[0001] 本发明涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种带周向环的可变径软土刀盘及全断面隧道掘进机。

[0002] 隧道工程项目对隧道的直径和长度各不相同，因此各个工程隧道基本为一种直径的刀盘匹配一个直径的隧道。如需将掘进机用于其他不同直径类似地质的隧道工程，通常可采取的两种解决方式，方式一：对原刀盘通过采用割、刨、焊等方式进行不可逆改造；方式二：新制刀盘。方式一在进行不可逆改造的过程中，易对原刀盘结构产生变形，造成损伤，影响使用性能；同时，此方式仅能在设备出洞后进行改造，易出现工期无法衔接的情况；方式二产生搁置旧刀盘，造成资源浪费，运营成本增加。

[0003] 综上所述，亟需一种能够改变直径的刀盘以解决现有技术中存在的问题。

[0018] 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

[0019] 参见图1 图8所示，一种带周向环的可变径软土刀盘，包括刀盘中间部件1，该刀盘~中间部件1包括中心筒11、辐臂12和第一伸缩连接装置15，该辐臂12的第一端固定于该中心筒11，辐臂12的第二端可拆卸连接于该第一伸缩连接装置15，该中心筒11上设有中心刀16，该辐臂12上设有第一切刀组件；刀盘伸缩部件2，该刀盘伸缩部件2可拆卸连接于该第一伸缩连接装置15上且位于背对于该辐臂12的一端，该刀盘伸缩部上设有第二切刀组件；周向环3，该周向环3可拆卸地安装于该刀盘伸缩部件2上且位于背对于该辐臂12的一端，该周向环3上设有环形部先行刀31。

[0020] 具体的，该中心筒11呈圆形，刀盘中间部件1通过中心筒11连接辐臂12构成整体结构。环形部先行刀31的数量为多个，多个环形部先行刀31沿周向环3的环向间隔设置，环形部先行刀31用于保证刀盘的开挖直径。应用本发明提供的可变径刀盘，根据直径的变化，提前准备与刀盘直径相匹配的不同直径周向环3，通过刀盘中间部件1和刀盘伸缩部件2上的伸缩连接装置与其实现连接，快速完成刀盘的扩径。

[0021] 优选的，该辐臂12的数量为至少两个，相邻两个辐臂12之间固定有第一环形筋板。辐臂12和面板箱体13的数量根据地质情况等可进行针对性变化。本实施例中，该辐臂12的数量为三个，三个辐臂12呈发散状固定于中心筒11的外周，第一环形筋板围设固定于中心筒11的外周，从而提高刀盘的强度和稳定性。

[0022] 优选的，如图3所示，该第一环形筋板上固定有面板箱体13，该面板箱体13上设有第三切刀组件，当该第一伸缩连接装置15未安装时，该第三切刀组件的削切轨迹与该第二切刀组件的削切轨迹重合，该面板箱体13与该辐臂12之间固定有第二环形筋板14。该第三切刀组件的结构与第一切刀组件相同，包括第三中间部先行刀和第三中间部切刀18，该第三中间部先行刀设于该辐臂12的正面位置，该第三中间部切刀18设于该辐臂12的两侧位置。该第二环形筋板14的数量为至少一道，可根据刀盘的直径和结构强度要求进行数量的调整。该面板箱体13呈扇形。当该第一伸缩连接装置15未安装时，则刀盘伸缩部件2处于最短状态，刀盘中间部件1和面板箱体13的径向靠外侧布置的刀具轨迹尽可能与刀盘伸缩部件2上的伸缩部先行刀21和伸缩部切刀22轨迹重合，便于该第一伸缩连接装置15安装时，则刀盘伸缩部件2伸长时仍能保证刀具的全断面覆盖，从而保证刀盘扩径后，仍能保证刀盘全断面的削切效果。

[0023] 优选的，如图2所示，该面板箱体13远离该中心筒11的一端固定有第二伸缩连接装置19，该第二伸缩连接装置19远离该面板箱体13的一端可拆卸地连接于该周向环3。通过第二伸缩连接装置19与周向环3连接，可使周向环3更的安装更加稳定。

[0024] 优选的，如图6和图8所示，该周向环3上开设有供该第二伸缩连接装置19可拆卸地连接的传力孔33。具体的，第二伸缩连接装置19的伸出端头穿插入传力孔33中与周向环3实现连接，从而实现传递扭矩和推力至周向环3。

[0025] 优选的，如图3 图5所示，该第一伸缩连接装置15包括径向调节块151、连接杆152~和台阶销153，该连接杆152穿过该径向调节块151并连接于刀盘伸缩部件2，径向调节块151位于该辐臂12内部，该台阶销153穿过该辐臂12并连接于径向调节块151。该连接杆152可采用螺杆，径向调节块151内开设有供连接杆152螺合的螺纹通孔，刀盘伸缩部件2上开设有供连接杆152螺合的螺纹孔。该第一伸缩连接装置15通过更换不同长度的径向调节块151而实现伸缩，从而改变整个刀盘的外径。进一步地，该台阶销153的外周设有螺纹，从而通过螺纹在台阶销153的外周紧固螺合有锁紧件154，以提高径向调节块151与辐臂12连接的稳定性，径向调节块151上开设有供台阶销153螺合的螺纹孔。该台阶销153和锁紧件154的数量均为至少两个，且一一对应安装。该第二伸缩连接装置19的结构组成与第一伸缩连接装置15相同，与第一伸缩连接装置15不同的是，第一伸缩连接装置15的径向调节块151可拆卸地连接至传力孔33上，从而实现面板箱体13与周向环3之间的连接与传力。本发明的第一伸缩连接装置15和第二伸缩连接装置19的伸缩结构相比于油缸、气缸等驱动件体积更小，更适用于小直径的刀盘的扩径操作，同时占用刀盘的安装空间小，对刀盘自身的荷载增加不明显，从而不影响刀盘本身的使用寿命。该第一伸缩连接装置15在洞外进行安装时，先通过连接杆
152螺合穿过径向调节块151并螺紧于刀盘伸缩部件2，使径向调节块151与刀盘伸缩部件2连接成一个整体，再将径向调节块151远离刀盘伸缩部件2的一端插入至辐臂12内部，通过台阶销153穿过辐臂12的侧臂螺合于径向调节块151上，从而实现径向调节块151与刀盘伸缩部件2同时连接在辐臂12上，安装操作快速便捷，洞内施工传力稳定可靠，尤其针对小直径刀盘变径，受变径装置结构尺寸限制小。

[0026] 优选的，如图6和图7所示，该周向环3上开设有供该刀盘伸缩部件2可拆卸地连接的支撑槽32。具体的，刀盘伸缩部件2可延伸至支撑槽32上方由支撑槽32托举，保证伸缩部件的结构强度，防止因悬臂过长或掘进中外周局部受力而破坏结构，造成严重后果。

[0027] 优选的，如图1所示，该第一切刀组件包括第一中间部先行刀17和第一中间部切刀，该第一中间部先行刀17设于该辐臂12的正面位置，该第一中间部切刀设于该辐臂12的两侧位置。本实施例中，该第一中间部切刀的数量为一个，位于辐臂12的中间位置，第一中间部切刀的数量为四个，两两分别位于辐臂12的两侧区域。

[0028] 优选的，该第二切刀组件包括伸缩部先行刀21和伸缩部切刀22，该伸缩部先行刀21设于该刀盘伸缩部件2的正面位置，该伸缩部切刀22设于该刀盘伸缩部件2的两侧位置。
本实施例中，该伸缩部先行刀21的数量为一个，位于刀盘伸缩部件2的中间位置，伸缩部切刀22的数量为四个，两两分别位于刀盘伸缩部件2的两侧区域。

[0029] 本发明还提供了一种全断面隧道掘进机，包括如上所述的带周向环的可变径软土刀盘，以适应对不同直径隧道的掘进施工。

[0030] 本发明带周向环的可变径软土刀盘，通过不同长度的第一伸缩连接装置15配合安装不同直径的周向环3可实现对刀盘变径的需要，解决了现有技术中在需要改变刀盘直径时需对刀盘进行不可逆改造或需要重新制造的技术问题。本发明刀盘中心部件开外端区域与刀盘伸缩部件2上刀具轨迹的尽可能多的重叠，满足变径后刀具的全断面覆盖；根据目标工程直径的不同，可以提前准备相匹配的周向环3，节省设备改造时间，实现快速响应项目需求；周向环3和刀盘中心部件、刀盘伸缩部件2通过装配形式连接，实现快速拆装替换，且有效的保护了刀盘结构和造成刀盘的不可逆影响。

[0031] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。