管片拼裝機(jī)在盾構(gòu)法施工中起著至關(guān)重要的作用,其主要功能是將預(yù)制的混凝土管片安裝到已開挖的隧道表面,在大中型隧道中應(yīng)用的管片拼裝機(jī)已經(jīng)取得了一定的研究成果,但都需要較多的人力參與。市政建設(shè)和石油天然氣管道等小直徑的隧道中所應(yīng)用的管片拼裝機(jī)研究較少。為了研究大中型管片拼裝機(jī)的智能拼裝和小型隧道的無人拼裝,本文設(shè)計了一款Φ900 mm管片拼裝試驗臺,開展管片拼裝試驗臺的相關(guān)性能分析,為管片拼裝智能化和無人化提供理論基礎(chǔ)。在充分了解大中型隧道應(yīng)用的管片拼裝機(jī)基礎(chǔ)上,提出管片拼裝試驗臺的功能及工作流程,完成了管片拼裝試驗臺回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、平移系統(tǒng)、提升系統(tǒng)和微調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計,建立了各子系統(tǒng)和整機(jī)的三維模型。利用振動理論,建立了管片拼裝試驗臺回轉(zhuǎn)系統(tǒng)齒輪嚙合系統(tǒng)的動力學(xué)模型,運用Matlab軟件對所建立的動力學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值仿真,研究齒輪嚙合對管片拼裝試驗臺回轉(zhuǎn)系統(tǒng)精度的影響;建立了液壓油缸的動力學(xué)方程,并將其應(yīng)用到管片拼裝試驗臺提升系統(tǒng)中,對所建立管片拼裝試驗臺提升系統(tǒng)的動力學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值仿真,研究液壓缸的振動特性對管片拼裝試驗臺提升系統(tǒng)拼裝精度的影響;根據(jù)滾珠絲杠軸向剛度的變化規(guī)律,建立了管片拼裝試... 

【文章來源】：石家莊鐵道大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

WIRTH管片拼裝機(jī)

使得拼裝機(jī)整體在 H 架上水平運動，拼裝機(jī)的下端有一個微調(diào)平臺，微平臺的運動由微調(diào)液壓缸驅(qū)動，該公司研發(fā)的拼裝機(jī)通過螺栓連接的方式進(jìn)管片的抓取，操作復(fù)雜，但可靠性較高[14]。美國 ROBBINS 研發(fā)的管片拼裝機(jī)一種回轉(zhuǎn)型的結(jié)構(gòu)，管片拼裝機(jī)的支撐部分可以沿著隧道軸線運動，徑向運是通過兩個提升液壓缸實現(xiàn)的，兩個提升液壓缸可以同步動作，也可以不同動作，在不同步工作時需要較高的穩(wěn)定性和耦合性來滿足拼裝精度的要求，壓馬達(dá)驅(qū)動管片拼裝機(jī)的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)進(jìn)行回轉(zhuǎn)運動，液壓馬達(dá)可以進(jìn)行調(diào)速，足管片拼裝機(jī)的高精度拼裝和快速回程，節(jié)省拼裝時間，該管片拼裝機(jī)可以制一環(huán)管片的拼裝時間在 30 min 內(nèi)，且工作人員可以站在安全區(qū)域依靠遙控控制拼裝機(jī)進(jìn)行施工[15~18]。日本的 HITACHI 公司開發(fā)的管片拼裝機(jī)，集合光、傳感器、控制技術(shù)以及檢測技術(shù)等提高管片拼裝機(jī)的拼裝精度和施工的智化，該技術(shù)體現(xiàn)了管片拼裝機(jī)當(dāng)前的較高水準(zhǔn)[19]。

提升液壓缸;2-滑動軸承柱;3-橫梁;4-滾珠絲杠;5-提升橫梁;6-微調(diào)油缸;7-微調(diào)平真空吸盤;9-管片;10-偏轉(zhuǎn)油缸;11-提升導(dǎo)向柱;12-提升導(dǎo)向套;13-外圈 2;14-外圈15-滾珠絲杠電機(jī);16-回轉(zhuǎn)支撐安裝盤;17-回轉(zhuǎn)系統(tǒng)伺服電機(jī);18-減速器;19-撐板圖 2-1 管片拼裝試驗臺三維模型拼裝試驗臺回轉(zhuǎn)裝置的驅(qū)動部分是伺服電機(jī)，伺服電機(jī)與減速機(jī)相撐板、內(nèi)齒式三排滾柱回轉(zhuǎn)支撐之間采用螺栓連接。伺服電機(jī)帶小齒輪，小齒輪與內(nèi)齒式三排滾柱式回轉(zhuǎn)支撐相互嚙合，帶動其，進(jìn)而達(dá)到回轉(zhuǎn)裝置繞回轉(zhuǎn)中心回轉(zhuǎn)的目的�；剞D(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn)盤塊，其目的是降低伺服電機(jī)的啟動扭矩和提高試驗臺工作過程中齒式三排滾柱式回轉(zhuǎn)支撐如圖 2-2 所示，回轉(zhuǎn)盤如圖 2-3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]盾構(gòu)機(jī)管片拼裝機(jī)振動與摩擦分析[J]. 李穗婷,謝小鵬,宗偉奇,潘志.  潤滑與密封. 2019(02)
[2]雙缸液壓同步控制系統(tǒng)建模及仿真[J]. 汪飛雪,薛雄偉,曹曉明,李雪冰.  鍛壓技術(shù). 2018(09)
[3]泥水盾構(gòu)管片拼裝機(jī)力學(xué)特性分析[J]. 程永亮,夏毅敏,胡興懷,曾桂英,譚青,李正光.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2018(11)
[4]盾構(gòu)管片拼裝機(jī)電液系統(tǒng)高速-低沖擊控制方法[J]. 孫偉,杜家楠,王林濤,馬宏輝.  浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2017(10)
[5]類矩形盾構(gòu)1P5R型管片拼裝機(jī)研制[J]. 莊欠偉,楊正.  上海建設(shè)科技. 2017(03)
[6]雙定子多輸出泵在同步回路的設(shè)計[J]. 聞德生,石滋洲,顧攀,潘為圓,商旭東,馬光磊.  工程科學(xué)與技術(shù). 2017(02)
[7]抑制管片拼裝機(jī)起步?jīng)_擊的模糊控制算法研究[J]. 劉金剛,王凱,廖金軍.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2017(02)
[8]超大直徑盾構(gòu)管片拼裝機(jī)液壓和電控系統(tǒng)設(shè)計[J]. 李宏波,周建軍,張兵,馬亞楠.  液壓與氣動. 2016(11)
[9]類矩形隧道單機(jī)械臂管片拼裝機(jī)運動學(xué)逆解[J]. 陶建峰,朱瑤宏,覃程錦,莊欠偉.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2016(09)
[10]電液伺服系統(tǒng)非線性振動機(jī)理及試驗研究[J]. 姜萬錄,朱勇,鄭直,張生.  機(jī)械工程學(xué)報. 2015(04)

博士論文
[1]盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王林濤.浙江大學(xué) 2014
[2]數(shù)控工作臺非線性動態(tài)特性的辨識研究[D]. 王林鴻.華中科技大學(xué) 2009

碩士論文
[1]六自由度管片拼裝試驗臺的設(shè)計及研究[D]. 徐純杰.石家莊鐵道大學(xué) 2017
[2]盾構(gòu)管片拼裝機(jī)剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)研究[D]. 張碧.吉林大學(xué) 2015
[3]盾構(gòu)管片拼裝機(jī)動力學(xué)分析與控制研究[D]. 胡川紅.東北大學(xué) 2014
[4]旋挖鉆機(jī)動臂雙缸變幅下降時的同步特性研究[D]. 巫將.中南大學(xué) 2014
[5]拼裝機(jī)液壓系統(tǒng)仿真與拼裝軌跡的能耗分析[D]. 崔晉征.上海交通大學(xué) 2014
[6]盾構(gòu)管片拼裝機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王炯.東北大學(xué) 2013
[7]6m級地鐵盾構(gòu)管片拼裝機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計及其力學(xué)特性研究[D]. 胡興懷.中南大學(xué) 2013
[8]小型盾構(gòu)管片拼裝機(jī)虛擬樣機(jī)設(shè)計研究[D]. 盧軍廣.河北工程大學(xué) 2012
[9]盾構(gòu)拼裝機(jī)液壓提升系統(tǒng)建模、仿真與測試[D]. 金林山.上海交通大學(xué) 2012
[10]新型全自動管片拼裝機(jī)系統(tǒng)動力特性仿真與研究[D]. 李珊珊.沈陽航空航天大學(xué) 2011



本文編號：3576907