一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及盾構機技術領域，具體來說涉及一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組件。
【背景技術】
[0002]盾構機是一個集光、機、電、液、傳感和信息技術于一體的復雜隧道掘進機械。盤形滾刀是盾構機掘進施工的關鍵部件，其通常包括刀體、刀體內部通過軸承安裝的刀軸以及刀體外部安裝的環形刀圈。在掘進過程中，刀圈外圍的刃部嵌入巖石，破碎巖石表面進行掘進。安裝在盾構機刀盤上的盤形滾刀在千斤頂的作用下緊壓在巖面上，隨著刀盤的旋轉，盤形滾刀一方面繞刀盤中心軸公轉，同時繞自身軸自轉。在掘進的過程中，如果滾刀停止了自轉，由于刀圈和掘進工作面的相對運動就會形成刀圈的偏磨從而過早報廢。因此軸承的性能直接決定著滾道組件的使用壽命。
[0003]目前盾構機滾刀工況環境復雜苛刻，軸承一般采用圓錐滾子軸承。滾刀軸承由于承受瞬間極大的沖擊力、潤滑不良以及粉塵顆粒進入滾刀內部等因素造成滾刀軸承變形、運轉不良甚至卡死。這將使滾刀刀圈嚴重偏磨、斷裂甚至脫落損壞而停機，嚴重影響了掘進機的工作效率。
【實用新型內容】
[0004]針對現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組件。這種滾刀組件能夠適應掘進機復雜苛刻的工況環境，可以承受瞬間極大的沖擊載荷，其所用的復合固體潤滑軸承在惡劣的環境中一直能夠提供有效的固液復合潤滑，避免了由于滾刀軸承變形、運轉不良以及卡死等現象，延長了滾刀組件的使用壽命。
[0005]本實用新型所要解決的技術問題，通過以下技術方案來實現:一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組件，其特征在于:它是由復合固體潤滑滑動軸承、刀圈、擋圈、刀體、刀軸和密封端蓋組成；所述的刀體通過兩個復合固體潤滑滑動軸承安裝在刀軸上，刀圈通過擋圈固定于刀體上；在兩個復合固體潤滑滑動軸承外側的刀軸上安裝有密封端蓋。
[0006]所述的復合固體潤滑滑動軸承由內圈和外圈組成；在內圈的圓柱或圓錐形摩擦面上勻布有盲孔，盲孔中鑲嵌有潤滑柱。
[0007]所述的內圈材質為抗拉強度在σ 500 MPa以上的高強度合金鋼；外圈為高強度鑄造銅合金，其抗拉強度400 MPa，伸長率δ彡5%。
[0008]所述的盲孔與潤滑柱為過盈配合。
[0009]所述的內圈摩擦面上盲孔的總面積占內圈圓柱或圓錐形摩擦面面積的10%?35%。
[0010]所述的內圈和外圈的配合面為錐面，錐面傾角為15°?20° ;內圈和外圈的間隙為內圈外徑的0.2%?0.5%ο
[0011]所述的潤滑柱為具有自潤滑性能的成型復合固體潤滑柱。
[0012]所述的盲孔與潤滑柱配合間隙中浸入潤滑油。
[0013]本實用新型的優點是采用了復合固體潤滑滑動軸承，避免了由于使用滾動軸承先天性的耐沖擊性能不足和在苛刻條件下無法實現有效潤滑的弊端，延長了滾刀組件的使用壽命，提高了掘進機的工作效率。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型免維護固體潤滑盾構機滾刀組件的結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型免維護固體潤滑盾構機滾刀組件所采用的復合固體潤滑滑動軸承示意圖。
[0016]圖中，101、復合固體潤滑滑動軸承；102、刀圈；103、擋圈;104、刀體；105、刀軸;106、密封端蓋;0101、內圈;0102、外圈、0103、潤滑柱。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
[0018]如圖1所示，一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組件，由復合固體潤滑滑動軸承101、刀圈102、擋圈103、刀體104、刀軸105和密封端蓋106組成；所述的刀體104通過兩個復合固體潤滑滑動軸承101安裝在刀軸105上，刀圈102通過擋圈103固定于刀體104上；在兩個復合固體潤滑滑動軸承101外側的刀軸105上安裝有密封端蓋106，密封端蓋安裝于軸上用于固定和密封復合固體潤滑滑動軸承。
[0019]如圖2所示，所述的復合固體潤滑滑動軸承101由內圈0101和外圈0102組成；在內圈0101的圓柱或圓錐形摩擦面上勻布有盲孔，盲孔中鑲嵌有潤滑柱0103。所述的內圈0101材質為抗拉強度在σ 500 MPa以上的高強度合金鋼；外圈0102為高強度鑄造銅合金，其抗拉強度400 MPa，伸長率δ彡5%。所述的盲孔與潤滑柱0103為過盈配合。
[0020]實施例2
[0021]在實施例1的基礎上，所述的內圈0101的圓錐形摩擦面上勻布有盲孔，所述的內圈0101摩擦面上盲孔的總面積占內圈0101圓錐形摩擦面面積的10%?35% ;所述的內圈0101和外圈0102的配合面為錐面，錐面傾角為15°?20° ;內圈0101和外圈0102的間隙為內圈0101外徑的0.2%?0.5%。所述的潤滑柱0103為具有自潤滑性能的成型復合固體潤滑柱。成型復合固體潤滑柱是用粉末冶金制造的由錫青銅、石墨、氧化鉛、二硫化鉬、聚四氟乙烯以及羥基硅酸鎂制備的多孔復合材料。所述的盲孔與潤滑柱0103配合間隙中浸入潤滑油。
[0022]在盾構機掘進過程中，該免維護固體潤滑盾構機滾刀組件能夠承受較大的軸向沖擊載荷和徑向沖擊載荷，避免了由于使用滾動軸承先天性的耐沖擊性能不足和在苛刻條件下無法實現有效潤滑的弊端，延長了滾刀組件的使用壽命，提高了掘進機的工作效率。
[0023]實施例3
[0024]如圖1所示，一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組，尺寸為19英寸，單刃，由復合固體潤滑滑動軸承101、刀圈102、擋圈103、刀體104、刀軸105和密封端蓋106組成；所述的刀體104通過兩個復合固體潤滑滑動軸承101安裝在刀軸105上，刀圈102通過擋圈103固定于刀體104上；在兩個復合固體潤滑滑動軸承101外側的刀軸105上安裝有密封端蓋106，密封端蓋安裝于軸上用于固定和密封復合固體潤滑滑動軸承。
[0025]如圖2所示，所述的復合固體潤滑滑動軸承101由內圈0101和外圈0102組成；在內圈0101圓錐形摩擦面上勻布有盲孔，盲孔中鑲嵌有潤滑柱0103。所述的內圈0101材質為高強度合金鋼38CrMoAl ;外圈0102為高強度鑄造銅合金ZCuZn38Mn2Pb2。內外圈所采用的材質，保證了其具有更高的耐磨性能，提高了使用壽命。所述的盲孔與潤滑柱0103為過盈配合，是其配合更為緊密，潤滑效果更好。
[0026]所述的內圈0101摩擦面上盲孔的總面積占內圈0101圓柱或圓錐形摩擦面面積的25%;盲孔尺寸為8mm，且存在一定交疊，盲孔與潤滑柱0103為過盈配合。內圈0101和外圈0102的配合面為錐面，錐面傾角為18°，間隙為0.75mm。所述的潤滑柱0103為具有自潤滑性能的成型復合固體潤滑柱。成型復合固體潤滑柱是用粉末冶金制造的由錫青銅、石墨、氧化鉛、二硫化鉬、聚四氟乙烯以及羥基硅酸鎂制備的多孔復合材料。所述的盲孔與潤滑柱0103配合間隙中浸入潤滑油，使潤滑效果更好。
[0027]在盾構機掘進過程中，該免維護固體潤滑滾刀組件能夠承受較大的軸向沖擊載荷和徑向沖擊載荷，避免了由于使用滾動軸承先天性的耐沖擊性能不足和在苛刻條件下無法實現有效潤滑的弊端，延長了滾刀組件的使用壽命，提高了掘進機的工作效率。本實例針對較大尺寸滾刀組件，在結構強度允許范圍內，適當增大排列有序鑲嵌孔總面積占圓錐面面積的比例，能更有效實現自潤滑。
[0028]實施例4
[0029]與實施例3基本相同，不同之處是:一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組，尺寸為17英寸，單刃，所述的內圈0101摩擦面上盲孔的總面積占內圈0101圓柱或圓錐形摩擦面面積的15%，盲孔尺寸為6mm，內外圈圓錐錐面傾角為18°，間隙為0.43mm。
[0030]在盾構機掘進過程中，該免維護固體潤滑滾刀組件能夠承受較大的軸向沖擊載荷和徑向沖擊載荷，避免了由于使用滾動軸承先天性的耐沖擊性能不足和在苛刻條件下無法實現有效潤滑的弊端，延長了滾刀組件的使用壽命，提高了掘進機的工作效率。且針對較小尺寸滾刀組件，在保證有效自潤滑的前提下，適當減小排列有序鑲嵌孔總面積占圓錐面面積的比例，在實現有效潤滑的前提下能增加較小尺寸盾構機滾刀組件的結構強度。
【主權項】
1.一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組件，其特征在于:它是由復合固體潤滑滑動軸承(101)、刀圈(102)、擋圈(103)、刀體(104)、刀軸(105)和密封端蓋(106)組成；所述的刀體(104)通過兩個復合固體潤滑滑動軸承(101)安裝在刀軸(105)上，刀圈(102)通過擋圈(103)固定于刀體(104)上；在兩個復合固體潤滑滑動軸承(101)外側的刀軸(105)上安裝有密封端蓋(106)。2.根據權利要求1所述的一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組件，其特征在于:所述的復合固體潤滑滑動軸承(101)由內圈(0101)和外圈(0102)組成；在內圈(0101)的圓柱或圓錐形摩擦面上勻布有盲孔，盲孔中鑲嵌有潤滑柱(0103)。3.根據權利要求2所述的一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組件，其特征在于:所述的內圈(0101)材質為抗拉強度在500 MPa以上的高強度合金鋼；外圈(0102)為高強度鑄造銅合金，其抗拉強度400 MPa，伸長率δ彡5%。4.根據權利要求2所述的一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組件，其特征在于:所述的盲孔與潤滑柱(0103)為過盈配合。5.根據權利要求2所述的一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組件，其特征在于:所述的內圈(0101)摩擦面上盲孔的總面積占內圈(0101)圓柱或圓錐形摩擦面面積的10%?35%。6.根據權利要求2所述的一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組件，其特征在于:所述的內圈(0101)和外圈(0102)的配合面為錐面，錐面傾角為15°?20。;內圈(0101)和外圈(0102 )的間隙為內圈(0101)外徑的0.2%?0.5%ο7.根據權利要求2所述的一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組件，其特征在于:所述的潤滑柱(0103)為具有自潤滑性能的成型復合固體潤滑柱。8.根據權利要求2所述的一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組件，其特征在于:所述的盲孔與潤滑柱(0103 )配合間隙中浸入潤滑油。
【專利摘要】本實用新型涉及盾構機技術領域，具體來說涉及一種免維護固體潤滑盾構機滾刀組件，其特征在于：它是由復合固體潤滑滑動軸承、刀圈、擋圈、刀體、刀軸和密封端蓋組成；所述的刀體通過兩個復合固體潤滑滑動軸承安裝在刀軸上，刀圈通過擋圈固定于刀體上；在兩個復合固體潤滑滑動軸承外側的刀軸上安裝有密封端蓋。本實用新型避免了由于使用滾動軸承先天性的耐沖擊性能不足和在苛刻條件下無法實現有效潤滑的弊端，延長了滾刀組件的使用壽命，提高了掘進機的工作效率。
【IPC分類】E21D9/08
【公開號】CN204851271
【申請號】CN201520357749
【發明人】張軍
【申請人】山東鑫茂奧奈特復合固體潤滑工程技術有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年5月29日