基于轴承等效刚度法的TBM盘形滚刀模态分析

为了指导岩石隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)所用盘形滚刀(以下简称滚刀)的选型和装配,在合理分析滚刀实际受力与轴承变形特性的基础上,基于等效刚度法,将复杂轴承结构简化成弹簧阻尼质点系统,并提出了ANSYS环境下滚刀动力学有限元建模方法。通过算例计算,提取了滚刀前五阶模态参数,归纳了各阶模态的振型特征,并结合TBM标准线切割实验台上获得的滚刀垂直力载荷特征,分析了算例滚刀模态激发的可能性。最后,在不改变模型其他参数的前提下,分析了轴承等效刚度对滚刀模态参数的影响规律,并从轴承选用和轴向预紧力两个方面,给出了改进建议。研究结果表明,滚刀一阶固有频率随着轴承等效径向刚度的增加而增加,但受轴承等效轴向刚度影响较小;算例滚刀一阶固有频率较低,与特定工况下阶跃破碎周期接近,故易引发刀具共振;高阶模态较难激发。

液压马达减速器工况模拟试验台设计研究

液压马达减速器广泛地运用于工程机械的回转机构和行走机构中。在工程机械实际施工过程中,因液压马达减速器所处工作环境极其恶劣,极易产生失效故障。为了有效预测液压马达减速器使用寿命,研究其性能劣化规律和失效机制,在深入分析某型泵车用液压马达减速器工况的前提下,从试验台布置形式、加载方式和装夹形式3个方面探讨液压马达减速器工况模拟试验台设计方案,其中:运用可逆转三级平行轴减速器做增速器以解决加载装置过大和安装调试困难这一难题;采用油泵加载方式以实现载荷的自动控制;设计带榫槽配合的安装座以快速可靠装夹被试液压马达减速器。最终,设计出了适应于不同转速、输入输出扭矩的大功率减速机模拟试验台。结果表明:该试验台满足设计功能需求,且试验台惯性轮转动惯量折算到液压马达减速器输出轴上的转动惯量与实际工况一致。