一种盾构滚刀用镶齿刀圈的制作方法

1.本实用新型涉及盾构刀具技术领域，具体涉及一种盾构滚刀用镶齿刀圈。

背景技术：

2.刀圈是盾构滚刀破碎岩石的刃，分为盘形刀圈和镶齿刀圈两种，镶齿刀圈一般适用于掘进强度60mpa以下的中、强风化砂岩、花岗岩、玄武岩及石英岩地层。现有盾构滚刀镶齿刀圈普遍采用等长齿结构，也即刀圈基体上所有的硬质合金齿长度相同，安装硬质合金齿的安装孔的深度也相同，这种结构比较简单装配方便，但是在盾构施工中镶齿刀圈由于受到岩层的循环载荷作用，在实际使用中容易在齿根部形成应力集中，造成刀圈从齿孔根部开裂或崩块，进而导致刀圈失效。

技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单、成本低、易于制造、工作稳定可靠、使用寿命长的盾构滚刀用镶齿刀圈。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种盾构滚刀用镶齿刀圈，包括刀圈基体，所述刀圈基体的周向外侧壁上设有多个环绕刀圈基体轴线间隔布置的长齿安装孔，至少相邻两个长齿安装孔之间的刀圈基体的周向外侧壁上还设有短齿安装孔，所述长齿安装孔的深度大于短齿安装孔的深度，所述长齿安装孔中安装有硬质合金长齿，所述短齿安装孔中安装有硬质合金短齿。
6.作为上述技术方案的进一步改进：
7.任意相邻两个长齿安装孔之间均设有一个短齿安装孔。
8.多个长齿安装孔绕刀圈基体轴线均匀间隔布置，每个长齿安装孔分别与一个短齿安装孔相对应，相对应的长齿安装孔和短齿安装孔相对于所述刀圈基体轴线对称布置。
9.任意相邻的长齿安装孔和短齿安装孔之间的间距均相等。
10.任意相邻两个长齿安装孔之间均设有两个以上短齿安装孔。
11.任意相邻两个短齿安装孔之间具有两个以上长齿安装孔。
12.所述长齿安装孔分为多组环绕刀圈基体轴线间隔布置的孔组，每组孔组包括两个以上长齿安装孔，任意相邻两组孔组之间设有两个以上短齿安装孔。
13.所述硬质合金长齿以过盈冷压配合方式安装在长齿安装孔中，所述硬质合金短齿以过盈冷压配合方式安装在短齿安装孔中。
14.所述硬质合金长齿与长齿安装孔的底部相抵，所述硬质合金短齿与短齿安装孔的底部相抵。
15.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
16.本实用新型的盾构滚刀用镶齿刀圈在刀圈基体上设置短齿安装孔和深度大于短齿安装孔的长齿安装孔，在长齿安装孔中安装硬质合金长齿，在短齿安装孔中安装硬质合金短齿，相比于传统等长齿结构的刀圈，可以避免因各安装孔间相互影响而造成应力集中
系数增高的情况发生，同时还能通过孔深的差异来分散内应力，从而达到消除齿根部应力集中的目的，解决镶齿刀圈齿孔根部容易开裂或崩块的问题，其具有结构简单、成本低、易于制造、工作稳定可靠、使用寿命长的优点。
附图说明
17.图1为盾构滚刀用镶齿刀圈的主视结构示意图。
18.图2为图1中a-a剖视结构示意图。
19.图例说明：
20.1、刀圈基体；11、长齿安装孔；12、短齿安装孔；2、硬质合金长齿；3、硬质合金短齿。
具体实施方式
21.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
22.如图1和图2所示，本实施例的盾构滚刀用镶齿刀圈，包括刀圈基体1，刀圈基体1的周向外侧壁上设有多个环绕刀圈基体1轴线间隔布置的长齿安装孔11，至少相邻两个长齿安装孔11之间的刀圈基体1的周向外侧壁上还设有短齿安装孔12，长齿安装孔11的深度大于短齿安装孔12的深度，长齿安装孔11中安装有硬质合金长齿2，短齿安装孔12中安装有硬质合金短齿3。该盾构滚刀用镶齿刀圈在刀圈基体1上设置短齿安装孔12和深度大于短齿安装孔12的长齿安装孔11，在长齿安装孔11中安装硬质合金长齿2，在短齿安装孔12中安装硬质合金短齿3，相比于传统等长齿结构的刀圈，可以避免因各安装孔间相互影响而造成应力集中系数增高的情况发生，同时还能通过孔深的差异来分散内应力，从而达到消除齿根部应力集中的目的，解决镶齿刀圈齿孔根部容易开裂或崩块的问题，其具有结构简单、成本低、易于制造、工作稳定可靠、使用寿命长的优点。
23.本实施例中，任意相邻两个长齿安装孔11之间均设有一个短齿安装孔12，能够更有效的降低应力集中和分散内应力，使整个刀圈基体1各个部位的孔根部都不容易开裂或崩块。
24.本实施例中，多个长齿安装孔11绕刀圈基体1轴线均匀间隔布置，每个长齿安装孔11分别与一个短齿安装孔12相对应，相对应的长齿安装孔11和短齿安装孔12相对于刀圈基体1轴线对称布置。由于镶齿刀圈在掘进时相对方向上一端与岩层接触受力大，另一端不与岩层接触受力小，相对方向由于受力不一样，就会产生明显的高应力区和低应力区，采用该种长齿安装孔11和短齿安装孔12布置形式，可以提高低应力区应力，使应力由低应力区向高应力区的过渡区域平缓，避免出现巨大的应力落差，从而降低应力集中系数，降低镶齿刀圈相对位置在使用过程中开裂损坏的几率，提高镶齿刀圈的使用寿命。
25.本实施例中，任意相邻的长齿安装孔11和短齿安装孔12之间的间距均相等，也即长齿安装孔11和短齿安装孔12为交替均匀排列布置，降低应力集中和分散内应力的效果更好，整个刀圈基体1各个部位的孔根部结构强度均匀，更不容易开裂或崩块。
26.本实施例中，硬质合金长齿2以过盈冷压配合方式安装在长齿安装孔11中，硬质合金短齿3以过盈冷压配合方式安装在短齿安装孔12中。优选的，上述过盈冷压配合采用小过盈冷压配合。
27.本实施例的盾构滚刀用镶齿刀圈在装配时，通过装夹内孔把刀圈基体1固定在镶
齿设备上，使一个长齿安装孔11正向朝上，把硬质合金长齿2安放到该长齿安装孔11上，通过镶齿设备上的压机把硬质合金长齿2压装到该长齿安装孔11的孔底，然后旋转镶齿设备的工作台，使刀圈基体1上的短齿安装孔12正向朝上，把硬质合金短齿3安放到该短齿安装孔12上，通过镶齿设备上的压机把硬质合金短齿3压装到该短齿安装孔12的孔底，不断重复上述过程，直到把刀圈基体1上的所有长齿安装孔11中镶嵌好硬质合金长齿2，所有短齿安装孔12中镶嵌好硬质合金短齿3。
28.本实施例中，硬质合金长齿2与长齿安装孔11的底部相抵，硬质合金短齿3与短齿安装孔12的底部相抵，确保安装稳固性和良好的受力性，同时利于避免孔根部开裂或崩块。
29.在其他实施例中，长齿安装孔11和短齿安装孔12还可为其他的数量和布置关系，也能达到一定的效果，例如，任意相邻两个长齿安装孔11之间均设有两个以上短齿安装孔12。或者，任意相邻两个短齿安装孔12之间具有两个以上长齿安装孔11。或者，长齿安装孔11分为多组环绕刀圈基体1轴线间隔布置的孔组，每组孔组包括两个以上长齿安装孔11，任意相邻两组孔组之间设有两个以上短齿安装孔12。
30.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种盾构滚刀用镶齿刀圈，包括刀圈基体(1)，其特征在于：所述刀圈基体(1)的周向外侧壁上设有多个环绕刀圈基体(1)轴线间隔布置的长齿安装孔(11)，至少相邻两个长齿安装孔(11)之间的刀圈基体(1)的周向外侧壁上还设有短齿安装孔(12)，所述长齿安装孔(11)的深度大于短齿安装孔(12)的深度，所述长齿安装孔(11)中安装有硬质合金长齿(2)，所述短齿安装孔(12)中安装有硬质合金短齿(3)。2.根据权利要求1所述的盾构滚刀用镶齿刀圈，其特征在于：任意相邻两个长齿安装孔(11)之间均设有一个短齿安装孔(12)。3.根据权利要求2所述的盾构滚刀用镶齿刀圈，其特征在于：多个长齿安装孔(11)绕刀圈基体(1)轴线均匀间隔布置，每个长齿安装孔(11)分别与一个短齿安装孔(12)相对应，相对应的长齿安装孔(11)和短齿安装孔(12)相对于所述刀圈基体(1)轴线对称布置。4.根据权利要求2所述的盾构滚刀用镶齿刀圈，其特征在于：任意相邻的长齿安装孔(11)和短齿安装孔(12)之间的间距均相等。5.根据权利要求1所述的盾构滚刀用镶齿刀圈，其特征在于：任意相邻两个长齿安装孔(11)之间均设有两个以上短齿安装孔(12)。6.根据权利要求1所述的盾构滚刀用镶齿刀圈，其特征在于：任意相邻两个短齿安装孔(12)之间具有两个以上长齿安装孔(11)。7.根据权利要求1所述的盾构滚刀用镶齿刀圈，其特征在于：所述长齿安装孔(11)分为多组环绕刀圈基体(1)轴线间隔布置的孔组，每组孔组包括两个以上长齿安装孔(11)，任意相邻两组孔组之间设有两个以上短齿安装孔(12)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的盾构滚刀用镶齿刀圈，其特征在于：所述硬质合金长齿(2)以过盈冷压配合方式安装在长齿安装孔(11)中，所述硬质合金短齿(3)以过盈冷压配合方式安装在短齿安装孔(12)中。9.根据权利要求8所述的盾构滚刀用镶齿刀圈，其特征在于：所述硬质合金长齿(2)与长齿安装孔(11)的底部相抵，所述硬质合金短齿(3)与短齿安装孔(12)的底部相抵。

技术总结

本实用新型公开了一种盾构滚刀用镶齿刀圈，包括刀圈基体，刀圈基体的周向外侧壁上设有多个环绕刀圈基体轴线间隔布置的长齿安装孔，至少相邻两个长齿安装孔之间的刀圈基体的周向外侧壁上还设有短齿安装孔，长齿安装孔的深度大于短齿安装孔的深度，长齿安装孔中安装有硬质合金长齿，短齿安装孔中安装有硬质合金短齿。本实用新型具有结构简单、成本低、易于制造、工作稳定可靠、使用寿命长等优点。使用寿命长等优点。使用寿命长等优点。