一種免維護固體潤滑盾構(gòu)機滾刀組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及盾構(gòu)機技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種免維護固體潤滑盾構(gòu)機滾刀組件。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)機是一個集光、機、電、液、傳感和信息技術(shù)于一體的復(fù)雜隧道掘進機械。盤形滾刀是盾構(gòu)機掘進施工的關(guān)鍵部件，其通常包括刀體、刀體內(nèi)部通過軸承安裝的刀軸以及刀體外部安裝的環(huán)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(gòu)機刀盤上的盤形滾刀在千斤頂?shù)淖饔孟戮o壓在巖面上，隨著刀盤的旋轉(zhuǎn)，盤形滾刀一方面繞刀盤中心軸公轉(zhuǎn)，同時繞自身軸自轉(zhuǎn)。在掘進的過程中，如果滾刀停止了自轉(zhuǎn)，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(gòu)機滾刀工況環(huán)境復(fù)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(nèi)部等因素造成滾刀軸承變形、運轉(zhuǎn)不良甚至卡死。這將使?jié)L刀刀圈嚴(yán)重偏磨、斷裂甚至脫落損壞而停機，嚴(yán)重影響了掘進機的工作效率。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)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(gòu)機滾刀組件。這種滾刀組件能夠適應(yīng)掘進機復(fù)雜苛刻的工況環(huán)境，可以承受瞬間極大的沖擊載荷，其所用的復(fù)合固體潤滑軸承在惡劣的環(huán)境中一直能夠提供有效的固液復(fù)合潤滑，避免了由于滾刀軸承變形、運轉(zhuǎn)不良以及卡死等現(xiàn)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(shù)問題，通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種免維護固體潤滑盾構(gòu)機滾刀組件，其特征在于:它是由復(fù)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(fù)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(fù)合固體潤滑滑動軸承外側(cè)的刀軸上安裝有密封端蓋。
[0006]所述的復(fù)合固體潤滑滑動軸承由內(nèi)圈和外圈組成；在內(nèi)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(nèi)圈材質(zhì)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(nèi)圈摩擦面上盲孔的總面積占內(nèi)圈圓柱或圓錐形摩擦面面積的10%?35%。
[0010]所述的內(nèi)圈和外圈的配合面為錐面，錐面傾角為15°?20° ;內(nèi)圈和外圈的間隙為內(nèi)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(fù)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(yōu)點是采用了復(fù)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(xiàn)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(gòu)機滾刀組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實用新型免維護固體潤滑盾構(gòu)機滾刀組件所采用的復(fù)合固體潤滑滑動軸承示意圖。
[0016]圖中，101、復(fù)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(nèi)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(gòu)機滾刀組件，由復(fù)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(fù)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(fù)合固體潤滑滑動軸承101外側(cè)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(fù)合固體潤滑滑動軸承。
[0019]如圖2所示，所述的復(fù)合固體潤滑滑動軸承101由內(nèi)圈0101和外圈0102組成；在內(nèi)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(nèi)圈0101材質(zhì)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(chǔ)上，所述的內(nèi)圈0101的圓錐形摩擦面上勻布有盲孔，所述的內(nèi)圈0101摩擦面上盲孔的總面積占內(nèi)圈0101圓錐形摩擦面面積的10%?35% ;所述的內(nèi)圈0101和外圈0102的配合面為錐面，錐面傾角為15°?20° ;內(nèi)圈0101和外圈0102的間隙為內(nèi)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(fù)合固體潤滑柱。成型復(fù)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(fù)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(gòu)機掘進過程中，該免維護固體潤滑盾構(gòu)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(xiàn)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(gòu)機滾刀組，尺寸為19英寸，單刃，由復(fù)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(fù)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(fù)合固體潤滑滑動軸承101外側(cè)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(fù)合固體潤滑滑動軸承。
[0025]如圖2所示，所述的復(fù)合固體潤滑滑動軸承101由內(nèi)圈0101和外圈0102組成；在內(nèi)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(nèi)圈0101材質(zhì)為高強度合金鋼38CrMoAl ;外圈0102為高強度鑄造銅合金ZCuZn38Mn2Pb2。內(nèi)外圈所采用的材質(zhì)，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(nèi)圈0101摩擦面上盲孔的總面積占內(nèi)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(nèi)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(fù)合固體潤滑柱。成型復(fù)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(fù)合材料。所述的盲孔與潤滑柱0103配合間隙中浸入潤滑油，使?jié)櫥Ч谩?br>[0027]在盾構(gòu)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(xiàn)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(jié)構(gòu)強度允許范圍內(nèi)，適當(dāng)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(xiàn)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(gòu)機滾刀組，尺寸為17英寸，單刃，所述的內(nèi)圈0101摩擦面上盲孔的總面積占內(nèi)圈0101圓柱或圓錐形摩擦面面積的15%，盲孔尺寸為6mm，內(nèi)外圈圓錐錐面傾角為18°，間隙為0.43mm。
[0030]在盾構(gòu)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(xiàn)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(dāng)減小排列有序鑲嵌孔總面積占圓錐面面積的比例，在實現(xiàn)有效潤滑的前提下能增加較小尺寸盾構(gòu)機滾刀組件的結(jié)構(gòu)強度。
【主權(quán)項】
1.一種免維護固體潤滑盾構(gòu)機滾刀組件，其特征在于:它是由復(fù)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(fù)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(fù)合固體潤滑滑動軸承(101)外側(cè)的刀軸(105)上安裝有密封端蓋(106)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種免維護固體潤滑盾構(gòu)機滾刀組件，其特征在于:所述的復(fù)合固體潤滑滑動軸承(101)由內(nèi)圈(0101)和外圈(0102)組成；在內(nèi)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(jù)權(quán)利要求2所述的一種免維護固體潤滑盾構(gòu)機滾刀組件，其特征在于:所述的內(nèi)圈(0101)材質(zhì)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(jù)權(quán)利要求2所述的一種免維護固體潤滑盾構(gòu)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(jù)權(quán)利要求2所述的一種免維護固體潤滑盾構(gòu)機滾刀組件，其特征在于:所述的內(nèi)圈(0101)摩擦面上盲孔的總面積占內(nèi)圈(0101)圓柱或圓錐形摩擦面面積的10%?35%。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種免維護固體潤滑盾構(gòu)機滾刀組件，其特征在于:所述的內(nèi)圈(0101)和外圈(0102)的配合面為錐面，錐面傾角為15°?20。;內(nèi)圈(0101)和外圈(0102 )的間隙為內(nèi)圈(0101)外徑的0.2%?0.5%ο7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種免維護固體潤滑盾構(gòu)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(fù)合固體潤滑柱。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種免維護固體潤滑盾構(gòu)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(gòu)機技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種免維護固體潤滑盾構(gòu)機滾刀組件，其特征在于：它是由復(fù)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(fù)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(fù)合固體潤滑滑動軸承外側(cè)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(xiàn)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?zhí)枴緾N201520357749
【發(fā)明人】張軍
【申請人】山東鑫茂奧奈特復(fù)合固體潤滑工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年5月29日