專利名稱：一種用于盾構(gòu)機(jī)滾刀刀圈淬火的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種刀圈淬火的裝置，尤其涉及一種用于盾構(gòu)機(jī)滾刀刀圈淬火的
直O(jiān)
背景技術(shù)：
盾構(gòu)機(jī)是近年來在地下工程與隧道掘進(jìn)中廣泛應(yīng)用的一種施工機(jī)械，滾刀是盾構(gòu)機(jī)刀盤上一種用于掘進(jìn)的常用刀具之一，主要由刀圈組成。滾刀在工作時(shí)，主要依靠滾刀旋轉(zhuǎn)推進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的沖擊力和擠壓力破巖。由于山體巖石的高強(qiáng)度和高硬度，使?jié)L刀刀圈在破巖過程中不僅承受很大的徑向作用力，而且還要經(jīng)受巖石中硬礦物相的劇烈磨損，使刀圈外表面磨損嚴(yán)重并經(jīng)常發(fā)生斷裂。為了延長滾刀刀圈的使用壽命，降低施工成本，應(yīng)使刀圈外表面有較高的硬度和耐磨性，而內(nèi)表面應(yīng)具有一定的韌性。目前普遍采用的刀圈淬火方法是粗加工后將刀圈直接放入熱處理爐進(jìn)行加熱和保溫，隨后進(jìn)行快速冷卻。但這一方法獲得的淬火態(tài)的刀圈內(nèi)外表面組織和性能一致，再經(jīng)過回火處理后也是如此，顯然無法滿足上述提高刀圈使用壽命的要求。目前國內(nèi)有人發(fā)明了一種用于各類型鋼軋機(jī)軋制型鋼用復(fù)合輥環(huán)的制造方法， 其中提出了一種復(fù)合輥環(huán)的淬火裝置，利用該裝置可獲得內(nèi)外層組織和性能完全不同的復(fù)合輥環(huán)。但是，由于現(xiàn)有技術(shù)中只采用了一個(gè)螺栓固定上下兩塊保溫材料板，難以使保溫材料板的外緣與輥環(huán)接觸緊密，輥環(huán)淬火冷卻時(shí)，使保溫材料板的保溫效果降低；其次，螺栓用耐熱鋼制造而成，由于鋼的導(dǎo)熱性好，當(dāng)輥環(huán)淬火冷卻時(shí)，輥環(huán)內(nèi)層的熱量易于沿螺栓向外傳遞，增大了輥環(huán)內(nèi)層的冷卻速度；再次，保溫材料板上的螺栓孔無任何密封措施，這些方面都大大降低了該裝置的保溫性能，使輥環(huán)內(nèi)層冷卻速度升高，降低了預(yù)期的效果。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供了一種用于盾構(gòu)機(jī)滾刀刀圈淬火的裝置，淬火前用該裝置固定刀圈，淬火后可獲得內(nèi)外表面組織和硬度完全不同的淬火態(tài)刀圈，再經(jīng)回火和精加工之后，便可獲得具有較高使用壽命的刀圈零件。本實(shí)用新型是這樣來實(shí)現(xiàn)的，它包括刀圈、隔熱石棉板、陶瓷螺栓、耐高溫密封圈， 其特征是刀圈的內(nèi)沿上下端分別連有隔熱石棉板，上下兩塊隔熱石棉板之間通過若干根陶瓷螺栓和墊片、螺母配合固定連接，隔熱石棉板和螺栓的連接處設(shè)有耐高溫密封圈。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是由于隔熱石棉板的保溫作用、耐熱密封圈良好的密封作用和陶瓷螺栓的絕熱作用，保證刀圈在淬火冷卻時(shí)大大減少了刀圈內(nèi)部的熱量向外部擴(kuò)散，使刀圈內(nèi)部的冷卻速度比外部慢，獲得內(nèi)外部組織和硬度完全不同的淬火態(tài)刀圈。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，1、陶瓷螺栓2、螺母3、墊片4、耐高溫密封圈5、隔熱石棉板6、刀圈。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型刀圈淬火加熱時(shí)，刀圈6內(nèi)表面用隔熱石棉板5保護(hù)。隔熱石棉板5厚度小于10mm，刀圈6淬火冷卻時(shí)，隔熱石棉板5的保溫效果差，內(nèi)表面冷卻速度快，淬火后刀圈6內(nèi)表面有較多的高硬度的馬氏體組織，韌性較差。隔熱石棉板5厚度大于40mm，隔熱石棉板5體積過大，淬火時(shí)占用的爐膛體積多，降低了熱處理爐的工作效率。 隔熱石棉板5直徑小于296mm，刀圈6淬火冷卻時(shí)，淬火的氣體容易進(jìn)入刀圈6內(nèi)孔，使隔熱石棉板5的保溫效果變差，使刀圈6內(nèi)表面冷卻速度變快，淬火后刀圈內(nèi)表面含有較多的高硬度的馬氏體組織，韌性變差。隔熱石棉板5的直徑大于322mm，隔熱石棉板5體積過大， 淬火時(shí)占用的爐膛體積多，降低了熱處理爐的工作效率，且浪費(fèi)了材料。隔熱石棉板5厚度 IOmm 40_、直徑φ 296mm
322mm，既有良好的保溫效果，又避免了浪費(fèi)材料，且占用的爐膛體積適中，得到的淬火態(tài)的刀圈性能較好，為隨后經(jīng)回火和精加工獲得較長壽命的刀圈零件提高了保證。本實(shí)用新型刀圈淬火加熱時(shí)，固定隔熱石棉板5的陶瓷螺栓1直徑小于10 mm，強(qiáng)度不夠，容易發(fā)生斷裂，影響隔熱石棉板5的保溫效果。陶瓷螺栓1直徑大于50 mm，陶瓷螺栓1重量增加，增大了刀圈6淬火時(shí)搬運(yùn)的難度，同時(shí)增加了制造陶瓷螺栓1的成本。螺栓直徑IOmm 50 mm，既保證了足夠的連接強(qiáng)度，又減輕了重量，節(jié)約了成本。本實(shí)用新型刀圈6淬火加熱時(shí)，兩根陶瓷螺栓1中心線之間的距離小于75mm，隔熱石棉板5的外邊緣與刀圈6貼合的不緊密，刀圈6淬火冷卻時(shí)，淬火的氣體容易進(jìn)入刀圈6內(nèi)孔，使隔熱石棉板5的保溫效果變差，使刀圈6內(nèi)表面冷卻速度變快，淬火后刀圈內(nèi)表面含有較多的高硬度的馬氏體組織，韌性變差。兩根陶瓷螺栓1中心線之間的距離大于 115mm，位于兩根陶瓷螺栓中心連線左右兩側(cè)的隔熱石棉板與刀圈貼合的不緊密，刀圈淬火冷卻時(shí)，淬火的氣體容易進(jìn)入刀圈內(nèi)孔，使隔熱石棉板的保溫效果變差，使刀圈內(nèi)表面冷卻速度變快，淬火后刀圈內(nèi)表面含有較多的高硬度的馬氏體組織，韌性變差。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。實(shí)施例一刀圈經(jīng)過粗加工后進(jìn)行淬火處理，刀圈淬火時(shí)按附圖1所示的方法用隔熱石棉板 5保護(hù)刀圈6的內(nèi)表面。隔熱石棉板5的直徑為300 mm，厚度為20 mm。隔熱石棉板5由直
徑為# 16 mm的陶瓷螺栓1、墊片3和螺母2固定，兩根陶瓷螺栓中心線之間的距離為90mm，
且在隔熱石棉板5和墊片3之間放置耐高溫密封圈4。刀圈的淬火工藝是將隔熱石棉板5 和陶瓷螺栓1、墊片3、螺母2和耐高溫密封圈4隨刀圈6 —同放入熱處理爐內(nèi)進(jìn)行加熱和保溫，然后用氮?dú)饪焖倮鋮s。淬火后，刀圈6的外層獲得了硬度大于60HRC的馬氏體組織， 內(nèi)層獲得了硬度小于52HRC且具有一定韌性的下貝氏體組織。刀圈6再經(jīng)過回火處理和精加工之后便可獲得具有較高使用壽命的刀圈零件。實(shí)施例二刀圈經(jīng)過粗加工后進(jìn)行淬火處理，刀圈淬火時(shí)按附圖1所示的方法用隔熱石棉板 5保護(hù)刀圈6的內(nèi)表面。隔熱石棉板5的直徑為310 mm，厚度為30 mm。隔熱石棉板5由
直徑為妗20 mm的陶瓷螺栓1、墊片3和螺母2固定，兩根陶瓷螺栓中心線之間的距離為100mm,且在隔熱石棉板5和墊片3之間放置耐高溫密封圈4。刀圈的淬火工藝是將隔熱石棉板5和陶瓷螺栓1、墊片3、螺母2和耐高溫密封圈4隨刀圈6 —同放入熱處理爐內(nèi)進(jìn)行加熱和保溫，然后用氮?dú)饪焖倮鋮s。淬火后，刀圈6的外層獲得了硬度大于60HRC的馬氏體組織，內(nèi)層獲得了硬度小于50HRC且具有一定韌性的下貝氏體組織。刀圈6再經(jīng)過回火處理和精加工之后便可獲得具有較高使用壽命的刀圈零件。
權(quán)利要求1. 一種用于盾構(gòu)機(jī)滾刀刀圈淬火的裝置，它包括刀圈、隔熱石棉板、陶瓷螺栓、耐高溫密封圈，其特征是刀圈的內(nèi)沿上下端分別連有隔熱石棉板，上下兩塊隔熱石棉板之間通過若干根陶瓷螺栓和墊片、螺母配合固定連接，隔熱石棉板和螺栓的連接處設(shè)有耐高溫密封圈。
專利摘要一種用于盾構(gòu)機(jī)滾刀刀圈淬火的裝置，刀圈的內(nèi)沿上下端分別連有隔熱石棉板，上下兩塊隔熱石棉板之間通過陶瓷螺栓和墊片、螺母配合固定連接，隔熱石棉板和螺栓的連接處設(shè)有耐高溫密封圈。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是由于隔熱石棉板的保溫作用、耐高溫密封圈良好的密封作用和陶瓷螺栓的絕熱作用，保證刀圈在淬火冷卻時(shí)大大減少了刀圈內(nèi)部的熱量向外部擴(kuò)散，使刀圈內(nèi)部的冷卻速度比外部慢，獲得內(nèi)外部組織和硬度完全不同的淬火態(tài)刀圈。
文檔編號(hào)C21D1/62GK201999969SQ20112000989
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者胡小武, 閆洪, 陳磊 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)