[发明专利]一种内外侧刃角不对称过渡盘形滚刀刀圈

说明书

技术领域

本发明属于盘形滚刀设备，特别涉及一种在全断面隧道掘进机(全断面岩石掘进机及盾构)刀盘上过渡区安装的内外侧刃角不对称过渡盘形滚刀刀圈。

背景技术

全断面隧道掘进机刀盘上一般安装有中心滚刀、正滚刀、过渡滚刀和边刀等，目前全断面隧道掘进机刀盘上的过渡滚刀刃侧面的几何形状为关于其刀刃所在平面对称，这种刀具在使用中磨损较快、消耗量也较大，需要经常更换，提高了施工成本。如何减少过渡滚刀在施工中的磨损，提高过渡滚刀的寿命是目前研究的一项重要的课题。

发明内容

本发明针对内外侧刃角对称过渡盘形滚刀刀圈磨损快、寿命短的缺点，提供了一种内外侧刃角不对称过渡盘形滚刀刀圈，其刀圈刃两侧面关于其刀刃所在平面不对称，内侧刃角比外侧刃角小2Θ角度，其特征在于，所述Θ=arctansinΦcosαcosΦsinθ-sinΦsinαcosθ,]]>其中，α为过渡盘形滚刀安装角，θ为三分之一贯入度时的接岩角，Φ为点A与过渡盘形滚刀轨迹圆圆心的连线与通过过渡盘形滚刀最大切深点的轨迹圆半径的夹角。

所述θ=arcsin2h3rcosα,]]>Φ=arcsin2rh/(3cosα)Ri2-2Rihtan(α/3)+2rh/(3cosα),]]>其中，h为贯入度，r为过渡盘形滚刀刀圈的半径，R_i为过渡盘形滚刀刀圈的轨迹圆半径。

所述Θ有两个或两个以上取值时，根据不同的Θ值制备不同规格的过渡盘形滚刀刀圈；或者对所有的Θ值求平均值，制备同一规格的过渡盘形滚刀刀圈，以方便制作和安装。

本发明的有益效果为：内外侧刃角不对称设计不仅减小了过渡盘形滚刀刀圈的侧滑量，也增大了过渡盘形滚刀刀圈破岩自由面积，可有效降低过渡盘形滚刀刀圈破岩时的消耗量，提高了过渡盘形滚刀刀圈的寿命，还可有效降低过渡盘形滚刀刀圈破岩时的能量消耗，初步估算可降低过渡盘形滚刀刀圈的消耗量20～30％左右，刀圈寿命提高近一倍，有效缩短了工程工期，明显降低了工程造价。

附图说明