[发明专利]一种外充油式盾构滚刀

说明书

本发明公开一种外充油式盾构滚刀。该外充油式盾构滚刀包括：刀毂，刀毂内设置有两个轴承，轴承内设置有中空刀轴，刀毂两端设置有端盖，中空刀轴的两端穿过端盖，刀毂的外部设置有刀圈；中空刀轴的一端设置有与中空刀轴内部连通的油脂补充通孔，油脂补充通孔设置有补充润滑系统；补充润滑系统包括设置在油脂补充通孔内的第一单向阀、油管接头以及油管；中空刀轴上设置有与两个轴承之间区域连通的润滑油腔连通孔，中空刀轴的内部设置有无线温度压力传感器，中空刀轴的两端设置有轴端油堵；端盖与刀毂之间设置有浮动密封系统；解决了盾构机在复合地层掘进过程中易发生密封失效，润滑油腔内进入泥砂损坏轴承，导致滚刀失效的问题。

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，具体涉及一种外充油式盾构滚刀。

背景技术

目前盾构法已成为隧道工程的主要施工方法之一。盾构法通过盾构机刀盘刀具切削岩土体，刀盘安装有切刀、刮刀、滚刀、先行刀等多种刀具，其中滚刀是盾构机在复杂地层中施工过程中必备刀具。滚刀主要有刀圈、刀毂、刀轴、轴承、浮动密封、端盖等部件组成。浮动密封是保证滚刀内部压力及轴承正常工作的一个关键部件，一旦浮动密封系统失效，轴承系统随即会出现问题，进而会在极短时间内造成整套滚刀失效报废。因此，必须保证浮动密封系统和轴承系统工作摩擦面上有足够充分的油脂来润滑，滚刀的安全性才能得到保证，滚刀使用寿命才能提高，盾构滚刀才能适应高转速大推力长时间连续工作。

专利201711402849.1公开一种滚刀内压式储油补偿压力平衡系统以及滚刀、滚刀装配方法，通过在滚刀主轴底部开设油仓储存润滑油脂及其外部弹簧，调节补偿润滑油脂，解决滚刀轴承系统和密封系统润滑油脂供应不足问题。专利201920538287.1公开一种适应高水压环境的盾构滚刀密封结构及滚刀，通过在刀毂内壁和端盖外壁的配合处增加旋转格莱圈使滚刀在泥水环境中国掘进时不会发生堵塞现象，减小密封失效风险。专利202010444561.6公开一种压力自适应盾构滚刀，通过在隔圈外侧设置环形弹性套，形成呼吸式压力补偿装置，使滚刀内部润滑油适应外界压力，达到压力自适应状态。专利202021283747.X公开一种新型盾构端盖无磨损滚刀，通过刀毂以半包围的形式对端盖进行保护，减少了端盖与土体的接触，简介保护滚刀密封等内部结构稳定，提高滚刀的寿命。专利201821016738.7公开一种滑动轴承式盾构机滚刀，通过对刀轴和刀毂与滑动轴承相配合的表面机械硬化处理，提高刀轴和刀毂的强度和硬度，增强滚刀刀轴、刀毂的抗冲击力。上述专利通过设置油脂存储仓、增加密封、弹性套等装置，虽然在一定程度上解决了润滑油脂压力变化，防止泥砂进入油脂腔，但一旦装置发生损坏，则无法长期保持润滑油的压力平衡，同时也未对滚刀使用过程中润滑状态、温度等进行监测，无法及时了解滚刀的使用情况。

掘进过程中，当土仓保压过高，滚刀浮动密封易失效进泥砂而损坏轴承，土仓和滚刀温度波动过大时，滚刀滑油腔高温向外溢油、低温易吸入泥砂导致密封失效而损坏轴承。当滚刀穿越岩层时，滚刀碾压岩层裂隙时所产生刀毂横向窜动而造成密封间隙式失效，导致润滑油腔内进入泥砂损坏轴承，且滚刀碾过软硬不均地层及突起基岩时产生的瞬间冲击力损害滚刀轴承和滚刀其他部件，导致滚刀失效。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提供一种外充油式盾构滚刀，以解决现有技术中盾构机在复合地层掘进过程中，易发生密封失效，润滑油腔内进入泥砂损坏轴承，导致滚刀失效的问题。

本发明提供一种外充油式盾构滚刀，所述外充油式盾构滚刀为外充油式单刃滚刀，所述外充油式单刃滚刀包括：刀毂，所述刀毂内设置有两个轴承，所述轴承内设置有中空刀轴，所述刀毂两端设置有端盖，所述中空刀轴的两端穿过所述端盖，所述刀毂的外部设置有刀圈；所述中空刀轴的一端设置有与中空刀轴内部连通的油脂补充通孔，所述油脂补充通孔设置有补充润滑系统；所述补充润滑系统包括设置在油脂补充通孔内的第一单向阀、与所述第一单向阀连接的油管接头以及与所述油管接头连接的油管；所述中空刀轴上设置有与两个轴承之间区域连通的润滑油腔连通孔，所述中空刀轴的内部设置有无线温度压力传感器，所述中空刀轴的两端设置有轴端油堵；所述端盖与刀毂(7)之间设置有浮动密封系统。