[发明专利]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

说明书

本发明涉及盾构滚刀技术领域，尤其涉及一种滚刀内压式储油补偿压力平衡系统，包括堵头、对顶波形弹簧、活塞、活塞橡胶密封圈、主轴油仓油孔以及下压盖油槽；在滚刀主轴的底部开有一个所述主轴油仓油孔，所述活塞、对顶波形弹簧以及堵头依次安装在所述主轴油仓油孔内，主轴油仓油孔的上部与油脂通道连通，所述油脂通道与所述下压盖油槽连通；主轴油仓油孔、油脂通道以及下压盖油槽充满润滑油脂。本发明能大幅提高滚刀工作安全性，大幅提高滚刀使用寿命。让盾构滚刀能适应高转速大推力长时间连续工作。

技术领域

本发明涉及盾构滚刀技术领域，尤其涉及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。

背景技术

滚刀是盾构破岩掘进的关键部件，广泛应用于地铁建设、隧道工程以及修建引水涵洞等。

滚刀破岩机理：刀盘在盾构机强大的推力作用下，滚刀压入岩层，滚刀绕刀盘中心轴公转，同时滚刀还绕各自的刀轴自转，使滚刀在岩层上连续滚压，刀盘施加给刀圈推力和滚动力转矩，推力使刀圈压入岩体，滚动力使刀圈滚压岩体，通过滚刀对岩体的挤压和剪切使岩体发生破碎，在岩石上形成同心圆，当推力超过岩石的强度时，滚刀下的岩石直接挤压破碎，滚刀贯入岩石，掌子面被滚刀挤压碎裂而形成隧道同心圆沟槽，随着沟槽深度增加，岩体表面裂纹加深扩大，当超过岩石剪切和拉伸强度时，相邻同心圆沟槽间的岩石成片剥落，形成石渣，石渣掉落洞底滚入传输机，传输机把石渣运送出工作面。

我们从滚刀破岩机理来分析：盾构机输出的几百吨乃至几千吨的压力最终要由全盘滚刀内轴承系统来共同承受，每把滚刀的轴承系统平均需要承受几十吨的压力。为了保持轴承的正常工作，不但需要抗高极压、高运劲粘度、高滴点的润滑油脂来充分润滑滚动轴承，更需要高安全性、高寿命、耐高温的轴承密封系统来防止轴承润滑油脂的泄漏以及异入的入侵。

对盾构滚刀失效的分析表明，轴承损坏导致滚刀偏磨或崩刃是滚刀失效的主要形式，而轴承提前失效的绝大多数原因是因为轴承系统和金属端面浮动密封系统失效。不管是是轴承系统先出现问题，还是金属端面浮动密封先出现问题，都会在极短时间内造成整套滚刀失效报废。因此轴承系统和金属端面浮动密封系统是关系滚刀能否正常工作的核心，而能否正常长时间工作必须保证轴承系统和金属端面浮动密封系统工作摩擦面上有足够充分的油脂来润滑。轴承系统和金属端面浮动密封系统有良好的油脂润滑，滚刀的安全性才能得于保证，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。最终才能给工程业主和施工方创造经济效益，为我国经济发展做贡献。