基于ADAMS的管片拼装机多体动力学仿真

利用ADAMS仿真分析软件，对全断面掘进机TBM后配套设备中管片拼装机工作过程的几种典型工况进行分析，初步得出管片拼装过程中的速度和加速度以及各种典型工况中拼装机所承受的最大转矩。为拼装机的设计提供了有力的依据。     

管片拼装机提升系统动力学分析与试验

在考虑液压弹簧力和液压摩擦力的基础上建立了管片拼装机提升系统的动力学模型,对管片拼装机提升系统的振动特性进行仿真,分析了管片拼装机在拼装不同位置管片时扼架的振动特性,并进行试验测试,提出了拼装机提升系统的抑振方法.结果表明:在拼装不同位置的管片时,拼装机扼架存在等幅周期性振动,振动速度范围为8～35 mm/s,振动位移...     

管片拼装机回转系统齿轮啮合动力学分析

为了研究管片拼装机回转系统齿轮啮合的动力学特性,以管片拼装机小齿轮-大齿圈的传动系统为研究对象,采用集中参数法建立了考虑齿面摩擦的六自由度直齿轮动力学模型,依据管片拼装机实际工况参数,利用Runge-Kutta方法分析了管片拼装机回转系统在空载和负载两种工况下小齿轮和大齿圈的振动位移情况,对管片拼装机回转系统进行了振动测试,验证了模型及求解的正确性,并提出了可以通过增大管片拼装机回转系统刚度来减小振动的方法。研究结果对管片拼装机回转系统的减振和降噪处理,以及提高管片拼装机回转系统的精度有重要的理论和实用价值。     

管片拼装机回转啮合系统动力学特性分析

针对管片拼装机工作特点,利用有限元软件与动力学仿真软件,建立考虑回转驱动系统实际结构、支撑刚度、轮齿变形的回转驱动系统刚柔耦合动力学仿真模型.分析管片拼装机安装不同位置管片的动态过程,研究回转驱动系统的载荷变化规律.在此基础上进行动态模拟,分析啮合齿轮角速度变化等动态响应特性.对比分析发现,增大大齿轮的回转支承刚度能够提高回转啮合系统的传动平稳性和回转系统的定位精度.     

盾构机管片拼装机振动与摩擦分析

针对盾构机管片拼装过程中,管片拼装机运行到水平或者垂直位置时发生剧烈振动和产生噪声的问题,对管片拼装机的运动机制进行分析,利用ADAMS对管片拼装机进行运动学和动力学仿真分析,得到运动过程中关键部件的受力情况。仿真结果表明:管片拼装机运行至水平和垂直位置出现振动和噪声可能的原因有2种,加工精度不够导致摩擦力过大和接触应力比较大的接触面由于空隙发生碰撞。提出在空隙间增加金属橡胶涂层来减少接触面之间接触应力的解决方案,并通过ADAMS仿真验证该方案能减少接触应力,从而能有效消除振动和噪声。     

盾构管片拼装机结构及功能简介

管片拼装机是在开挖的隧道上安装混凝土管片的专用装置,管片拼装的质量直接影响盾构施工进程及工程质量。简要介绍了开发的盾构管片拼装机的设备组成、工作原理、主要性能参数及管片拼装的质量要求。     

Φ6.28m盾构管片拼装的机扼架的力学特性

在研发某型号盾构管片拼装机的过程中,为了避免管片拼装机关键部件在运动过程中受力过大断裂造成重大工程事故,应用多体动力学仿真软件,建立整个管片拼装机的动力学仿真模型,对管片拼装机不同安装位置的管片拼装过程进行动力学研究。仿真得到了整个动作过程中关键部件举重钳-扼架在不同工况下的动态载荷与响应特性,并以得到的扼架铰接处的最大动载为边界条件,建立静力学模型。利用Ansys-Workbench对扼架最大受力情况进行有限元分析,分析得到了最大应力为123.24 MPa,确保了管片拼装机扼架部分的强度,仿真分析结果最后通过现场测试得到了验证。     

NFM管片拼装机故障检修及处理

综述了NFM管片拼装机的使用故障、检修与处理过程、故障原因,并提出了相应的维护保养要素。     

基于虚拟样机技术的隧道掘进机管片安装机的施工仿真

在Pro/E软件中建立隧道掘进机(TBM)管片安装机数字化模型,并通过接口Mechanism/Pro导入ADAMS中建立管片安装机的虚拟样机.应用step函数对管片安装机中的主要驱动进行拟合,并以秦岭隧道为例计算单一管片安装所用平均时间,对管片安装过程进行动力学仿真分析.比较结果分析得出在管片拼装机不同工况条件下安装机大梁所受的载荷情况,利用ANSYS软件在已知载荷条件下对安装机大梁进行有限元分析,得到管片安装机大梁的应力和变形情况并进行结构强度校核,为拼装机大梁的结构优化提供依据.     

基于改进粒子群算法的管片拼装机齿轮优化

针对管片拼装机回转装置的工况要求,分析内啮合齿轮相对滑动率的影响因素.粒子群算法具有较强的局部搜索性,但较易陷入局部最优的特点,故对其进行改进,增强其全局搜索性.利用此改进算法对内啮合齿轮进行优化设计,改善内啮合齿轮的啮合质量,提高其使用寿命.     

盾构隧道管片拼装技术的应用与发展

简要介绍了盾构隧道技术;重点分析了盾构隧道用管片及其施工工艺和拼装设备在工程中的应用;结合隧道施工技术及工程机械各领域的发展状况,对管片拼装技术今后的发展趋势进行了探讨。     

Drive system design and error analysis of the 6 degrees of freedom segment erector of shield tunneling machine

Focusing on a segment erector of a shield-tunneling machine developed with 6 degrees of freedom (DOF) and controlled by electro-hydraulic proportional systems, the kinematics of the segment erection process is presented. The perturbation method in the error analysis is introduced to establish the position and attitude error model, considering a number of factors such as the hydraulic drive, control accuracy, and tolerance in manufacturing and assembly. Dynamic simulations are carried out to obtain the controlling precision of electrohydraulic drive systems. Formulas for calculating the position and attitude error of the grip hand of the segment erector are derived. The calculation results verify the practicality and effectiveness of the error analysis, providing a foundation for practical designing, manufacturing, and assembling of the segment of the erecting mechanism.     

基于3-PRPS并联机构的管片拼装系统的设计与应用

设计了一种新型的六自由度管片拼装机,它可以同时拼装两个管片,从而能大幅度减少管片的安装时间.分析了该拼装机的组成,描述了其工作原理,与传统的六自由度管片拼装机的实际安装时间进行了对比,验证了它的优越性.     

液体黏性离合器在全断面硬岩掘进机刀盘驱动中的运用

针对全断面硬岩掘进机(Tunnel boring machine, TBM)掘进中刀盘被困的现象,设计出一种新型的TBM刀盘驱动技术,主要特征是：正常掘进工况下采用变频电动机驱动,当刀盘被困时,脱困装置和变频电动机共同驱动.脱困装置由定速电动机和液体黏性离合器组成,液体黏性离合器一方面可以比例控制电动机的扭矩输出,另一方面可以允许定速电动机的输出轴和离合器的输出轴之间存在滑差,防止刀盘未转动时定速电动机发生堵转。通过计算分析可知：新型刀盘驱动的脱困性能相对于现有的驱动方式具有明显的提升。新型刀盘驱动的关键技术是液体黏性离合器的控制,需要分析离合器的温升特性,并基于此提出离合器的扭矩控制线路。为了实现扭矩按预定控制路线变化,对离合器的扭矩传递机理开展初步研究。新型刀盘驱动系统的仿真结果表明,该系统比现有驱动系统在脱困性能方面有大幅度提升。     

全断面隧道掘进机刀具异常磨损的识别分析

针对全断面隧道掘进机（TBM）施工过程中刀具过度磨损或异常磨损的识别问题，在分析TBM掘进效率影响因素和进行掘进状况无监督模式识别的基础上，利用现场掘进数据，得到场切深指数fFRI和切割系数C在不同掘进状况下的相互影响规律，据此提出以两者作为TBM刀具异常磨损的二维特征识别参量，确定了此空间中的刀具异常磨损决策阈值。TBM刀具磨损的预测和异常磨损识别方法的确定，对于保障TBM的安全掘进以及提高其利用率和经济性具有重要意义。     

全断面岩石掘进机刀具布置设计方法

给出了全断面岩石掘进机的刀具布置设计方法,归纳出刀具布置的技术要求,并给出刀盘上不等刀间距的盘刀破岩量的估算方法。建立了带复杂性能约束的非线性多目标刀具布置优化模型,进而在该模型目标函数及其约束条件的耦合分析和解耦的基础上,给出刀具布置极径与极角计算的分阶段求解策略,并用演化算法进行了求解。以引进的某型号全断面岩石掘进机刀具布置问题为案例进行验证,并与原刀具布置设计方案进行对比,表明了该布置优化模型及其求解方法的可行性和有效性。     

基于断裂力学的TBM撑靴液压缸O形圈断裂分析

为研究全断面岩石隧道掘进机（TBM）的撑靴液压缸中O形圈的断裂原因,采用断裂力学分析了不同泊松比和初始裂纹情况下,O形圈可承受的最大应力,并采用ANSYS仿真分析了在某型号TBM实际工作情况下的O形圈的受力情况。结果表明,在TBM工作过程中,由于工作条件的复杂,O形圈的局部应力会超出裂纹迅速扩展时能够承受的最大应力,进而使O形圈断裂。根据理论分析和仿真结果得出,为了避免O形圈断裂,TBM撑靴液压缸的O形圈应严格控制微裂纹并选择较大泊松比。     

基于多个隧道掘进机工程数据回归分析的滚刀磨损评价方法

为了评价不同隧道工程围岩对隧道掘进机(TBM)滚刀磨损的影响,解决滚刀磨耗难以准确预测的问题,基于北疆供水二期、吉林引松供水、陕西引汉济渭、大瑞铁路高黎贡山、深圳地铁10号线等多个隧道(洞)工程T MB滚刀磨损数据,选取岩石单轴抗压强度、岩石等效石英含量、岩石磨蚀性指标、岩体完整性指标、滚刀破岩体积磨损速率等参数进行数...