弹性隔环、滚刀、滚刀组装方法及滚刀扭矩检测方法技术

本发明专利技术属于盾构机滚刀技术领域。公开了一种弹性隔环，包括第一环件、第二环件、压缩弹簧和测距单元，在第一环件上设有多个第一凸台，在第一凸台的内侧壁上设置有径向凸起；在第二环件上设有多个第二凸台，第一凸台和第二凸台径向错位设置，在第二凸台的外侧壁上设置有轴向滑槽，径向凸起匹配滑动布设在对应的轴向滑槽内；压缩弹簧套设在多个第一凸台的外侧；所述测距单元用于检测所述第一环件与第二环件之间的相对位移量。还公开了一种滚刀、滚刀组装方法及滚刀扭矩检测方法。本申请能够实现隔环厚度的有效调节，并能够实现隔环的重复利用，有效的实现对滚刀的扭矩的控制和检测。有效的实现对滚刀的扭矩的控制和检测。有效的实现对滚刀的扭矩的控制和检测。

【技术实现步骤摘要】
弹性隔环、滚刀、滚刀组装方法及滚刀扭矩检测方法


[0001]本专利技术属于盾构机滚刀
，具体涉及一种弹性隔环、滚刀、滚刀组装方法及滚刀扭矩检测方法。

技术介绍

[0002]滚刀是盾构机施工过程中破岩的关键部件，其使用性能直接决定施工效率及成本。而滚刀正常运转主要其内部的两套圆锥滚子轴承保证，因此轴承游隙直接影响滚刀的使用性能：轴承游隙过大，滚刀承载力不足，易导致轴承散架进而导致滚刀异常失效；轴承游隙过小，易导致滚刀启动扭矩过大，进而导致滚刀偏磨失效。滚刀使用过程中需根据地质变化调整滚刀扭矩值，同时滚刀运行中也需保证滚刀扭矩值稳定，因此保证轴承游隙的准确及稳定至关重要。
[0003]目前，滚刀主要通过隔环的厚度来调控轴承游隙的大小。现有的隔环主要为两种：一种为实心隔环，如专利CN201420178931.6中采用的隔环，该种隔环缺点在于，当滚刀装配完成后，扭矩不符合设计要求时，需重新拆解整刀，取出隔环并用磨床磨制调整隔环厚度，再次装配并复测扭矩是否符合要求，使用麻烦且劳动强度高；另一种为可压缩变形隔环，如专利CN201711306587.9及CN201621472705.4采用的隔环，该种隔环通过更改隔环形状及材质，在装刀过程中利用压机使隔环发生塑性变形来改变其厚度，进而实现滚刀扭矩的调整，但该种隔环缺点是其塑性变形不可恢复，只能使用一次，并且在滚刀装配过程中若装配压力过大导致隔环塑性变形过大，则隔环只能报废，需重新拆解滚刀并用新隔环进行装配。此外，压缩变形隔环在使用过程中，若轴承发生窜动，也会使隔环厚度发生变化，影响轴承游隙的稳定进而影响滚刀使用性能。
[0004]此外，目前滚刀在使用过程中，无法监测滚刀扭矩的变化，只能在滚刀达到使用寿命或出现异常失效时，拆下后才能确定其扭矩是否正常，而滚刀扭矩异常时常会造成滚刀大批量异常损坏，造成很大的经济损失。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种弹性隔环、滚刀、滚刀组装方法及滚刀扭矩检测方法，其能够实现隔环厚度的有效调节，并能够实现隔环的重复利用，有效的实现对滚刀的扭矩的控制和检测。
[0006]为实现上述目的，所采取的技术方案是：一种弹性隔环，包括：第一环件，在所述第一环件的其中一侧呈圆周布设有多个第一凸台，在所述第一凸台的内侧壁上设置有径向凸起；第二环件，在所述第二环件的其中一侧呈圆周布设有多个第二凸台，所述第一凸台和所述第二凸台径向错位设置，在所述第二凸台的外侧壁上设置有轴向滑槽，所述径向凸起匹配滑动布设在对应的轴向滑槽内；
压缩弹簧，其套设在多个所述第一凸台的外侧，且所述压缩弹簧的两端与所述第一环件和第二环件贴合顶撑；以及测距单元，所述测距单元设置在所述第一环件或第二环件上，所述测距单元用于检测所述第一环件与第二环件之间的相对位移量。
[0007]第一环件和第二环件的设置，能够提供两个有效的作用面，从而实现对两侧的两轴承的有效贴合定位；第一凸台和第二凸台的径向错位设置、以及径向凸起和轴向滑槽的设置，使得二者的一一对位关系，方便进行第一环件和第二环件的对位线性移动，避免发生周向的摆动或者偏移，保障隔环的结构性能的稳定；本申请的压缩弹簧的结构设计便于保障第一环件和第二环件之间的有效间隔，从而控制隔环的厚度，提供一种可变的隔环结构，更便于重复使用和后续的滚刀的组配和扭矩调整。
[0008]根据本专利技术弹性隔环，优选地，所述轴向滑槽的外端部延伸至所述第二凸台的外端面上，在所述第二凸台的外端设置有与轴向滑槽对应的通孔，所述通孔内布设有限位杆，所述限位杆与装配入轴向滑槽内的径向凸起对应限位。
[0009]根据本专利技术弹性隔环，优选地，所述轴向滑槽的外端部未延伸至所述第二凸台的外端面，与所述轴向滑槽的其中一侧对应的所述第二凸台上设置有装配通槽，所述径向凸起经过所述装配通槽旋入轴向滑槽内。
[0010]上述结构给出了轴向滑槽的两种结构形式，在保障装配方便、对位准确的前提下，均能够实现装配后的结构稳定性，使得隔环能够实现厚度的弹性变化，在进行滚刀的组装和扭矩调整中体现出其结构优势和性能优势。
[0011]所述第一凸台和第二凸台的数量均为呈圆周均布设置的2
‑
6个。呈圆周均布设置的结构可以使得各个方位的受力更为均匀，避免发生向其中一侧偏移或者出现偏磨问题，提高弹性隔环的结构稳定性。
[0012]根据本专利技术弹性隔环，优选地，所述测距单元为超声波测距仪；或所述测距单元为电涡流传感器；或所述测距单元为电阻丝测距单元，所述电阻丝测距单元包括电阻丝和电刷，所述电阻丝的第一端部固定与第一环件上，且所述电阻丝与第一环件之间设置有绝缘层；所述电刷设置在第二环件上，所述电阻丝的第二端部与所述电刷贴合滑动设置；所述电阻丝的第一端部设置有第一线缆，所述电刷上设置有第二线缆，所述第一线缆与第二线缆与外部电源连接形成闭合回路，在所述闭合回路上设置有电流检测仪。
[0013]上述结构中给出了多种不同的测距单元的结构，根据不同的结构的布置形式可以进行选择，以便于能够更好的适应于有效的安装空间，并提高检测精度。
[0014]一种滚刀，包括刀毂、刀轴、设置在刀毂和刀轴之间的两轴承、以及布设在两轴承之间的隔环，所述隔环为如上述的弹性隔环；在所述两轴承的外侧设置有端盖，所述端盖与所述刀毂之间设置有浮动密封；所述刀轴上开设有导线孔，所述测距单元的线缆经导线孔引出。
[0015]根据本专利技术滚刀，优选地，所述导线孔包括位于刀轴的中心处的轴向导线孔和与所述轴向导线孔连通的径向导线孔，所述径向导线孔与所述弹性隔环对应设置。
[0016]上述结构中的滚刀隔环厚度可以进行调整，从而实现对启动扭矩的控制，也能够通过测距单元实现对隔环厚度实时检测。
[0017]一种滚刀组装方法，用于上述滚刀的组装，具体包括以下步骤：a、对滚刀进行预组装；b、对预组装后的滚刀进行加压，使得弹性隔环受压后收缩，通过锁紧螺母固紧轴承和端盖，完成滚刀的组装；c、检测滚刀的启动扭矩；d、当滚刀的启动扭矩不符合设定要求时，松开锁紧螺母，重复步骤b和c，直至滚刀的启动扭矩达到设定要求。
[0018]通过在组装过程中对滚刀的扭矩的检测，可以进行扭矩的调整，从而提高滚刀的结构稳定性，提高滚刀的使用寿命，使得滚刀的装配质量得到有效保障。
[0019]一种滚刀扭矩检测方法，用于刀盘上布设的上述滚刀的扭矩检测方法，具体包括以下步骤：建立隔环厚度
‑
滚刀扭矩的关系曲线；通过各个滚刀的测距单元采集的对应的第一环件和第二环件之间的位移量，获取各个滚刀的隔环厚度实时参数；根据隔环厚度
‑
滚刀扭矩关系曲线，获取各个滚刀的实时扭矩，比对各个滚刀的实时扭矩与设定扭矩范围；当滚刀的实时扭矩超出设定扭矩范围后，发出报警信号。
[0020]在进行掘进过程中，可以通过对各个滚刀的扭矩进行检测，当滚刀的扭矩发生异常时，以便于进行及时更换，避免大批量的滚刀异常损坏，降低对滚刀更换的成本，有效的保障本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弹性隔环，其特征在于，包括：第一环件，在所述第一环件的其中一侧呈圆周布设有多个第一凸台，在所述第一凸台的内侧壁上设置有径向凸起；第二环件，在所述第二环件的其中一侧呈圆周布设有多个第二凸台，所述第一凸台和所述第二凸台径向错位设置，在所述第二凸台的外侧壁上设置有轴向滑槽，所述径向凸起匹配滑动布设在对应的轴向滑槽内；压缩弹簧，其套设在多个所述第一凸台的外侧，且所述压缩弹簧的两端与所述第一环件和第二环件贴合顶撑；以及测距单元，所述测距单元设置在所述第一环件和第二环件之间，所述测距单元用于检测所述第一环件与第二环件之间的相对位移量。2.根据权利要求1所述的弹性隔环，其特征在于，所述轴向滑槽的外端部延伸至所述第二凸台的外端面上，在所述第二凸台的外端设置有与轴向滑槽对应的通孔，所述通孔内布设有限位杆，所述限位杆与装配入轴向滑槽内的径向凸起对应限位。3.根据权利要求1所述的弹性隔环，其特征在于，所述轴向滑槽的外端部未延伸至所述第二凸台的外端面，与所述轴向滑槽的其中一侧对应的所述第二凸台上设置有装配通槽，所述径向凸起经过所述装配通槽旋入轴向滑槽内。4.根据权利要求1所述的弹性隔环，其特征在于，所述第一凸台和第二凸台的数量均为呈圆周均布设置的2
‑
6个。5.根据权利要求1所述的弹性隔环，其特征在于，所述测距单元为超声波测距仪；或所述测距单元为电涡流传感器；或所述测距单元为电阻丝测距单元，所述电阻丝测距单元包括电阻丝和电刷，所述电阻丝的第一端部固定与第一环件上，且所述电阻丝与第一环件之间设置有绝缘层；所述电刷设置在第二环件上，所述电阻丝的第二端部与所述电刷贴合滑动设置；...

【专利技术属性】
技术研发人员：芦海俊，李焕旭，魏金，陈彦涛，尚勇，李英发，姜海峰，曾婧，胡岸青，郭浩，张耀鑫，廖永发，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：