盾構機刀盤驅動大軸承設計研究.pdf

1、隨著我國城市地下軌道建設的快速發(fā)展，盾構機作為專門的地下隧道施工設備得到廣泛的應用。驅動大軸承是盾構機的關鍵部件之一，長期依賴進口，因此對大軸承的研究將有助于提升我國盾構機大軸承的設計制造水平，滿足國內工程建設的要求。本文以軸承壽命設計為基礎，結合優(yōu)化設計與有限元分析軟件對大軸承的設計理論和方法進行研究，具體如下：
　　 論文首先對傳統(tǒng)的軸承設計理論與現(xiàn)代設計方法進行分析研究。通過傳統(tǒng)設計方法與現(xiàn)代設計方法的比較，得出在軸承設計

2、中運用現(xiàn)代設計方法的必要性。特別是像盾構機大軸承這種用于特定場合的大型軸承，其結構參數(shù)一般沒有標準可以參考，設計過程中應有效地將傳統(tǒng)軸承壽命設計理論與現(xiàn)代優(yōu)化方法相結合。
　　 針對盾構刀盤驅動系統(tǒng)結構和工作原理，對驅動大軸承的受力情況進行詳細的分析。以目前國外盾構機普遍采用的三排滾柱式大軸承作為研究對象，結合盾構機大軸承受力特點和大軸承設計方法建立其結構主參數(shù)化優(yōu)化模型。并以成都地鐵作為案例運用MATLAB進行大軸承主參數(shù)優(yōu)化

3、求解。結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，對大軸承的國產化有一定的積極作用。
　　 最后運用ANSYS軟件對滾柱和滾道接觸部位進行了接觸應力分析，所得出的結果和傳統(tǒng)赫茲理論計算出的結果進行了對比，從而驗證了在此處使用ANSYSY軟件對大軸承滾柱進行接觸應力計算的可行性。在此基礎上引入滾柱母線進行修正方法，通過反復的模擬確定最佳凸度值，使得滾柱接觸時邊緣應力得到有效改善，以達到提高大軸承使用壽命的目的。