本发明涉及盾构机设备领域，尤其涉及一种可变直径的盾构机。
背景技术：
盾构机具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响地面交通等特点，目前广泛应用于地下隧道的挖掘，而现有的盾构机由于刀盘直径固定，大多数只支持同一种规格隧道的开挖，但是在实际工程中，需要开挖的隧道直径大小不一，许多公司在使用一种盾构机一次后就需要换另一种规格的盾构机进行下次工程，造成很大的成本浪费。现有技术中，中国专利号为“zl201420848279.4”公开了“一种直径可变的盾构机”，其申请日为2014年12月29日，公开日为2015年6月24日，该盾构机依次包括刀盘、前盾以及中盾，其特征在于所述刀盘外弧面上焊接有圆钢环，所述前盾外弧面以及所述中盾外弧面上分别焊接有圆钢筒。本发明的优点是，只需对刀盘、前盾、中盾的外壳体进行割除或焊接，无需重新制作刀盘、中盾、前盾，只需新制作盾体，而且盾构机内的动力系统及其内部其他部位不需进行改造即可满足两种类型的管片的掘进要求，盾构机改造工作量小，费用低，周期短，改造后性能可靠。
但是现有的盾构机在使用过程中，任然存在如下问题：一、现有的可变直径的盾构机大多是将可变直径的刀盘与各种规格固定直径的盾体连接，实现对不同规格隧道的盾构；二、现有的盾构机在使用时，刀盘盾构后的土体会出现上部松散的可能，同时在隧道壁会有很多碎土渣，对后序管壁的铺设可能会造成不利影响；三、现有的盾构机刀盘多为无法改变直径的，而可改变直径的刀盘容易在主刀盘与延伸部分之间卡入碎石或形成积土；四、现有的盾构机无法实现同一盾体完成不同规格隧道的盾构任务；五、现有的盾构机盾体与隧道面的摩擦力太大，使得盾体行进缓慢，也易造成磨损。
技术实现要素：
本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题，提供一种可变直径的盾构机，本发明结构简单，能够同时改变盾构机刀盘和盾体的直径，使之满足不同直径隧道的施工要求。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种可变直径的盾构机，包括可扩张刀盘、连接体、盾体，其特征在于：还包括压土装置，所述压土装置设置于所述可扩张刀盘与所述连接体之间，所述连接体与盾体连接，所述盾体包括管片安装装置、刀盘控制装置和盾体移动装置，所述盾体移动装置包括盾体抬升器和行进辅助轮，所述可扩张刀盘包括一个主刀盘和若干铰接于主刀盘边缘的矩形翻转刀体，所述压土装置包括“米”字形支承架和八个设置于所述支承架外侧的弧形板，所述支承架包括中心沿径向延伸的液压杆和固定液压杆的连接架，所述弧形板内侧与中心点与液压杆固定连接。
所述各弧形板拼成的圆形板直径与盾体直径相等，所述各弧形板可通过液压杆向外扩展。
所述可扩张刀盘上设置有刀具冲刷系统、刀具磨损报警系统和支撑座，所述翻转刀体通过液压杆连接于所述支撑座。
所述盾体抬升器为与盾体主轴连接的一组千斤顶，所述千斤顶固定于一个底部平台上，所述盾体抬升器用于保持所述盾体中心轴与所述可扩张刀盘中心点保持在一条水平直线上。
所述行进辅助轮设置在所述底部平台下，所述行进辅助轮用于支撑所述盾体移动。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
（1）本发明，一种可变直径的盾构机，包括可扩张刀盘、连接体、盾体，还包括压土装置，所述压土装置设置于所述可扩张刀盘与所述连接体之间，所述连接体与盾体连接，所述盾体包括管片安装装置、刀盘控制装置和盾体移动装置，所述盾体移动装置包括盾体抬升器和行进辅助轮，所述可扩张刀盘包括一个主刀盘和若干铰接于主刀盘边缘的矩形翻转刀体，使用时，可扩张刀盘能够改变盾构直径，而盾体能够在盾体抬升器的作用下抬到盾体，间接扩大盾构机直径。
（2）本发明，所述压土装置包括“米”字形支承架和八个设置于所述支承架外侧的弧形板，所述支承架包括中心沿径向延伸的液压杆和固定液压杆的连接架，所述弧形板内侧与中心点与液压杆固定连接，所述各弧形板拼成的圆形板直径与盾体直径相等，所述各弧形板可通过液压杆向外扩展，使用时，在可扩展刀盘后面连接一个压土装置，能够避免隧道壁松散，从而影响后序管壁的铺设。
（3）本发明，所述可扩张刀盘上设置有刀具冲刷系统、刀具磨损报警系统和支撑座，所述翻转刀体通过液压杆连接于所述支撑座，使用时可扩张刀盘上设置有刀具冲刷系统和刀具磨损报警系统，能够起到保持刀盘面无积土和及时提醒更换刀具的作用。
（4）本发明，所述盾体抬升器为与盾体主轴连接的一组千斤顶，所述千斤顶固定于一个底部平台上，所述盾体抬升器用于保持所述盾体中心轴与所述可扩张刀盘中心点保持在一条水平直线上，使用时，可通过控制盾体抬升器使盾体适应各种大直径隧道的盾构工作。
（5）本发明，所述行进辅助轮设置在所述底部平台下，所述行进辅助轮用于支撑所述盾体移动，使用时，行进辅助轮能够减小盾体与隧道壁之间的摩擦力，使盾体能够快速推进，提高盾构效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
其中，1、可扩张刀盘，101、主刀盘，102、矩形翻转刀体，103、刀具冲刷系统，104、刀具磨损报警系统，105、支撑座，2、连接体，3、盾体，301、管片安装装置，302、刀盘控制装置，303、盾体移动装置，3031、盾体抬升器，3032、行进辅助轮，3101、千斤顶，3102、底部平台，4、压土装置，401、支承架，402、弧形板，4011、液压杆，4012、连接架。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
参见图1，一种可变直径的盾构机，包括可扩张刀盘1、连接体2、盾体3，还包括压土装置4，所述压土装置4设置于所述可扩张刀盘1与所述连接体2之间，所述连接体2与盾体3连接，所述盾体3包括管片安装装置301、刀盘控制装置302和盾体移动装置303，所述盾体移动装置303包括盾体抬升器3031和行进辅助轮3032，所述可扩张刀盘1包括一个主刀盘101和若干铰接于主刀盘101边缘的矩形翻转刀体102，所述压土装置4包括“米”字形支承架401和八个设置于所述支承架401外侧的弧形板402，所述支承架401包括中心沿径向延伸的液压杆4011和固定液压杆4011的连接架4012，所述弧形板402内侧与中心点与液压杆4011固定连接。
本实施例为最基本的实施方式，所述主刀盘通过连接翻转刀体的方式形成可扩张刀盘，使得其能适用于不同直径隧道的盾构工作，而盾体上设置的盾体抬升器也能够使盾体适应不同直径隧道的盾构工作，两者的结合可以在不更换设备的情况下完成不同的工程。
实施例2
参见图1，一种可变直径的盾构机，包括可扩张刀盘1、连接体2、盾体3，还包括压土装置4，所述压土装置4设置于所述可扩张刀盘1与所述连接体2之间，所述连接体2与盾体3连接，所述盾体3包括管片安装装置301、刀盘控制装置302和盾体移动装置303，所述盾体移动装置303包括盾体抬升器3031和行进辅助轮3032，所述可扩张刀盘1包括一个主刀盘101和若干铰接于主刀盘101边缘的矩形翻转刀体102，所述压土装置4包括“米”字形支承架401和八个设置于所述支承架401外侧的弧形板402，所述支承架401包括中心沿径向延伸的液压杆4011和固定液压杆4011的连接架4012，所述弧形板402内侧与中心点与液压杆4011固定连接。
所述各弧形板402拼成的圆形板直径与盾体3直径相等，所述各弧形板402可通过液压杆4011向外扩展。
本实施例为一较佳实施方式，在可扩张到盘和连接件之间设置的压土装置，能够将刀盘所过之处的土体压实，避免土体松散对后序铺设管壁造成影响。
实施例3
参见图1，一种可变直径的盾构机，包括可扩张刀盘1、连接体2、盾体3，还包括压土装置4，所述压土装置4设置于所述可扩张刀盘1与所述连接体2之间，所述连接体2与盾体3连接，所述盾体3包括管片安装装置301、刀盘控制装置302和盾体移动装置303，所述盾体移动装置303包括盾体抬升器3031和行进辅助轮3032，所述可扩张刀盘1包括一个主刀盘101和若干铰接于主刀盘101边缘的矩形翻转刀体102，所述压土装置4包括“米”字形支承架401和八个设置于所述支承架401外侧的弧形板402，所述支承架401包括中心沿径向延伸的液压杆4011和固定液压杆4011的连接架4012，所述弧形板402内侧与中心点与液压杆4011固定连接。
所述各弧形板402拼成的圆形板直径与盾体3直径相等，所述各弧形板402可通过液压杆4011向外扩展。
所述可扩张刀盘1上设置有刀具冲刷系统103、刀具磨损报警系统104和支撑座105，所述翻转刀体通过液压杆4011连接于所述支撑座105。
本实施例为又一较佳实施方式，在可扩张刀盘上设置的刀具冲刷系统由注水管和若干高压喷水头组成，高压喷水头能够将刀盘上的积土冲掉，而刀具磨损报警系统由超声波厚度测量传感器组成，对刀具能够进行实时监测，同时也能够在碎石卡入刀槽时发出警报，能够延长刀具使用寿命。
实施例4
参见图1，一种可变直径的盾构机，包括可扩张刀盘1、连接体2、盾体3，还包括压土装置4，所述压土装置4设置于所述可扩张刀盘1与所述连接体2之间，所述连接体2与盾体3连接，所述盾体3包括管片安装装置301、刀盘控制装置302和盾体移动装置303，所述盾体移动装置303包括盾体抬升器3031和行进辅助轮3032，所述可扩张刀盘1包括一个主刀盘101和若干铰接于主刀盘101边缘的矩形翻转刀体102，所述压土装置4包括“米”字形支承架401和八个设置于所述支承架401外侧的弧形板402，所述支承架401包括中心沿径向延伸的液压杆4011和固定液压杆4011的连接架4012，所述弧形板402内侧与中心点与液压杆4011固定连接。
所述各弧形板402拼成的圆形板直径与盾体3直径相等，所述各弧形板402可通过液压杆4011向外扩展。
所述可扩张刀盘1上设置有刀具冲刷系统103、刀具磨损报警系统104和支撑座105，所述翻转刀体通过液压杆4011连接于所述支撑座105。
所述盾体抬升器3031为与盾体3主轴连接的一组千斤顶3101，所述千斤顶3101固定于一个底部平台3102上，所述盾体抬升器3031用于保持所述盾体3中心轴与所述可扩张刀盘1中心点保持在一条水平直线上。
所述行进辅助轮3032设置在所述底部平台3102下，所述行进辅助轮3032用于支撑所述盾体3移动。
本实施例为最佳实施方式，当时用本发明时，可扩张刀盘通过翻转刀体实现刀盘直径的扩展，而若要使盾体适应大直径的隧道盾构工作，则只需要控制盾构抬升器使盾体中心轴与可扩张刀盘中心店保持在同一水平线上，从而间接扩展盾体的直径，同时，行进辅助轮能够减小盾体与隧道壁之间的摩擦力，提高盾构机推进效率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。