508,0301.一种用于隧道掘进机的刀具组件，其包括：
第一壳体支座和第二壳体支座，所述第一壳体支座和所述第二壳体支座被构造为固定到所述隧道掘进机，每个壳体支座均具有板部分、抵接凸缘和多个间隔开的座；
刀圈组件，其包括至少两个间隔开的桥接支撑件、由所述至少两个桥接支撑件支撑的轴、以及安装成在所述轴上旋转的至少一个刀圈，其中，所述至少两个桥接支撑件均包括轴安装部分、第一端部部分和第二端部部分，所述第一端部部分从所述轴安装部分延伸并构造成抵接所述第一壳体支座的抵接凸缘，所述第二端部部分从所述轴安装部分延伸并构造成抵接所述第二壳体支座的抵接凸缘，其中，所述第一端部部分和第二端部部分各自限定第一楔形面；
第一楔形构件，其能够在所述抵接凸缘和所述多个间隔开的座之间附接到第一壳体支座，所述第一楔形构件限定第二楔形面，所述第二楔形面能够滑动地接合所述至少两个桥接支撑件中的每一个的所述第一端部部分的所述第一楔形面；和
第二楔形构件，其能够在所述抵接凸缘和所述多个间隔开的座之间附接到第二壳体支座，所述第二楔形构件限定第二楔形面，所述第二楔形面能够滑动地接合所述至少两个桥接支撑件中的每一个的所述第二端部部分的所述第一楔形面。


2.根据权利要求1所述的刀具组件，其中，所述刀圈组件包括三个间隔开的桥接支撑件和安装成在所述轴上旋转的两个刀圈。


3.根据权利要求1所述的刀具组件，其中，所述至少一个刀圈构造成围绕平行于所述第一壳体支座和第二壳体支座的轴线旋转。


4.根据权利要求1所述的刀具组件，其中，所述第一楔形构件能够调节地附接到所述第一壳体支座，其中，所述第一楔形构件构造成将所述至少两个桥接支撑件的所述第一端部部分夹紧抵靠在所述第一壳体支座的所述抵接凸缘上，以在所述第一端部部分上产生可控制的夹紧力。


5.根据权利要求1所述的刀具组件，其中，所述第一楔形构件和所述第二楔形构件还包括内部部分，所述内部部分限定杠杆臂和至少一个凸缘。


6.根据权利要求5所述的刀圈组件，其中，所述第一楔形构件和所述第二楔形构件的所述内部部分包括一对凸缘。


7.根据权利要求1所述的刀具组件，其中，所述第一壳体支座和第二壳体支座的所述抵接凸缘还具有至少一个凹口，所述至少一个凹口构造成容纳所述至少一个刀圈。


8.根据权利要求1所述的刀具组件，其中，所述第一楔形构件是从所述第一壳体支座的第一侧延伸到所述第一壳体支座的相对侧的细长构件。


9.根据权利要求1所述的刀具组件，其中，所述第一壳体支座和第二壳体支座各自还包括：横向通道，其位于所述板部分中且与所述多个间隔开的座相邻；以及可移除楔形座，所述可移除楔形座构造成可滑动地接合所述通道并抵接所述多个间隔开的座，其中，所述可移除楔形座各自抵接所述第一楔形构件和第二楔形构件的对应的安置表面。


10.根据权利要求1所述的刀具组件，其中，所述第一壳体支座和第二壳体支座限定多条通道，所述通道从所述第一壳体支座和第二壳体支座的后端延伸并且构造成可滑动地接合所述至少两个桥接支撑件和所述至少一个刀圈，使得所述刀圈组件能够沿着直线路径从所述壳体支座的后端滑动到一位置，在所述位置中所述桥接支撑件的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·E·莱纳博格，R·D·加尔布雷思，S·M·斯马丁，
申请(专利权)人：罗宾斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US