盾构管片拼装机原理及结构分析.docx

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图 2 管片拼装过程示意图整个过程完全自动化，管片拼装机在空间内能完成6个自由度的 无干涉运动：纵向直线运动（沿隧道轴线）、径向直线运动（隧道断面方 向）、圆周方向回转运动（绕隧道轴线）及绕坐标系的三个姿态微调整转 动（其示意图如图 3），6 个自由度分别由电液比例多路阀通过液压马 达和液压缸来实现管片拼装机在实际施工中，一般按以下顺序拼装 管片：供给管片T夹持锁紧管片T提升管片T初定位管片T微调管片 T螺栓连接图 3 管片拼装机六自由度示意图 3.盾构管片拼装机的结构 管片拼装机通常的型式有盘式和中心环式盘式拼装机一般以挡 拖轮定位，中心环式一般以回转支承定位，由于中心环式具有定位精 度高、结构相对简单等特点，主要用于中大型隧道断面管片安装，是 目前主要的结构型式［2］环式管片拼装机主要由管片夹持部件、提升部件、平移机构、回 转机构、螺栓联接装置、真圆保持装置等组成，其中主要部件如图4 所示1．行走梁 2．旋转盘体 3．移动盘体 4．液压马达 5．提升横梁6．中心球关节轴承 7．转动平台 8.偏转油缸 9.俯仰油缸 10.升降油缸 图 4 管片拼装机结构图3.1 管片夹持部件管片夹持部件由提升横梁、中心球关节轴承、扣头油缸、扣头持 重座、扣头螺栓、扣头、偏转油缸、仰俯油缸等组成。

扣头螺栓预装 在管片上，通过平移机构、回转机构和举升机构将管片装机上的扣头 与扣头螺栓对位，再通过扣头油缸把管片紧紧地扣在扣头持重座上［3］ 管片初定位后，仰俯油缸用来调整管片绕Y轴的仰俯角度，偏转油缸 用来调整管片绕Z轴的偏转角度，摆动角度V±3°管片夹持部件也 有采用真空吸盘的方式将管片吸住，真空吸盘装置具有管片夹持简便 拼装平稳及碎裂现象少等优点，多应用在超大型盾构制作中3.2 提升机构提升机构主要由两根升降油缸组成，升降液压缸套筒固定在旋转 盘体两侧，通过两根活塞杆的同步伸缩运动带动液压缸下方管片夹持 部件的径向提升运动；管片初定位后，可通过改变两升降油缸的行程 差（即差动）使管片绕x轴横摇，摆动角度V±3°管片拼装机径向 运动时运动范围较大，行程达 1000mm 以上，径向定位精度要求高， 运动惯量大3.3 平移机构平移机构布置在行走梁之上，可以沿着行走梁的导轨槽移动，平 移机构由移动盘体、平移油缸、三个支座（前中后各一个）等组成 通过平移油缸的伸缩使移动盘体及安装在其上的旋转盘体、管片夹持 部件等沿行走梁的导轨槽作往复直线运动，从而使管片完成沿隧道轴 向运动，轴向运动最大行程达 2000mm。

移动盘体作为旋转盘体的固定架，承受并传递旋转盘体的重量及 管片负荷，在移动盘体上安装有驱动旋转盘体的马达行走梁用螺栓 安装在盾尾，行走梁共两段，左右对称分布，其上分别布置导轨各一 根；行走梁是形状狭长的导轨和承重载体，且属悬臂梁结构，故常采 用变截面形状的箱梁结构改善受力3.4 回转机构回转机构如下图 5 所示，它由液压马达，减速器、小齿轮、回转 支承等零部件组成整个回转机构的动力传递过程是：液压马达T减 速器T传动轴T传动小齿轮T回转盘体⑷，液压马达与减速器一体， 回转盘体通过回转轴承安装在移动盘体上，小齿轮与回转轴承内齿圈 啮合形成一级直齿圆柱齿轮传动，液压马达的输出扭矩和转速通过减 速器传给小齿轮，再经小齿轮与回转轴承内齿圈的圆柱齿轮传动传给 旋转盘体，从而驱动旋转盘体连同安装在其上的提升机构、管片夹持 部件及管片作旋转运动，圆周回转角度 ±200°，在管片拼装机实际使 用过程中，其中一个马达上安装有光电码盘传感器，用于周向定位， 以便将管片精确安装到预定位置图 4 管片拼装机回转机构图3.5 真圆保持装置盾构向前推进时管片就从盾尾部脱出，管片受到自重和土压的作 用会产生变形，当该变形量很大时，已成环管片与拼装环在拼装时就 会产生高低不平，给安装纵向螺栓带来困难，真圆保持装置的作用就 是使管片环在盾构推进后保持真圆度。

真圆保持装置支柱上装有上下伸缩的千斤顶，千斤顶的上下两端装有圆弧形的支架，该支架可 沿着动力车架的伸缩梁上轴向滑动；当一管环拼装结束后，就把真圆 保持器移到该管环内，让千斤顶使支架撑紧管片环内圆表面，盾构推 进后管片环保持真圆状态 3.6 螺栓联接装置螺栓联接装置是将由管片拼装机定了位后的管片用螺栓联接在 一起的装置这种联接装置在径向块与块之间螺栓联接(3 根同时进行) 用一台装置，而在轴向的环与环之间的螺栓联接则用两台装置如下 图 6 所示图 6 螺栓联接装置结构图4．盾构管片拼装机技术发展趋势目前，我国盾构施工中实现了管片移动的机械化，但是管片的对 中、就位、拼装、螺栓联接等仍是靠人工作业进行管片拼装，存在劳 动强度大、管片拼装效率和拼装质量较低的问题；而国外新型的管片 拼装机已利用了激光技术、光学图像处理技术、伺服控制技术、传感 检测技术及故障诊断技术等，使管片的安装定位更加准确、可靠、快 速，管片拼装机必将向此全自动化的智能机器人方向发展参考文献：［1］薛备芳.我国盾构掘进机的现状和发展策略.世界隧道，1999(6) 26-31［2］梅勇兵，程永亮，王宇飞.盾构隧道管片拼装技术的应用与发展建筑机械20XX.02［3］管会生，黄松和，徐济平盾构管片拼装机设计 研究矿山机械 20XX 年第 3 期［4］李文福，盾构管片拼装机的结构分析 山西建筑第 5 期 20XX.2以下是为大家整理的盾构管片拼装机原理及结构分析-陈国伟(2)的相 关范文，本文关键词为盾构,管片,装机,原理,结构,分析,陈国伟,盾构, 管片,装机，您可以从右上方搜索框检索更多相关文章，如果您觉得 有用，请继续关注我们并推荐给您的好友，您可以在教育文库中查看 更多范文。

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