一种无油封的盾构机滚刀的制作方法

1.本发明涉及盾构机刀具技术领域，尤其涉及一种无油封的盾构机滚刀。


背景技术：

2.在地下工程领域，盾构法施工的应用越来越广泛。盘型滚刀作为全断面岩石掘进机的最主要切削工具，是直接与岩石、岩屑接触的部件，在强大冲击和高磨损的工况下易磨损而需要及时更换。传统的盾构机滚刀多采用滚动轴承，在破岩过程中常受到强大冲击和振动，导致滚刀刀体移位、轴承损坏的现象经常发生，造成滚刀过早失效的现象，从而需要频繁更换新的盾构滚刀。
3.公开号为cn208441845u的发明创造公开了一种滑动轴承式盾构机滚刀，其包括刀毂、刀轴和刀圈，所述刀圈固定设置在刀毂的外圆周上，刀毂的内部设有左滑动轴承和右滑动轴承，左滑动轴承和右滑动轴承对称设置，刀轴位于左滑动轴承和右滑动轴承内部且分别与左滑动轴承和右滑动轴承相配合，刀轴的两端分别伸出刀毂的两侧，刀轴的左端通过左端盖与刀毂相连接，刀轴的右端通过右端盖与刀毂相连接，左端盖和右端盖上均设有压力释放孔，压力释放孔内设有压力释放油塞，左端盖与刀毂之间及右端盖与刀毂之间均设有密封组件。
4.现有的盾构机滚刀在刀毂与端盖之间设置油封装置，油封装置在滚刀长时间工作后容易失效，润滑油发生泄露，从而加剧滚刀轴承的磨损，最终导致滚刀整体失效。


技术实现要素：

5.有鉴于此，有必要提供一种无油封的盾构机滚刀，用以解决盾构机滚刀的油封机构容易失效的问题。
6.本发明提供一种无油封的盾构机滚刀，包括刀毂和刀轴,所述刀轴与所述刀毂之间设有滑动轴承，所述刀毂通过所述滑动轴承与所述刀轴转动连接；所述刀毂的两侧设有端盖，两所述端盖分别与所述刀毂抵接，所述刀毂能够相对所述端盖转动，所述端盖与所述刀轴可拆卸式连接，所述端盖与所述刀毂之间设有迷宫密封单元，所述迷宫密封单元包括相互配合的动迷宫环和静迷宫环，所述动迷宫环设置于所述刀毂的端面两侧，所述静迷宫环设置于所述端盖上，所述动迷宫环与所述静迷宫环转动连接。
7.进一步的，所述滑动轴承包括相互嵌套设置的外轴套和内轴套，所述刀毂套设于所述外轴套的外部且与所述外轴套过盈配合连接，所述内轴套套设于所述刀轴的外部且与所述刀轴过盈配合连接，所述外轴套套设于所述内轴套上且与所述内轴套间隙配合连接。
8.进一步的，所述外轴套和内轴套均为硬质合金轴套。
9.进一步的，所述外轴套与所述内轴套之间的间隙为0.01mm-0.5mm。
10.进一步的，所述迷宫密封单元位于所述滑动轴承与外界之间，所述动迷宫环和静迷宫环上均设有有环形凹槽和环形凸起，分别位于所述动迷宫环和静迷宫环上的环形凹槽和环形凸起够相互配合。
11.进一步的，分别位于所述动迷宫环和静迷宫环上环形凹槽和环形凸起对应插接，对应的所述环形凹槽和环形凸起之间的间隙为0.01mm-0.1mm。
12.进一步的，所述端盖与所述刀毂之间还设有限位单元，所述限位单元设置于所述迷宫密封单元与所述滑动轴承之间，所述限位单元包括第一轴向垫片和第二轴向垫片，所述第一轴向垫片分别嵌设于所述刀毂两侧的端部，所述端盖相对所述刀毂的一侧设有安装槽，所述第二轴向垫片与所述安装槽过盈配合连接，所述第一轴向垫片与所述第二轴向垫片抵接，以供阻止所述刀毂轴向移动。
13.进一步的，第一轴向垫片和第二轴向垫片均为硬质合金垫片。
14.进一步的，所述刀轴的一端设有轴肩，一个所述端盖与所述轴肩抵接，另一个所述端盖与所述刀轴之间设有可拆卸的锁紧环，所述端盖通过锁紧环与所述刀轴连接。
15.进一步的，还包括刀圈，所述刀圈套设于所述刀毂外部，所述刀圈与所述刀毂可拆卸式连接。
16.与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
17.(1)本发明的一种无油封的盾构机滚刀，端盖与刀毂之间设有迷宫密封单元，迷宫密封单元包括相互配合的动迷宫环和静迷宫环，动迷宫环设置于刀毂的端面两侧，静迷宫环设置于端盖上，动迷宫环与静迷宫环转动连接。迷宫密封单元内部的曲折设置可以延缓泥沙等异物进入到滚刀内部，从而延长滚刀的使用寿命。
18.(2)本发明的一种无油封的盾构机滚刀，刀轴与刀毂之间设有滑动轴承，刀毂通过滑动轴承与刀轴转动连接，滑动轴承替代常规的滚动轴承，能够承载的荷载更大，摩擦损失和表面磨损更小。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1为本发明整体的剖视结构示意图；
21.图2是本发明的侧视结构示意图；
22.图3是图1的a处局部放大的结构示意图；
23.图中，刀毂100、刀轴200、轴肩210、锁紧环220、滑动轴承300、外轴套310、内轴套320、端盖400、迷宫密封单元500、动迷宫环510、静迷宫环520、限位单元600、第一轴向垫片610、第二轴向垫片620、刀圈700。
具体实施方式
24.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
25.请参阅图1至图3，本实施例中的一种无油封的盾构机滚刀，包括刀毂100和刀轴200,刀轴200与刀毂100之间设有滑动轴承300，刀毂100通过滑动轴承300与刀轴200转动连接，滑动轴承300替代常规的滚动轴承，承载的荷载更大，摩擦损失和表面磨损更小。刀毂100的两侧设有端盖400，两端盖400分别与刀毂100抵接，刀毂100能够相对端盖400转动，端盖400可以保持刀毂100和滑动轴承300内部的密封，并对刀毂100进行定位。端盖400与刀轴
200可拆卸式连接，可以借助端盖400对轮毂进行定位和安装。端盖400与刀毂100之间设有迷宫密封单元500，迷宫密封单元500包括相互配合的动迷宫环510和静迷宫环520，动迷宫环510设置于刀毂100的端面两侧，静迷宫环520设置于端盖400上，动迷宫环510与静迷宫环520转动连接。迷宫密封单元500内部的曲折设置可以延缓泥沙等异物进入到滚刀内部，从而延长滚刀的使用寿命。
26.请参阅图图1和图3，滑动轴承300包括相互嵌套设置的外轴套310和内轴套320，刀毂100套设于外轴套310的外部且与外轴套310过盈配合连接，外轴套310可以与刀毂100同步运动。内轴套320套设于刀轴200的外部且与刀轴200过盈配合连接，内轴套320可以与刀轴200同步运动。外轴套310套设于内轴套320上且与内轴套320间隙配合连接。外轴套310可以相对内轴套320转动，使得刀毂100可以环绕刀轴200自由转动，完成对岩石的切削。
27.作为进一步的实施方式，外轴套310和内轴套320均为硬质合金轴套，硬质合金具有极高的耐磨性和耐热性，在工作时，硬质合金不易磨损，也不会产生过大的热应力，内部不必注润滑油(脂)，不必担心油脂的泄漏。而当外部有泥砂等异物进入滚刀内部时，滑动轴承300相对运动的各个面之间均为高耐磨和耐高温的硬质合金制品，泥砂等异物对硬质合金制品的磨损极小，滑动轴承300的使用寿命可以被大幅延长，降低滚刀的维修频次，提高滚刀的切削效率。
28.作为进一步的实施方式，外轴套310与内轴套320之间的间隙为0.01mm-0.5mm。可以在这个间隙中添加一些润滑油，外轴套310的内壁和内轴套320的外壁被润滑油覆盖而不发生直接接触，可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。间隙在0.01mm-0.5mm这个范围内，外轴套310与内轴套320之间既不会产生较大径向传动，摩擦力也控制在合理的范围内，不会影响外轴套310与内轴套320之间的相对转动。
29.请参阅图3，迷宫密封单元500位于滑动轴承300与外界之间，外界的异物只有经过迷宫密封单元500才能与滑动轴承300接触，迷宫密封单元500能够阻挡外界的异物进入到滑动轴承300中。动迷宫环510和静迷宫环520上均设有环形凹槽和环形凸起(图中未标出)，分别位于动迷宫环510和静迷宫环520上的环形凹槽和环形凸起能够相互配合，形成宽度窄且曲折的间隙，泥沙等异物难以通过，保持了滑动轴承300内部的洁净，降低了滑动轴承300内部的摩擦力，减小了滑动轴承300的磨损。作为进一步的实施方式，分别位于动迷宫环510和静迷宫环520上的环形凹槽和环形凸相互配合，动迷宫环510上的环形凸起插入到静迷宫环520上的环形凹槽中，静迷宫环520上的环形凸起插入到动迷宫环510上的环形凹槽中，对应的环形凹槽和环形凸起之间的间隙为0.01mm-0.1mm，相互配合的环形凹槽和环形凸起不相接触，基本可以避免相互之间的摩擦，既可以对滑动轴承300内部进行密封，又不会被磨损。
30.请继续参阅图3，端盖400与刀毂100之间还设有限位单元600，限位单元600设置于迷宫密封单元500与滑动轴承300之间，限位单元600包括第一轴向垫片610和第二轴向垫片620，第一轴向垫片610分别嵌设于刀毂100两侧的端部，端盖400相对刀毂100的一侧设有安装槽，第二轴向垫片620与安装槽过盈配合连接，第一轴向垫片610与第二轴向垫片620抵接。在端盖400的位置被固定后，第一轴向垫片610与第二轴向垫片620可以对刀毂100进行限位，使得刀毂100在预定的轴向位置上转动，不会发生轴向偏移。作为进一步的实施方式，第一轴向垫片610和第二轴向垫片620均为硬质合金垫片，硬质合金材料具有极高的耐磨性
及耐热性，第一轴向垫片610和第二轴向垫片620在相对转动的过程中，既能够对刀毂100进行精确限位，又能够避免剧烈磨损。
31.请参阅图1，刀轴200的一端设有轴肩210，一个端盖400与轴肩210抵接，另一个端盖400与刀轴200之间设有可拆卸的锁紧环220，锁紧环220的内圈与刀轴200过盈配合连接，锁定环的端部对端盖400进行抵压，使得两端盖400被限定在轴肩210与锁定环之间，由于，端盖400与刀毂100之间也是抵压关系，从而对整个刀毂100进行限位和定位。
32.请继续参阅图1，滚刀上还包括刀圈700，刀圈700套设于刀毂100外部，在刀毂100的上设有限位凸台和挡位槽，滚刀位于限位凸台和挡位槽之间，在挡位槽中卡接挡圈，并将挡圈与挡位槽焊接，完成对滚刀的限位，防止滚刀在工作时脱出。
33.一种无油封的盾构机滚刀的装配方法如下：
34.1)、将平磨好的第二轴向垫片620采用过盈的方式分别压入左、右端盖400内。
35.2)采用钎焊的方式将两第一轴线垫片分别固定在刀毂100左右两端，并对第一轴线垫片进行平磨，保证配合尺寸。
36.3)将外轴套310压进刀毂100内，并测量外轴套310的内径。
37.4)加热刀圈700至200
°
，并保温3h。
38.5)将刀轴200装入右端端盖400内。
39.6)将内轴套320压入刀轴200内，并按照外轴套310的内径，配磨内轴套320的外径。
40.7)将外轴套310安装到内轴套320上，使得刀毂100与刀轴200装配到一起。
41.8)将加热的刀圈700套装到刀毂100上，待刀圈700冷却后焊接2个半环挡圈。
42.9)装入左端端盖400，并卡紧锁紧环220。
43.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明之内。