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21世纪人类进入地下空间开发和利用的世纪，世界各国日益重视地下空间的开发和利用，地下的施工机械也在迅猛的发展。全断面掘进机作为地下施工的主要设备已经被广泛的应用于各类城市地铁、公路隧道、过江隧道及城市给排水系统的施工中。作为全断面掘进机的核心功能部件的管片拼装机对整个地下施工具有重要的影响。因此具有良好的工作性能的管片拼装机就显得非常重要。本文以沈阳北方重工集团全断面掘进机国家重点实验室Φ3.2米多功能全断面掘进试验机为平台，对其管片拼装机进行研究，本论文的主要研究内容包括如下几方面：（1）简要介绍了盾构机的类型、工作原理以及管片拼装机国内外的研究开发现状。重点介绍了Ф3.2m微型土压平衡盾构机管片拼装系统的基本结构、工作原理以及管片拼装的形式。（2）根据管片拼装机的设计原则及主要设计参数，确定了管片拼装机的整机设计方案。对管片拼装机关键部件进行理论计算。通过现场实际测量及查阅相关技术资料和图纸，运用三维设计软件SolidWorks对管片拼机各执行机构进行实体建模，并选取正确、合理的方式进行整机的虚拟装配。（3）采用ANSYS Workbench软件对管片拼装机关键部件进行了有限元分析，通过有限元分析结果检验其结构设计的合理性。对回转机构的关键部件齿轮传动机构进行接触疲劳强度分析并进行了优化设计，节省了材料，降低了成本，节约了空间。对平移油缸的活塞杆进行稳定性分析，确定了平移油缸活塞杆在设计工作压力作用下的变形量以及稳定性。