一种盘形滚刀用压力平衡装置的制作方法

1.本实用新型属于盾构设备技术领域，涉及滚刀，尤其涉及一种盘形滚刀用压力平衡装置。


背景技术：

2.盘形滚刀是一种破碎坚硬岩石的挖掘工具，安装于盾构、tbm、顶管等大型非开挖施工设备的头部，其作用是切割掌子面岩石并将岩石从掌子面上剥落下来。硬岩滚刀除了刀体、刀圈和刀轴外，还需要装配一套或多套浮动密封、轴承以及端部压盖等。
3.目前，大多数盘型滚刀的压力基本上都是靠轴承系统和浮动密封系统来承受的。由于滚刀工作压力大，浮动密封内外产生的压力很难达到平衡的状态，直接影响到浮动密封和滚动轴承的工作性能，进而影响到滚刀的掘进与开挖能力，而且对滚刀的寿命也有较大的影响。


技术实现要素：

4.本实用新型针对上述滚刀的在压力平衡方面所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、压力平衡能力较好且、有利于提高滚刀性能并有利于延长滚刀实际使用寿命的一种盘形滚刀用压力平衡装置。
5.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为，本实用新型提供的一种盘形滚刀用压力平衡装置，包括活塞套，所述活塞套的内部设置有活塞，所述活塞的侧面上轴向设置有两个密封环槽，所述两个密封环槽中分别设置有与活塞套内壁配合的单密封件和组合密封件，所述活塞套的一侧由近至远依次同轴设置有孔板、滤网、堵头和弹簧垫圈，所述堵头的中心设置有轴向通孔，所述堵头的侧面设置有用来与滚刀螺纹配合的外螺纹，所述滤网的滤孔孔径小于孔板的孔径。
6.作为优选，所述单密封件包括一个o型圈，所述组合密封件包括一个o型圈和围绕o型圈分布一周的聚四氟乙烯密封层。
7.作为优选，所述活塞套靠近堵头的一端设置有环形卡缘，所述环形卡缘远离堵头的一侧设置有滑套o型圈。
8.作为优选，所述活塞的两端分别设置有第一盲孔和第二盲孔，所述第一盲孔远离孔板且其孔径大于第二盲孔的孔径。
9.作为优选，所述弹簧垫圈包括环形垫板，所述环形垫板上设置有变径口，所述环形垫板的内圆弧为偏心圆弧。
10.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：
11.1、本实用新型提供的一种盘形滚刀用压力平衡装置，活塞套中的活塞可以根据装有本装置的滚刀压力情况进行自平衡活动，平衡内外的压力，并且能够减轻浮动密封的胶圈因抵抗工作环境压差的变化带来的位移量，从而保证了浮动密封钢圈在相对稳定的压力下工作，保障了滚刀的扭矩不会有大的变化，滚刀的使用寿命得以保证；同时，本装置可以
将工作外环境中的泥水有效阻挡在滚刀之外，有利于提高滚刀的工作性能。本装置设计合理、结构简单、压力平衡能力较好且有利于提高滚刀性能并有利于延长滚刀实际使用寿命，适合大规模推广。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为实施例提供的一种盘形滚刀用压力平衡装置的剖视图；
14.图2为实施例提供的一种盘形滚刀用压力平衡装置的工作图；
15.图3为实施例提供的弹簧垫圈的轴测图；
16.以上各图中，1、活塞套；2、滚刀；3、环形卡缘；4、活塞；41、第一盲孔；42、第二盲孔；5、单密封件；6、组合密封件；61、o型圈；62、聚四氟乙烯密封层；7、孔板；8、滤网；9、堵头；91、轴向通孔；10、弹簧垫圈；101、环形垫板；102、变径口；11、滑套o型圈。
具体实施方式
17.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
18.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
19.实施例，如图1、图2和图3所示，本实用新型提供的一种盘形滚刀用压力平衡装置，包括活塞套1，所述活塞套1的一端设置有油路，油路靠近活塞套1的一端设置有锥形槽，活塞套1、油路和锥形槽均设置在滚刀2内部，活塞套1的内部设置有活塞4，活塞4的侧面上轴向设置有两个密封环槽，两个密封环槽中分别设置有与活塞套1内壁配合的单密封件和组合密封件6，活塞套1的一侧由近至远依次同轴设置有孔板7、滤网8、堵头9和弹簧垫圈10，堵头9的中心设置有轴向通孔91，堵头9的侧面设置有用来与滚刀2螺纹配合的外螺纹，滤网8的滤孔孔径小于孔板7的孔径。其中，轴向通孔91可以采用多棱孔，方便用多棱扳手对堵头9进行旋紧；活塞套1的内壁是经过光滑处理的，为活塞4提供合理的配合面，有利于提高活塞4的活动灵活性；锥形槽的设计可以避免活塞4端面与滚刀2内孔的接触磨损和压损，并且有利于保证油压变化的均匀性；单密封件和组合密封件6不仅可以保证活塞4在活塞套1中的灵活性，而且能够提高本装置安装环境的相对密封性，连同滤网8和孔板7一起将滚刀2外部环境中的泥水阻挡在外。弹簧垫圈10可以卡接在滚刀2的端部，对本装置在滚刀2中的轴向位置起到限定的作用；油路中的液压介质或气体介质以及滚刀2的工作压力为活塞4提供动力源。
20.本装置与滚刀2装配在正常装配完成后，内外压力相当，滚刀2安装到刀盘进入工
作状态，当工作环境液体压强增加时，刀体内部压力相对小，压力差，环境液体首先推动阻力较小的活塞4向腔内移动，内部空间被压缩，压强增加，当内外压力差接近零的时候活塞4停止移动。实现滚刀2内压力和环境压力的基本平衡。含有泥沙的液体和滚刀2内的润滑油和空气被浮动密封圈和活塞4o型圈分隔，保证了滚刀2的正常工作。当工作达到一定时间，滚刀2工作所产生的热量导致内部液体和空气膨胀压强变大，压差推动活塞4向外移动，平衡了内外的压力，活塞4的移动大大减轻了浮动密封的胶圈因抵抗工作环境压差的变化带来的位移量，从而保证了浮动密封钢圈在相对稳定的压力下工作，保障了滚刀2的扭矩不会有大的变化，滚刀2的使用寿命得以保证。当滚刀2停止工作，滚刀2内部的工作热能传递给外界环境，滚刀2内部温度降低压力下降。
21.为了提高活塞4的自平衡性能，本实用新型提供的单密封件5包括一个o型圈，组合密封件6包括一个o型圈和围绕o型圈61分布一周的聚四氟乙烯密封层62。其中聚四氟乙烯和丁晴橡胶o型橡胶圈组合，聚四氟乙烯的抗高、低温的能力比较强，耐磨性能良好，对不锈钢活塞套1表面摩擦系数低，可以有效降低腔体内外的压差；同时，o型圈具有一定的弹性，不仅可以提高活塞4的自平衡性能，还能保证活塞4与活塞套的配合密封性。
22.为了提高活塞套1在滚刀2内设开腔中的稳定性，本实用新型在活塞套1靠近堵头9的一端设置有环形卡缘3，同时，所述环形卡缘3远离堵头9的一侧设置有具有压力缓冲与密封保护功能的滑套o型圈11。
23.为了提高本装置的压力平衡能力，本实用新型在活塞4的两端分别设置有第一盲孔41和第二盲孔42，第一盲孔41远离孔板7且其孔径大于第二盲孔42的孔径。其中，第一盲孔41可容纳滚刀2内部的部分液体介质或气体介质，便于集中活塞4的压力，为其平衡灵敏度提供更好的保障。进一步地，第二盲孔42可供人工主动调节活塞位置而使用。
24.为了提高弹簧垫圈10的卡接性能，本实用新型提供的弹簧垫圈10包括环形垫板101，环形垫板101上设置有变径口102，环形垫板101的内圆弧为偏心圆弧。变径口102的大小根据弹簧垫圈10所受压力自动调整，而且能够在装入与拆出时被动做出必要变化。环形垫板101的内外弧设计不仅有利于提高弹簧垫圈10的结构强度，实际使用寿命较长，同时也能在一定程度上起到阻挡工作环境泥水的作用。
25.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种盘形滚刀用压力平衡装置，其特征在于，包括活塞套，所述活塞套的内部设置有活塞，所述活塞的侧面上轴向设置有两个密封环槽，所述两个密封环槽中分别设置有与活塞套内壁配合的单密封件和组合密封件，所述活塞套的一侧由近至远依次同轴设置有孔板、滤网、堵头和弹簧垫圈，所述堵头的中心设置有轴向通孔，所述堵头的侧面设置有用来与滚刀螺纹配合的外螺纹，所述滤网的滤孔孔径小于孔板的孔径。2.根据权利要求1所述的一种盘形滚刀用压力平衡装置，其特征在于，所述单密封件包括一个o型圈，所述组合密封件包括一个o型圈和围绕o型圈分布一周的聚四氟乙烯密封层。3.根据权利要求2所述的一种盘形滚刀用压力平衡装置，其特征在于，所述活塞套靠近堵头的一端设置有环形卡缘，所述环形卡缘远离堵头的一侧设置有滑套o型圈。4.根据权利要求3所述的一种盘形滚刀用压力平衡装置，其特征在于，所述活塞的两端分别设置有第一盲孔和第二盲孔，所述第一盲孔远离孔板且其孔径大于第二盲孔的孔径。5.根据权利要求1所述的一种盘形滚刀用压力平衡装置，其特征在于，所述弹簧垫圈包括环形垫板，所述环形垫板上设置有变径口，所述环形垫板的内圆弧为偏心圆弧。

技术总结
本实用新型属于盾构设备技术领域，提出一种盘形滚刀用压力平衡装置，包括活塞套，所述活塞套的内部设置有活塞，所述活塞的侧面上轴向设置有两个密封环槽，所述两个密封环槽中分别设置有与活塞套内壁配合的单密封件和组合密封件，所述活塞套的一侧由近至远依次同轴设置有孔板、滤网、堵头和弹簧垫圈，所述堵头的中心设置有轴向通孔，所述堵头的侧面设置有用来与滚刀螺纹配合的外螺纹，所述滤网的滤孔孔径小于孔板的孔径。本装置设计合理、结构简单、压力平衡能力较好且有利于提高滚刀性能并有利于延长滚刀实际使用寿命，适合大规模推广。适合大规模推广。适合大规模推广。


技术研发人员：谢焕波 邵腾 黄文国 杨忠保 肖玉强 庞子胜 钱家震 周真强
受保护的技术使用者：山东瑞钻工程装备有限公司
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2022/5/25