一种渣土搅拌细化立体刀盘的制作方法

1.本发明属于盾构渣土细化装置技术领域，尤其涉及一种渣土搅拌细化立体刀盘。


背景技术：

2.在盾构渣土资源化利用工艺过程中，为了将渣土制成相应制品，需要将原状渣土和外加剂进行充分混合，且需确保最终的物料颗粒直径控制在一定范围内。
3.现有技术中，通过如立式砂浆搅拌机、卧式打散搅拌机、捏合搅拌机和各类行星搅拌机等搅拌设备，对渣土进行打散和搅拌。而该类搅拌设备中，所采用的刀盘为普通规格刀盘，无法形成足够多的工作面，致使已知的搅拌打散设备都很难将渣土与外加剂很好的搅拌混合并细化，且影响渣土细化及混合的效率。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.基于此，本发明提出了一种渣土搅拌细化立体刀盘，该渣土搅拌细化立体刀盘旨在解决现有技术中的刀盘对渣土搅拌及细化的效果不佳的技术问题。
6.(二)技术方案
7.为解决上述技术问题，本发明提出了一种渣土搅拌细化立体刀盘，包括固定安装轴和安装于所述固定安装轴上的分形刀盘，所述分形刀盘包括整体为长方形片状的刀主体，所述刀主体包括左刀体和右刀体；所述左刀体包括顺次相连且逐渐变小的左第一阶分形结构、左第二阶分形结构和左第三阶分形结构，所述刀主体的下部为主工作面，所述右刀体包括顺次相连且逐渐变小的右第一阶分形结构、右第二阶分形结构和右第三阶分形结构，所述刀主体的上部为主工作面；所述左第一阶分形结构和右第一阶分形结构相连，且所述左第一阶分形结构和右第一阶分形结构之间的上侧面形成第一上刃口，所述左第一阶分形结构和右第一阶分形结构之间的下侧面形成第一下刃口。
8.优选的，所述左第一阶分形结构和左第二阶分形结构之间的上侧面形成第二左上刃口，所述左第一阶分形结构和左第二阶分形结构之间的下侧面形成第二左下刃口；所述左第二阶分形结构和左第三阶分形结构之间的上侧面形成第三左上刃口，所述左第二阶分形结构和左第三阶分形结构之间的下侧面形成第三左下刃口。
9.优选的，所述第一上刃口、第二左上刃口、第三左上刃口均为圆弧状，且所述第一上刃口、第二左上刃口、第三左上刃口的圆弧半径依次逐渐变小；所述第一下刃口、第二左下刃口、第三左下刃口均为圆弧状，且所述第一下刃口、第二左下刃口、第三左下刃口的圆弧半径依次逐渐变小。
10.优选的，所述分形刀盘的形状为julia集分形图形。
11.优选的，所述第一上刃口的弧度为r35mm，所述第二左上刃口的弧度为r7.5mm，所述第三左上刃口的弧度为r3.75mm；所述第一下刃口的弧度为r35mm，所述第二左下刃口的弧度为r7.5mm，所述第三左下刃口的弧度为r5mm。
12.优选的，所述右第一阶分形结构和右第二阶分形结构之间的上侧面形成第二右上刃口，所述右第一阶分形结构和右第二阶分形结构之间的下侧面形成第二右下刃口；所述右第二阶分形结构和右第三阶分形结构之间的上侧面形成第三右上刃口，所述右第二阶分形结构和右第三阶分形结构之间的下侧面形成第三右下刃口。
13.优选的，所述第一上刃口、第二右上刃口、第三右上刃口均为圆弧状，且所述第一上刃口、第二右上刃口、第三右上刃口的圆弧半径依次逐渐变小；所述第一下刃口、第二右下刃口、第三右下刃口均为圆弧状，且所述第一下刃口、第二右下刃口、第三右下刃口的圆弧半径依次逐渐变小。
14.优选的，所述分形刀盘的形状为julia集分形图形。
15.优选的，所述第二右上刃口的弧度为r7.5mm，所述第三右上刃口的弧度为r5mm；所述第二右下刃口的弧度为r7.5mm，所述第三右下刃口的弧度为r3.75mm。
16.优选的，所述渣土搅拌细化立体刀盘还包括刀盘安装套，所述刀主体的中心具有贯穿其上的中心安装孔，所述固定安装轴贯穿所述中心安装孔，所述中心安装孔的两侧分别设有一个贯穿所述主刀体的边部安装孔，通过螺纹连接件贯穿所述边部安装孔将所述分形刀盘固定于所述刀盘安装套的下端面。
17.优选的，所述刀盘安装套为两个，分别设为上刀盘安装套和下刀盘安装套，所述上刀盘安装套套设于所述固定安装轴上部且与所述固定安装轴固定相连；所述下分形刀盘套设于所述固定安装轴下部且与所述下刀盘安装套固定相连；所述分形刀盘为两片，分别设为上分形刀盘和下分形刀盘，所述上分形刀盘安装于所述上刀盘安装套的下端面，所述下分形刀盘安装于所述下刀盘安装套的下端面；所述上分形刀盘和下分形刀盘交错设置。
18.优选的，所述刀主体还包括前刀体和后刀体，所述左刀体、右刀体、前刀体和后刀体四者以所述固定安装轴的轴线为中心均布设置。
19.优选的，所述分形刀盘由合金钢制成。
20.(三)有益效果
21.本发明与现有技术对比，本发明渣土搅拌细化立体刀盘的有益效果主要包括：
22.与现有技术相比，本发明的渣土搅拌细化立体刀盘对刀盘的结构进行了改进，通过采用分形结构的刀盘，该结构的刀盘能够提供更多刃口，增加了刀片进行切削的有效工作面积，在混合作业过程中，分形刀盘与物料的接触面积大，且颗粒物在刃口处来回碰撞，能够有效减少搅拌时间，起到节能的效果。
附图说明
23.通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
24.图1为本发明实施方式一的渣土搅拌细化立体刀盘的整体结构示意图；
25.图2为本发明实施方式一的渣土搅拌细化立体刀盘中的分形刀盘的立体图；
26.图3为本发明实施方式一的渣土搅拌细化立体刀盘中的分形刀盘的主视图；
27.图4为本发明实施方式一的渣土搅拌细化立体刀盘中的分形刀盘的俯视图；
28.图5为本发明实施方式二的渣土搅拌细化立体刀盘的整体结构立体图；
29.图6为本发明实施方式二的渣土搅拌细化立体刀盘的整体结构主视图；
30.图7为本发明实施方式二的渣土搅拌细化立体刀盘的整体结构俯视图。
31.附图标记说明：
32.1.连接法兰，2.固定安装轴，3.上刀盘安装套，4.上分形刀盘，5. 下刀盘安装套，6.下分形刀盘，001.左刀体，002.右刀体，003.前刀体，004.后刀体，01.左第一阶分形结构，02.左第二阶分形结构，03. 左第三阶分形结构，04.右第一阶分形结构，05.右第二阶分形结构， 06.右第三阶分形结构，07.第一上刃口，08.第一下刃口。09.第二左上刃口，10.第二左下刃口，11.第三左上刃口，12.第三左下刃口，13. 第二右上刃口，14.第二右下刃口，15.第三右上刃口，16.第三右下刃口，17.中心安装孔，18.边部安装孔。
具体实施方式
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，也可以是“传动连接”，即通过带传动、齿轮传动或链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.下面结合附图1-7对本发明一种渣土搅拌细化立体刀盘作进一步的说明。
36.实施例一
37.请重点参考图4，本发明公开了一种渣土搅拌细化立体刀盘，包括固定安装轴2和安装于固定安装轴2上的分形刀盘，分形刀盘包括整体为长方形片状的刀主体，刀主体包括左刀体001和右刀体002；左刀体 001包括顺次相连且逐渐变小的左第一阶分形结构01、左第二阶分形结构02和左第三阶分形结构03，刀主体的下部为主工作面，右刀体002 包括顺次相连且逐渐变小的右第一阶分形结构04、右第二阶分形结构05和右第三阶分形结构06，刀主体的上部为主工作面；左第一阶分形结构01和右第一阶分形结构04相连，且左第一阶分形结构01和右第一阶分形结构04之间的上侧面形成第一上刃口07，左第一阶分形结构01 和右第一阶分形结构04之间的下侧面形成第一下刃口08。
38.其中，左第一阶分形结构01、左第二阶分形结构02和左第三阶分形结构03为逐渐变小的自相似结构，右第一阶分形结构04、右第二阶分形结构05和右第三阶分形结构06为逐渐变小的自相似结构，即分形刀盘整体为分形结构。
39.请重点参考图2，更具体地，渣土搅拌细化立体刀盘还包括刀盘安装套，刀主体的中心具有贯穿其上的中心安装孔17，固定安装轴2贯穿中心安装孔17，中心安装孔17的两侧分别设有一个贯穿主刀体的边部安装孔18，通过螺纹连接件贯穿边部安装孔18将分形刀盘固定于刀盘安装套的下端面。
40.请重点参考图1，更具体地，刀盘安装套为两个，分别设为上刀盘安装套3和下刀盘安装套5，上刀盘安装套3套设于固定安装轴2上部且与固定安装轴2固定相连；下分形刀盘6
套设于固定安装轴2下部且与下刀盘安装套5固定相连；分形刀盘为两片，分别设为上分形刀盘4 和下分形刀盘6，上分形刀盘4安装于上刀盘安装套3的下端面，下分形刀盘6安装于下刀盘安装套5的下端面；上分形刀盘4和下分形刀盘6 交错设置。
41.更具体地，渣土搅拌细化立体刀盘还包括设于固定安装轴2顶端的连接法兰1。本实施方式中，连接法兰1用于渣土搅拌细化立体刀盘的安装。
42.需要说明的是：本实施方式中所述的主工作面是指分形刀盘旋转进行切削时，迎向物料进行切割的工作面。
43.本实施方式中，本发明的渣土搅拌细化立体刀盘对刀盘的结构进行了改进，刀盘采用分形结构，该结构的刀盘能够提供更多刃口，增加了刀片进行切削的有效工作面积，能增加分形刀盘与物料的碰撞次数，尤其适用于硬度较低的岩层(比如强风化岩)进行分散细化处理，处理后，能获得细小的粒径。且利用该结构的渣土搅拌细化立体刀盘，由于对刀盘的结构进行了改进，在混合作业过程中，分形刀盘与物料的接触面积大，且颗粒物在刃口处来回碰撞，能够有效减少搅拌时间，起到节能的效果。
44.具体实施时，刀主体的长度可根据实际使用需求进行调整。
45.上述实施方式中，本发明的渣土搅拌细化立体刀盘包括两个刀盘安装套和和两片分形刀盘，且两片分形刀盘一一对应安装于两个刀盘安装套的下方，且上分形刀盘4和下分形刀盘6交错设置。如此形成双层空间交错布置的立体刀盘结构，采用该结构的渣土搅拌细化立体刀盘对渣土进行搅拌细化时，由于刀盘为立体结构，利于将块状渣土切碎并打散。
46.分形刀盘上设置中心安装孔17，可很方便地安装于固定安装轴2 上，分形刀盘上设置边部安装孔18，可很方便地安装于刀盘安装套上。即，采用中心安装孔17和边部安装孔18便于分形刀盘的安装和拆卸。
47.采用本发明的渣土搅拌细化立体刀盘，可将用于资源化利用的地铁渣土与加外加剂混合的物料进行充分的搅拌细化，将混合物料粒径控制在细小的范围内，确保后续工艺用料的品质稳定和可靠。
48.根据本发明的具体实施方式，左第一阶分形结构01和左第二阶分形结构02之间的上侧面形成第二左上刃口09，左第一阶分形结构01 和左第二阶分形结构02之间的下侧面形成第二左下刃口10；左第二阶分形结构02和左第三阶分形结构03之间的上侧面形成第三左上刃口 11，左第二阶分形结构02和左第三阶分形结构03之间的下侧面形成第三左下刃口12。第一上刃口07、第二左上刃口09、第三左上刃口11 均为圆弧状，且第一上刃口07、第二左上刃口09、第三左上刃口11 的圆弧半径依次逐渐变小；第一下刃口08、第二左下刃口10、第三左下刃口12均为圆弧状，且第一下刃口08、第二左下刃口10、第三左下刃口12的圆弧半径依次逐渐变小。
49.更具体地，右第一阶分形结构04和右第二阶分形结构05之间的上侧面形成第二右上刃口13，右第一阶分形结构04和右第二阶分形结构 05之间的下侧面形成第二右下刃口14；右第二阶分形结构05和右第三阶分形结构06之间的上侧面形成第三右上刃口15，右第二阶分形结构 05和右第三阶分形结构06之间的下侧面形成第三右下刃口16。第一上刃口07、第二右上刃口13、第三右上刃口15均为圆弧状，且第一上刃口07、第二右上刃口13、第三右上刃口15的圆弧半径依次逐渐变小；第一下刃口08、第二右下刃口14、第三右下刃口16均为圆弧状，且第一下刃口08、第二右下刃口14、第三右下刃口16的圆弧半径依次逐渐变小。
50.本实施方式中，分形刀盘整体为平面刀片的结构，其上表面和下表面为平面结构，分形刀盘的侧部刃口为弧形(弧形刀片结构)，即分形刀盘为平面刀片和弧形刀片组合的结构，使用时，平面刀片的结构，能够减少分形刀盘切削渣土等物料时的阻力；而弧形刃口，增加了刀片进行切削的有效工作面积，能增加分形刀盘与物料的碰撞次数；二者结合能更快地将块状渣土切碎并打散。
51.根据本发明的具体实施方式，第一上刃口07的弧度为r35mm，第二左上刃口09的弧度为r7.5mm，第三左上刃口11的弧度为r3.75mm；第一下刃口08的弧度为r35mm，第二左下刃口10的弧度为r7.5mm，第三左下刃口12的弧度为r5mm。第二右上刃口13的弧度为r7.5mm，第三右上刃口15的弧度为r5mm；第二右下刃口14的弧度为r7.5mm，第三右下刃口16的弧度为r3.75mm。分形刀盘的厚度为1mm。本实施方式提供了一种具体的分形刀盘的结构。
52.更具体的，分形刀盘由合金钢制成。采用该结构利于保证分形刀盘的力学性能。
53.更具体的，分形刀盘的形状为julia集分形图形，julia集分形图形为一种分形图形。具体是指填充julia集的边界形成的分形图形，而 julia集合是一个在复平面上形成分形的点的集合。以法国数学家加斯顿
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朱利亚(gastonjulia)的名字命名。图4所示的为采用julia集分形图形的分形刀盘，采用该分形刀盘组装成如图1所示出的渣土搅拌细化立体刀盘，采用该渣土搅拌细化立体刀盘对渣土进行搅拌细化作业时，所采用的时间更短，细化效果更佳，下面将图1中的采用julia集分形图形的分形刀盘的渣土搅拌细化立体刀盘与普通规格刀盘进行对比试验，具体参考如下对比数据如表1。
54.表1
[0055][0056]
通过表1可知，在相同的细化时间内，采用本发明的julia集分形图形刀盘因采用平面结构，旋转阻力更小，其能耗也更小。且采用本发明的julia集分形图形刀盘，细化后的物料中，95％粒径小于 3mm，该比率明显大于普通规格刀盘。
[0057]
实施例二
[0058]
请重点参考图5-7，本发明公开了一种渣土搅拌细化立体刀盘，包括固定安装轴2和安装于固定安装轴2上的分形刀盘，分形刀盘包括整体为长方形片状的刀主体，刀主体包括左刀体001和右刀体002；所述刀主体还包括前刀体003和后刀体004，所述左刀体001、右刀体002、前刀体003和后刀体004四者以所述固定安装轴2的轴线为中心均布设置。刀主体的结构可认为是：以前刀体003为阵列源，并以固定安装轴2的轴线为中心，阵列数量为4，以该参数进行环形阵列而成。环形阵列后分别为左刀体001、右刀体002、前刀体003和后刀体004。左刀体001的结构与实施例一中的结构相同。通过该结构，增加了刀体的数量，从而可进一步提高搅拌及细化的效果。
[0059]
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求
所限定的范围之内。