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预应力钢筒混凝土管端口打磨机器人的压紧力可靠性分析

崔国华; 崔康康; 吴海淼; 张艳伟; 刘健 工程设计学报 2018年第06期

摘要:预应力钢筒混凝土管(prestressed concrete cylinder pipe,PCCP)在水利工程、工业供水等领域得到广泛应用。针对现有PCCP端口打磨方法效率低、打磨质量难以保证等问题,创新设计了一种PCCP承、插口打磨机器人。首先,根据工作服役环境要求,对端口打磨机器人进行了结构设计与样机制作,并通过现场试验分析该机器人的打滑失效问题;其次,根据打磨机器人克服摩擦力环绕承、插口作周向转动的打磨过程,在进行力学分析基础上建立其压紧力模型及可靠性模型,并采用随机摄动方法分析了整个打磨过程的动态可靠度,得到该打磨机器人可靠性最低的关键部位;最后,对影响端口打磨机器人可靠性的参数进行了灵敏度分析,得出使端口打磨机器人最快趋向可靠的参数为从动轮半径。研究结果为研发具有自主知识产权的大型PCCP自动化制造装备及进行下一步可靠性优化设计奠定了基础。

关键词:预应力钢筒混凝土管端口打磨机器人压紧力模型可靠性灵敏度

单位:河北工程大学机械与装备工程学院; 河北邯郸056038; 上海工程技术大学智能机器人研发中心; 上海201620

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