[發明專利]外循環式適應性調整結構、刀盤及滾刀適應性調整方法

在審

• 申請號: 201910266479.6
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN110017146A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 尚勇;王笠;李英發;李勝永;蘆海俊;郭浩
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團隧道設備制造有限公司
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087;E21D9/093
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 余炎鋒

本發明屬于地下工程的盾構刀具技術領域。一種外循環式適應性調整結構，用于滾刀的壓力和溫度的適應性調整，包括設置在所述滾刀上并與滾刀內腔連通的第一油道和第二油道、以及泵送單元，其實現油液在所述第一油道、滾刀內腔和第二油道的循環流動。還公開了一種刀盤和一種滾刀適應性調整方法。本申請采用外接油路方式對滾刀進行潤滑，其潤滑油處于流動狀態，能夠保障油液的潤滑效果；此外通過對供油的溫度或壓力不同來適應各種不同地層和環境，避免滾刀提前失效，提高滾刀的使用壽命；通過壓力傳感器和溫度傳感器反饋控制油路，能夠實時監控調整；且無需更換刀體材料實現滾刀對極端條件的適應。

技術領域

本發明屬于地下工程的盾構刀具技術領域，具體涉及一種外循環式適應性調整結構、刀盤及滾刀適應性調整方法。

背景技術

隨著地下空間開發的興起，越來越多的地下工程開始建設。相比傳統的礦山法，用盾構法的機械進行隧洞施工具有自動化程度高、節省人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響等特點。目前盾構機和TBM破巖基本采用滾刀擠壓方式破巖，由于滾刀與巖石直接接觸，因此巖土的性質會很大程度上影響到滾刀的壽命。例如在高海拔低溫地帶巖土溫度低，滾刀會發生冷脆現象而容易提前失效；或者隨著轉速提高，滾刀產生熱量較大也容易導致滾刀內部密封提前失效，使滾刀報廢，穿江過海隧道項目對高水壓滾刀的要求也迫在眉睫，滾刀內外壓力不平衡導致刀具啟動扭矩突變，容易發生偏磨等情況。

發明內容

本發明的目的是針對上述存在的問題和不足，提供一種外循環式適應性調整結構、刀盤及滾刀適應性調整方法，其提高了對高壓、高低溫等極端條件下的工況的適應能力；相比根據地層進行滾刀材料改變，更加經濟，實用性更高；同時滾刀使用壽命增長，不易提前失效。

為達到上述目的，所采取的技術方案是：

一種外循環式適應性調整結構，用于滾刀的壓力和溫度的適應性調整，包括：設置在所述滾刀上并與滾刀內腔連通的第一油道和第二油道；以及泵送單元，其實現油液在所述第一油道、滾刀內腔和第二油道的循環流動。

根據本發明外循環式適應性調整結構，優選地，所述泵送單元包括：油箱；油泵，其通過第一外接油路連接設置在所述油箱與第一油道之間；以及設置在第二油道與油箱之間的第二外接油路。

根據本發明外循環式適應性調整結構，優選地，所述第二外接油路上設置有壓力控制閥。

根據本發明外循環式適應性調整結構，優選地，所述泵送單元還包括溫控單元；所述溫控單元設置在所述油箱內或第一外接油路上，所述溫控單元用于調節進入所述滾刀內腔內的油液溫度。

根據本發明外循環式適應性調整結構，優選地，所述第一外接油路和所述第二外接油路上均設置有回轉接頭。

根據本發明外循環式適應性調整結構，優選地，還包括控制系統，所述控制系統包括：溫度傳感器，用于檢測滾刀的溫度；壓力傳感器，用于檢測滾刀承載的地層作用力；以及控制器，所述控制器接收所述溫度傳感器和所述壓力傳感器的檢測信號，并控制所述泵送單元動作。

根據本發明外循環式適應性調整結構，優選地，所述第一油道和所述第二油道分別開設在所述滾刀的刀軸兩端，所述滾刀的軸承端蓋上設置分別于第一油道和第二油道對應的第一油孔和第二油孔，油液經第一油道、第一油孔進入滾刀內腔，并由第二油孔、第二油道流出滾刀內腔。

一種刀盤，包括：刀盤本體；布設在所述刀盤本體上的滾刀；以及如上述的外循環式適應性調整結構。

根據本發明刀盤，優選地，所述滾刀均串聯設置，并與所述泵送單元連接；或所述滾刀均并聯設置，并與所述泵送單元連接；或至少一部分所述滾刀串聯設置，串聯的所述滾刀與另一部分滾刀并聯，并與所述泵送單元連接。

一種滾刀適應性調整方法，利用上述的外循環式適應性調整結構，包括以下步驟：