王南，张俊，卢军广，郝莉红

(河北工程大学机电学院，河北邯郸056038)

现代盾构掘进机已成为集机、电、液、传感、信息技术于一体的隧道掘进专用工程机械，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程。盾构管片拼装机是盾构掘进机的关键部件之一，其主要功能是:在盾构向前掘进一环后，按预定要求将混凝土管片拼装成环，形成衬砌，以此来支护刚开挖的隧道表面。作者提出了一种新型盾构掘进机管片拼装系统，并利用Pro/E和ADAMS进行三维建模及运动学、动力学仿真，验证了设计的合理性，改善了产品的设计方法，为管片拼装机的研制和改进提供了重要的参考依据。

1 管片拼装机三维建模

图1 管片拼装机总体装配图

根据设计要求，利用三维建模软件Pro/E进行建模，并对其进行总体装配。如图1所示，管片拼装机包括平移机构、回转机构、举升机构和微调机构。整个系统由两个同步伸缩的平移油缸提供动力，带动整个机构通过移动架上的滚轮装置沿与隧道轴向相平行的两托梁上的导槽运动，实现x方向的平移运动;固定盘体上的驱动装置通过齿轮副驱动回转盘体在固定盘体上作同轴回转运动，实现沿y向的转动;平行四边形机构通过两个驱动油缸带动微调机构及管片沿隧道的径向运动，实现z向运动;微调机构是一个三转动自由度并联机构，完成横摇 (θx)、仰俯(θy)和偏转 (θz)动作，实现管片的姿态调整。……