本申请公开了一种刀具装置、掘进机械以及换刀方法。刀具装置包括套筒、转套和刀具组件，套筒具有内腔，转套设置在套筒的内腔内且相对于套筒绕沿第一方向延伸的第一转轴可转动地设置，且转套包括沿第二方向贯通的通道；刀具组件包括刀座和设置在刀座内的刀具，刀具相对于刀座绕沿第三方向延伸的第二转轴可转动地设置，第一方向、第二方向和第三方向相互垂直，刀座的外壁与通道的内壁密封配合且刀座在通道内沿第二方向可移动地设置。本申请的刀具装置通过刀座外壁与通道的内壁的密封配合来保证密封性，与现有技术中的闸门密封相比，节省了闸门空间，进而可以实现更小刀距的布置，充分利用刀盘空间。分利用刀盘空间。分利用刀盘空间。
【技术实现步骤摘要】
刀具装置、掘进机械以及换刀方法
[0001]本申请涉及隧道掘进
，特别涉及一种刀具装置、掘进机械以及换刀方法。
技术介绍
[0002]随着国内交通基础设施建设的飞速发展，盾构施工以其安全、快速以及高效的特点，在城市地铁、越江穿河隧道、输油地下管道等地下工程建设中的应用越来越多。在越江穿河工程中，由于隧道埋深较大，地层透水性较强，水压较高，一般会选用泥水盾构。由于江底、河底和海底多为冲洪积形成的砂卵石地层和软硬不均的互层，作为盾构机上承担掘进功能的刀具磨损会很快，在施工工程中需要经常检查、维修保养并对刀具进行更换。
[0003]现有的传统常压换刀的掘进机都是靠刀闸阀来阻挡掌子面的压力，实现常压换刀。但是阀门密封易受到涌入的泥浆腐蚀，密封受到破坏导致闸门关不严，进而导致更大量的泥浆涌入。因此如何实现常压换刀过程中的密封是亟待需要解决的问题。
[0004]在此需要说明的是，该
技术介绍
部分的陈述仅提供与本申请有关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
技术实现思路
[0005]本申请提供一种刀具装置、掘进机械以及换刀方法，以改善常压换刀过程中的密封问题。
[0006]本申请第一方面提供一种刀具装置，包括套筒、转套和刀具组件，套筒具有内腔，转套设置在套筒的内腔内且相对于套筒绕沿第一方向延伸的第一转轴可转动地设置，且转套包括沿第二方向贯通的通道；刀具组件包括刀座和设置在刀座内的刀具，刀具相对于刀座绕沿第三方向延伸的第二转轴可转动地设置，第一方向、第二方向和第三方向相互垂直，刀座的外壁与通道的内壁密封配合且刀座在通道内沿第二方向可移动地设置。
[0007]在一些实施例中，刀具组件具有工作位置和换刀位置，在工作位置，刀具的边缘超出套筒的第一端的端面；当需要换刀时，刀座在通道内朝套筒的第二端移动以到达换刀位置，在换刀位置，刀座在转套的带动下转动。
[0008]在一些实施例中，在换刀位置，第一转轴到刀具的边缘的距离小于第一转轴到套筒的内壁的距离。
[0009]在一些实施例中，刀座的外壁包括与通道的内壁密封配合的配合面，通道的内壁包括第一柱面，配合面包括第二柱面，第一柱面和第二柱面贴合设置并密封配合。
[0010]在一些实施例中，配合面上设置有密封槽，刀具组件还包括设置在密封槽内的第一密封结构。
[0011]在一些实施例中，套筒包括套筒本体以及设置在套筒本体第一端的第一法兰，第一法兰的内壁与通道的内壁平齐。
[0012]在一些实施例中，转套的端面与第一法兰之间具有间隙，刀具装置还包括设置在转套和第一法兰之间第二密封结构，第二密封结构密封间隙以使得转套与套筒之间形成密
封腔。
[0013]在一些实施例中，第二密封结构包括密封环本体和从密封环本体朝径向内侧凸出的环形凸条，密封环本体的轴线沿第一方向延伸，环形凸条设置在间隙内。
[0014]在一些实施例中，转套的外壁包括球面，密封环本体的靠近转套的一侧与球面形状适配。
[0015]在一些实施例中，套筒本体上设置有用于向密封腔注入油脂的注油孔。
[0016]在一些实施例中，刀具装置还包括连接在刀座第二端的挡板，挡板带动刀具组件沿第二方向移动。
[0017]在一些实施例中，套筒包括套筒本体以及设置在套筒本体第二端的第二法兰，挡板可拆卸地连接在第二法兰上。
[0018]在一些实施例中，第二法兰具有气孔和泄油孔，泄油孔的高度小于气孔的高度。
[0019]在一些实施例中，刀具装置还包括机械密封件，机械密封件被配置为当刀具组件处于换刀位置时连接在套筒的第二端。
[0020]在一些实施例中，刀座的外壁包括与通道的内壁密封配合的配合面以及连接在配合面第二端的球面。
[0021]本申请第二方面提供一种掘进机械，包括刀盘和上述刀具装置，刀具装置设置在刀盘上。
[0022]本申请第三方面提供一种基于上述刀具装置的换刀方法，包括如下步骤：
[0023]控制刀座在通道内朝套筒的第二端移动而使得刀具组件从工作位置进入换刀位置；以及
[0024]控制转套转动以带动刀座转动。
[0025]在一些实施例中，换刀方法还包括在控制刀具组件移动前，向转套与套筒之间的密封腔注入油脂。
[0026]在一些实施例中，在控制刀座在通道内朝套筒的第二端移动而使得刀具组件从工作位置进入换刀位置之后，并在控制转套转动之前，换刀方法还包括在套筒的第二端安装机械密封件。
[0027]在一些实施例中，在转套带动刀具组件转动以使得刀具转动至朝向第二端的位置时，将机械密封件与套筒形成的密封腔的油脂排出，拆卸机械密封件并进行换刀。
[0028]基于本申请提供的各方面，刀具装置包括套筒、转套和刀具组件，套筒具有内腔，转套设置在套筒的内腔内且相对于套筒绕沿第一方向延伸的第一转轴可转动地设置，且转套包括沿第二方向贯通的通道；刀具组件包括刀座和设置在刀座内的刀具，刀具相对于刀座绕沿第三方向延伸的第二转轴可转动地设置，第一方向、第二方向和第三方向相互垂直，刀座的外壁与通道的内壁密封配合且刀座在通道内沿第二方向可移动地设置。本申请的刀具装置通过刀座外壁与通道的内壁的密封配合来保证密封性，与现有技术中的闸门密封相比，节省了闸门空间，进而可以实现更小刀距的布置，充分利用刀盘空间。而且本申请实施例的刀具装置通过旋转式的转套带动刀座转动即可实现常压换刀，操作步骤简单，提高了换刀效率。
[0029]通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0030]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0031]图1为本申请实施例的刀具装置的立体结构示意图。
[0032]图2为图1所示刀具装置的另一个角度的立体结构示意图。
[0033]图3为图1所示刀具装置的侧视结构示意图。
[0034]图4为图1所示刀具装置的主视结构示意图。
[0035]图5为图4中A
‑
A方向的剖视结构示意图。
[0036]图6为本申请实施例的刀座的立体结构示意图。
[0037]图7为本申请实施例的刀座的另一个角度的立体结构示意图。
[0038]图8为本申请实施例的套筒本体的立体结构示意图。
[0039]图9为本申请实施例的第一法兰的立体结构示意图。
[0040]图10为本申请实施例的第二法兰的立体结构示意图。
[0041]图11为本申请实施例的第二法兰的另一个角度的立体结构示意图。
[0042]图12为本申请实施例的转套的立体结构示意图。
[0043]图13为本申请实施例的第二密封结构的立体结构示意图。
[0044]图14为本申请实施例的刀具组件处于工作位置时的结构示意图。
[0045]图15为本申请实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种刀具装置，其特征在于，包括：套筒(2)，具有内腔；转套(3)，设置在所述套筒(2)的内腔内且相对于所述套筒(2)绕沿第一方向(Z)延伸的第一转轴可转动地设置，且所述转套(3)包括沿第二方向(X)贯通的通道；和刀具组件(1)，包括刀座(11)和设置在所述刀座(11)内的刀具(12)，所述刀具(12)相对于所述刀座(11)绕沿第三方向(Y)延伸的第二转轴可转动地设置，所述第一方向(Z)、所述第二方向(X)和所述第三方向(Y)相互垂直，所述刀座(11)的外壁与所述通道的内壁密封配合且所述刀座(11)在所述通道内沿所述第二方向(X)可移动地设置。2.根据权利要求1所述的刀具装置，其特征在于，所述刀具组件(1)具有工作位置和换刀位置，在工作位置，所述刀具(12)的边缘超出所述套筒(2)的第一端的端面；当需要换刀时，所述刀座(11)在所述通道内朝所述套筒(2)的第二端移动以到达换刀位置，在所述换刀位置，所述刀座(11)在所述转套(3)的带动下转动。3.根据权利要求2所述的刀具装置，其特征在于，在所述换刀位置，所述第一转轴到所述刀具(12)的边缘的距离小于所述第一转轴到所述套筒(2)的内壁的距离。4.根据权利要求1所述的刀具装置，其特征在于，所述刀座(11)的外壁包括与所述通道的内壁密封配合的配合面(112)，所述通道的内壁包括第一柱面，所述配合面包括第二柱面，所述第一柱面和所述第二柱面贴合设置并密封配合。5.根据权利要求4所述的刀具装置，其特征在于，所述配合面(112)上设置有密封槽(113)，所述刀具组件(1)还包括设置在所述密封槽(113)内的第一密封结构(13)。6.根据权利要求1所述的刀具装置，其特征在于，所述套筒(2)包括套筒本体(21)以及设置在所述套筒本体(21)第一端的第一法兰(22)，所述第一法兰(22)的内壁与所述通道的内壁平齐。7.根据权利要求6所述的刀具装置，其特征在于，所述转套(3)的端面与所述第一法兰(22)之间具有间隙，所述刀具装置还包括设置在所述转套(3)和所述第一法兰(22)之间第二密封结构(5)，所述第二密封结构(5)密封所述间隙以使得所述转套(3)与所述套筒(2)之间形成密封腔。8.根据权利要求7所述的刀具装置，其特征在于，所述第二密封结构(5)包括密封环本体和从所述密封环本体朝径向内侧凸出的环形凸条，所述密封环本体的轴线沿所述第一方向(X)延伸，所述环形凸条设置在所述间隙内。9.根据权利要求7所述的刀具装置，其特征在于，所述转套(3)的外壁包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜礼杰，杨航，钱豪，吴乾坤，王一新，李正道，彭飞虎，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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