TBM推進機構誤差分析與研究.pdf

1、用于巖石地層開挖的全斷面巖石掘進機(FullFaceRockTunnelBoringMachine,簡稱TBM)是國家基礎設施建設、資源開發(fā)和國防工程建設所急需的重大技術裝備,被大量地應用于地鐵、公路與鐵路遂道及下水道等國家市政設施的建設中。因此,研究其基礎科學問題對實現TBM設計與制造技術創(chuàng)新有重要的意義,這充分體現了我國裝備制造業(yè)地發(fā)展需求及其國家發(fā)展的戰(zhàn)略性目標。
　　推進機構屬掘進裝備關鍵組成部分,需要承受掘進裝備工作于惡

2、劣環(huán)境下的重載荷、大突變載荷及強烈振動載荷。由于機構存大較大的柔性變形,使得其實際到達位姿與理論位姿間的可能產生較大的位姿誤差,而該誤差將對TBM作業(yè)精度造成不良影響。對其誤差分析與仿真的目的就是通過分析與研究,找出誤差的組成、分布規(guī)律與主要影響因素,為其機構設計打下理論基礎,進而提高其在實際施工時的作業(yè)精度。
　　本文擬研究TBM推進機構誤差分布規(guī)律,揭示其機構結構參數、制造與運動誤差對其位姿誤差的影響規(guī)律。所研究的對象是TBM

3、推進機構,該機構帶有冗余的24根液壓支鏈,共分為6組構成4×6-SPS型并聯機構,相臨兩組之間的支鏈成楔形排列,同組液壓缸間的液壓油可自由流通,相互協調。該推進機構具有剛度大,控制精度高,適應惡劣環(huán)境能力強等特點。
　　本文運用機器人機構學理論及機構運動微分關系,建立了以給定推機構結構參數、運動參數及其誤差為基本變量的推進機構位姿誤差參數化分析模型。并利用該參數化模型,導出了推進機構位姿誤差和機構結構尺度、運動參數、機構結構參數誤

4、差,以及機構運動參數誤差之間的相互關系,探討各個參數及其誤差對位姿誤差的影響,揭示了其間的關系規(guī)律,找出了關鍵影響因子。文中還運用有限元分析軟件對液壓缸剛度和變形進行了分析,并與導出推的理論計算公式進行了比較,驗證了用液壓彈簧代替液壓油的合理性與可行性,為機構分析模型的簡化帶來了便利條件。
　　本文建立的TBM推進機構機構位姿誤差模型,刻劃了其與多方面尺度參數與誤差參數之關系,通過對推進機構誤差實例計算分析,該模型較為客觀全面地反