盾構(gòu)機保險軸的疲勞特性研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟及社會建設(shè)的快速發(fā)展,盾構(gòu)機在隧道建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。保險軸作為盾構(gòu)機驅(qū)動系統(tǒng)中的核心部件,它不僅傳遞動力,而且還有過載保護的作用。但是,在施工的過程中保險軸的斷裂事故則時常發(fā)生,嚴重影響著施工進度,浪費大量的人力、物力,制約著我國盾構(gòu)機的發(fā)展,給盾構(gòu)機的適應(yīng)性研究帶來了瓶頸。
　　 通過對實際工況下斷裂保險軸的斷口的觀察與分析,得出花鍵保險軸的斷裂性質(zhì)為疲勞斷裂,認為變頻電機不同步、反復(fù)脫困、多次靜啟動、地質(zhì)條

2、件的變化及回轉(zhuǎn)系統(tǒng)彎扭耦合等是造成保險軸疲勞斷裂的原因。介紹了疲勞強度的相關(guān)理論,提出了以ANSYS Workbench為計算工具,雨流計數(shù)法為隨機載荷計數(shù)方法,古德曼直線為平均應(yīng)力修正理論,帕姆格倫-邁因納(Palmgren-Miner)理論為疲勞累積損傷理論的疲勞強度研究方法。計算分析了靜啟動、變頻電機不同步、堵轉(zhuǎn)脫困、典型地質(zhì)的隨機載荷工況下保險軸的疲勞壽命,并得出不同工況下保險軸的安全系數(shù)、壽命、損傷等隨載荷幅值的變化曲線。

3、r>　　 結(jié)果顯示:靜啟動工況下保險軸為無限壽命;堵轉(zhuǎn)脫困工況對保險軸的壽命有較大的影響,是施工過程中保險軸斷裂的主要原因,要嚴格控制堵轉(zhuǎn)脫困的次數(shù)和載荷的幅值;堵轉(zhuǎn)脫困工況下,變頻電機不同步將大大降低保險軸的疲勞壽命,造成保險軸的疲勞斷裂;保險軸在典型復(fù)合地層的隨機載荷作用下均為無限壽命,盾構(gòu)機在正常掘進過程中所受的隨機載荷不是保險軸疲勞斷裂的主要原因。
　　 研究結(jié)果對保險軸的設(shè)計及現(xiàn)場施工提供了直接的參考,對盾構(gòu)機的國產(chǎn)