[发明专利]盾构刀盘及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种盾构刀盘及其制造方法，尤其涉及一种大直径泥水平衡盾构刀盘及其制造方法。

背景技术

盾构机是用来挖掘隧道的，所以盾构机的刀盘必须切削淤泥或岩石，如果挖掘江底或海底隧道，则还要穿过岩层，因此盾构机刀盘的设计要求很高，而且制造难度大。

盾构机需要在水下穿过岩层，在水下有换刀的可能，换刀对刀盘有密封性要求。同时由于深层作业，水土情况复杂，要求刀盘在施工时必须能抵抗一定的水压强度。此外，由于开挖隧道直径大，刀盘结构复杂，与传统的小直径泥水平衡盾构机大有不同。

对于直径较大的盾构刀盘，其结构通常较为复杂而且大量使用厚钢板制作，极易导致焊接变形，而且难以进行热处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种盾构刀盘及其制造方法，有利于简化制造过程，提高制造精度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种盾构刀盘，包括：

中心环；

环绕所述中心环的多个盾片，所述盾片与中心环之间采用配对的法兰连接，并且法兰与法兰之间采用焊接连接。

根据本发明的一个实施例，所述盾片上设置有圆孔，所述圆孔的直径与预设腰孔的圆弧部分的直径相等，所述圆孔内固定有2个弓形月牙板，所述2个弓形月牙板的圆弧与所述圆孔的侧壁贴合，所述2个弓形月牙板的弦与所述预设腰孔的直线部分齐平。

根据本发明的一个实施例，所述盾构刀盘与旋转驱动机构连接处具有多个刀盘驱动连接法兰平面，所述多个刀盘驱动连接法兰平面分布在所述多个盾片上。

根据本发明的一个实施例，所述多个盾片上安装有多种刀具。

本发明还提供了一种盾构刀盘的制造方法，包括：

将中心环以及环绕所述中心环的多个盾片进行整体烧焊，所述中心环、多个盾片的连接处采用工艺板连接固定；

将所述中心环、多个盾片的连接处拆开，对所述中心环、多个盾片进行热处理；

将所述中心环、多个盾片整体拼装并烧焊所述盾片与中心环之间的法兰。

根据本发明的一个实施例，在对所述中心环、多个盾片进行热处理之后、整体拼装之前，所述制造方法还包括：将所述多个盾片依次翻身为垂直状态进行机加工，加工出刀盘驱动连接法兰平面。

根据本发明的一个实施例，所述制造方法还包括：

在所述盾片上加工圆孔，所述圆孔的直径与预设的腰孔圆弧部分的直径相等；

在所述圆孔中固定2个弓形月牙板，所述2个弓形月牙板的圆弧与所述圆孔的侧壁贴合，所述2个弓形月牙板的弦与所述预设腰孔的直线部分齐平。

根据本发明的一个实施例，采用加热炉对所述中心环、多个盾片分别进行热处理，所述加热炉包括：

底面，铺设有保温棉和位于所述保温棉上的耐火砖；

四个侧面，包括钢管和/或槽钢搭建的框架，所述框架内侧安装有钢板，所述钢板内侧安装有保温棉，所述保温棉内侧均匀设置有加热板；

炉顶，与所述四个侧面之间为可拆卸式连接；

其中，所述中心环和多个盾片分别从所述炉顶吊入、吊出。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明实施例的盾片刀盘采用整体烧焊、分段热处理的方式，使得制作工艺更加简单，有利于提高制作精度。

此外，本发明实施例中刀具安装的腰孔采用圆孔结合弓形的月牙板来实现，圆孔加工简单，克服了腰孔加工繁琐、难度大、速度慢的问题。

附图说明

图1是本发明实施例的盾构刀盘的结构示意图；

图2是本发明实施例的盾构刀盘制造方法中采用的加热炉的侧视图；

图3是图2沿A-A方向的剖视图；

图4是图2沿B-B方向的剖视图；

图5是图2沿D-D方向的剖视图；

图6是本发明实施例的盾构刀盘的结构示意图；

图7是本发明实施例的盾构刀盘中腰孔形成过程示意图；

图8至图13是本发明实施例的盾构刀盘的制造方法中各步骤对应的刀盘结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

参考图1，本实施例的盾构刀盘包括中心环11以及环绕该中心环11的多个盾片12，其中盾片12与中心环11之间可以采用配对的法兰连接，刀盘安装结束后法兰与法兰之间再采用焊接连接。作为一个优选的实施例，盾片12的数量可以是4个。