一种等梯度一体式盘形滚刀及其制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种等梯度一体式盘形滚刀及其制造工艺，刀轴，所述刀轴的外侧设置有轴承组；第一端盖和第二端盖，所述第一端盖和第二端盖设置于轴承组的两侧，所述第一端盖和第二端盖与轴承组之间安装有浮动密封环，所述第一端盖的一侧通过锁紧盖安装于刀轴的一侧；等梯度刀圈，所述等梯度刀圈安装于第一端盖和第二端盖之间；其中，所述刀轴的远离锁紧盖的一侧通过卡环与第二端盖卡接，所述锁紧盖和轴承组与刀轴之间通过密封组件密封连接；增强安装的稳定性，省去传统刀毂，便于装配。同时通过密封组件设置于锁紧盖和轴承组与刀轴之间，增强刀轴安装间隙处的密封性。刀轴安装间隙处的密封性。刀轴安装间隙处的密封性。

【技术实现步骤摘要】
一种等梯度一体式盘形滚刀及其制造工艺


[0001]本专利技术涉及盾构滚刀
，具体涉及一种等梯度一体式盘形滚刀及其制造工艺。

技术介绍

[0002]盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构，机械式盾构。根据盾构机不同的分类，盾构开挖方法可分为：敞开式、机械切削式、网格式和挤压式等。为了减少盾构施工对地层的扰动，可先借助千斤顶驱动盾构使其切口贯入土层，然后在切口内进行土体开挖与运输。
[0003]盾构机在软土掘进主要依靠齿刀、刮刀切削土体，而在岩石地层主要依靠盾构滚刀切削土体。现有的盾构机盘形滚刀多采用硬度较强的金属锻造而成，滚刀的刀圈硬度较大时，滚刀刀圈的内部韧性不够，易使得滚刀刀圈发生碎裂；同时，滚刀通过刀轴、刀毂、刀圈和端盖等多种结构拼接，增加装配的难度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种等梯度一体式盘形滚刀及其制造工艺，解决以下技术问题：
[0005]现有的盾构机盘形滚刀多采用硬度较强的金属锻造而成，滚刀的刀圈硬度较大时，滚刀刀圈的内部韧性不够，易使得滚刀刀圈发生碎裂；同时，滚刀通过刀轴、刀毂、刀圈和端盖等多种结构拼接，增加装配的难度。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种等梯度一体式盘形滚刀及其制造工艺，包括：
[0008]刀轴，所述刀轴的外侧设置有轴承组；
[0009]第一端盖和第二端盖，所述第一端盖和第二端盖设置于轴承组的两侧，所述第一端盖和第二端盖与轴承组之间安装有浮动密封环，所述第一端盖的一侧通过锁紧盖安装于刀轴的一侧；
[0010]等梯度刀圈，所述等梯度刀圈安装于第一端盖和第二端盖之间；
[0011]其中，所述刀轴的远离锁紧盖的一侧通过卡环与第二端盖卡接，所述锁紧盖和轴承组与刀轴之间通过密封组件密封连接。
[0012]作为本专利技术进一步的方案：所述密封组件，所述密封组件包括：
[0013]第一密封胶条，所述卡环与第二端盖之间设置有第一密封胶条；
[0014]第二密封胶条，所述锁紧盖与第一端盖之间设置有第二密封胶条；
[0015]第三密封胶条，所述锁紧盖与刀轴之间设置有第三密封胶条；
[0016]第四密封胶条，所述轴承组与刀轴之间设置有第四密封胶条。
[0017]作为本专利技术进一步的方案：所述刀轴的内部设置有储油腔，所述储油腔的一侧设置有推进槽，所述推进槽与储油腔相联通，所述推进槽的内部滑动连接有推进活塞，推进活塞的内部设置有注油管，所述刀轴的一侧螺纹连接有推进螺杆，所述推进螺杆的末端延伸至推进槽的内部，所述推进螺杆位于推进活塞远离储油腔的一侧。
[0018]作为本专利技术进一步的方案：所述轴承组的内侧设置有调节隔环，所述调节隔环的内部设置有充油管，所述储油腔与调节隔环之间设置有进油槽，所述进油槽与充油管的内部相联通；所述锁紧盖与刀轴通过锁紧螺钉固定连接。
[0019]一种等梯度一体式盘形滚刀的制造工艺,其特征在于，包括以下步骤：
[0020]S1：制备等梯度刀圈；
[0021]S2：将轴承组装配到刀轴的外侧；
[0022]S3：在轴承组的两侧装配第一端盖和第二端盖，并通过第一端盖和第二端盖相对一侧设置的刀圈卡块卡住等梯度刀圈；
[0023]S4：将第一端盖和第二端盖焊接固定。
[0024]作为本专利技术进一步的方案：所述步骤S1包括以下步骤：
[0025]S101：将钢管切割成环形毛坯，对环形毛坯进行预热；
[0026]S102：对预热好的环形毛坯进行锻压，形成刀圈基座环形坯；
[0027]S103：将刀圈基座环形坯放置在退火炉中进行退火，制成半成品刀圈基座；
[0028]S105：对半成品刀圈基座进行淬火处理和回火处理；
[0029]S106：回火处理后的刀圈基座表面依次堆焊若干层梯度焊层，且若干层梯度焊层由内至外的硬度逐渐增加；堆焊完成，形成等梯度刀圈。
[0030]作为本专利技术进一步的方案：所述步骤S101中对环形毛坯进行预热的温度为950℃
‑
1100℃；
[0031]所述步骤S102中对预热好的环形毛坯进行锻压时，锻压模具加热至1050℃
‑
1200℃；
[0032]所述步骤S103中，对半成品刀圈基座进行淬火处理的温度范围为1160℃
‑
1280℃，对半成品刀圈基座进行回火处理的温度范围为450℃
‑
620℃。
[0033]作为本专利技术进一步的方案：所述步骤S106包括以下步骤：
[0034]S1061：对回火后的刀圈基座的中部捆绕铜制金属丝网，采用镍铜合金焊料，焊料从铜制金属丝网上的孔洞渗透进入金属丝网内部，形成金属丝网支撑环；
[0035]S1062：在刀圈基座和金属丝网支撑环的外侧堆焊一层碳化钨层，形成第一梯度层；在第一梯度层外侧堆焊一层碳化钨层作为第二梯度层；在第二梯度层外侧堆焊一层碳化钨层作为第三梯度层；在第三梯度层外侧堆焊一层碳化钨层作为第四梯度层；在第四梯度层外侧堆焊一层碳化钨层作为第五梯度层；
[0036]其中，第一梯度层、第二梯度层、第三梯度层和第四梯度层的硬度逐渐增加。
[0037]作为本专利技术进一步的方案：所述步骤S1061中，镍铜合金焊料包含的成分及各个成分的质量百分比为：Cu:30％～38％，Mn：4％～6％，S i：2％～5％，N i：50％～58％，Fe：2％～5％，T i：8％～13％。
[0038]作为本专利技术进一步的方案：所述步骤S1062中，第一梯度层包含的成分及各个成分
的质量百分比为：碳化钨：25％～30％、镍铬合金粉：60％～70％；成型剂和粘结剂总量：5％～10％；
[0039]第二梯度层包含的成分及各个成分的质量百分比为：碳化钨：30％～35％、镍铬合金粉：55％～65％；成型剂和粘结剂总量：5％～10％；
[0040]第三梯度层包含的成分及各个成分的质量百分比为：碳化钨：35％～40％、镍铬合金粉：50％～60％；成型剂和粘结剂总量：5％～10％；
[0041]第四梯度层包含的成分及各个成分的质量百分比为：碳化钨：45％～48％、镍铬合金粉：45％～52％；成型剂和粘结剂总量：5％～10％；
[0042]第五梯度层包含的成分及各个成分的质量百分比为：碳化钨：49％～52％、镍铬合金粉：40％～50％；成型剂和粘结剂总量：5％～10％。
[0043]本专利技术的有益效果：
[0044]本专利技术通过一体式等梯度刀圈设计，整体模锻，通过等梯度刀圈与第一端盖和第二端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等梯度一体式盘形滚刀，其特征在于，包括：刀轴(10)，所述刀轴(10)的外侧设置有轴承组(5)；第一端盖(1)和第二端盖(15)，所述第一端盖(1)和第二端盖(15)设置于轴承组(5)的两侧，所述第一端盖(1)和第二端盖(15)与轴承组(5)之间安装有浮动密封环(4)，所述第一端盖(1)的一侧通过锁紧盖(12)安装于刀轴(10)的一侧；等梯度刀圈(2)，所述等梯度刀圈(2)安装于第一端盖(1)和第二端盖(15)之间；其中，所述刀轴(10)的远离锁紧盖(12)的一侧通过卡环(6)与第二端盖(15)卡接，所述锁紧盖(12)和轴承组(5)与刀轴(10)之间通过密封组件密封连接。2.根据权利要求1所述的一种等梯度一体式盘形滚刀,其特征在于，所述密封组件，所述密封组件包括：第一密封胶条(601)，所述卡环(6)与第二端盖(15)之间设置有第一密封胶条(601)；第二密封胶条(13)，所述锁紧盖(12)与第一端盖(1)之间设置有第二密封胶条(13)；第三密封胶条(11)，所述锁紧盖(12)与刀轴(10)之间设置有第三密封胶条(11)；第四密封胶条(7)，所述轴承组(5)与刀轴(10)之间设置有第四密封胶条(7)。3.根据权利要求1所述的一种等梯度一体式盘形滚刀,其特征在于，所述刀轴(10)的内部设置有储油腔(16)，所述储油腔(16)的一侧设置有推进槽(19)，所述推进槽(19)与储油腔(16)相联通，所述推进槽(19)的内部滑动连接有推进活塞(18)，推进活塞(18)的内部设置有注油管(21)，所述刀轴(10)的一侧螺纹连接有推进螺杆(20)，所述推进螺杆(20)的末端延伸至推进槽(19)的内部，所述推进螺杆(20)位于推进活塞(18)远离储油腔(16)的一侧。4.根据权利要求3所述的一种等梯度一体式盘形滚刀,其特征在于，所述轴承组(5)的内侧设置有调节隔环(8)，所述调节隔环(8)的内部设置有充油管(9)，所述储油腔(16)与调节隔环(8)之间设置有进油槽(17)，所述进油槽(17)与充油管(9)的内部相联通；所述锁紧盖(12)与刀轴(10)通过锁紧螺钉(14)固定连接。5.一种等梯度一体式盘形滚刀的制造工艺,其特征在于，包括以下步骤：S1：制备等梯度刀圈(2)；S2：将轴承组(5)装配到刀轴(10)的外侧；S3：在轴承组(5)的两侧装配第一端盖(1)和第二端盖(15)，并通过第一端盖(1)和第二端盖(15)相对一侧设置的刀圈卡块(3)卡住等梯度刀圈(2)；S4：将第一端盖(1)和第二端盖(15)焊接固定。6.根据权利要求5所述的一种等梯度一体式盘形滚刀的制造工艺,其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：S101：将钢管切割成环形毛坯，对环形毛坯进行预热；S102：对预热好的环形毛坯进行锻压，形成刀圈基座环形坯；S103：将刀圈基座环形坯放置在退火炉中进行退火，制成半成品刀圈基座；S105：对半成品刀圈基座进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春，吴玉程，罗来马，张少华，巩文彬，李文东，陈磊，
申请(专利权)人：安徽铜都流体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：