盾構(gòu)機(jī)刀盤驅(qū)動(dòng)大軸承設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著我國城市地下軌道建設(shè)的快速發(fā)展，盾構(gòu)機(jī)作為專門的地下隧道施工設(shè)備得到廣泛的應(yīng)用。驅(qū)動(dòng)大軸承是盾構(gòu)機(jī)的關(guān)鍵部件之一，長期依賴進(jìn)口，因此對大軸承的研究將有助于提升我國盾構(gòu)機(jī)大軸承的設(shè)計(jì)制造水平，滿足國內(nèi)工程建設(shè)的要求。本文以軸承壽命設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，結(jié)合優(yōu)化設(shè)計(jì)與有限元分析軟件對大軸承的設(shè)計(jì)理論和方法進(jìn)行研究，具體如下：
　　 論文首先對傳統(tǒng)的軸承設(shè)計(jì)理論與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析研究。通過傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的比較，得出在軸承設(shè)計(jì)

2、中運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的必要性。特別是像盾構(gòu)機(jī)大軸承這種用于特定場合的大型軸承，其結(jié)構(gòu)參數(shù)一般沒有標(biāo)準(zhǔn)可以參考，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)有效地將傳統(tǒng)軸承壽命設(shè)計(jì)理論與現(xiàn)代優(yōu)化方法相結(jié)合。
　　 針對盾構(gòu)刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，對驅(qū)動(dòng)大軸承的受力情況進(jìn)行詳細(xì)的分析。以目前國外盾構(gòu)機(jī)普遍采用的三排滾柱式大軸承作為研究對象，結(jié)合盾構(gòu)機(jī)大軸承受力特點(diǎn)和大軸承設(shè)計(jì)方法建立其結(jié)構(gòu)主參數(shù)化優(yōu)化模型。并以成都地鐵作為案例運(yùn)用MATLAB進(jìn)行大軸承主參數(shù)優(yōu)化

3、求解。結(jié)果表明通過該方法能夠有效確立大軸承的滾柱數(shù)量和尺寸，對大軸承的國產(chǎn)化有一定的積極作用。
　　 最后運(yùn)用ANSYS軟件對滾柱和滾道接觸部位進(jìn)行了接觸應(yīng)力分析，所得出的結(jié)果和傳統(tǒng)赫茲理論計(jì)算出的結(jié)果進(jìn)行了對比，從而驗(yàn)證了在此處使用ANSYSY軟件對大軸承滾柱進(jìn)行接觸應(yīng)力計(jì)算的可行性。在此基礎(chǔ)上引入滾柱母線進(jìn)行修正方法，通過反復(fù)的模擬確定最佳凸度值，使得滾柱接觸時(shí)邊緣應(yīng)力得到有效改善，以達(dá)到提高大軸承使用壽命的目的。