盾構(gòu)機(jī)保險(xiǎn)軸的疲勞特性研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)建設(shè)的快速發(fā)展,盾構(gòu)機(jī)在隧道建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。保險(xiǎn)軸作為盾構(gòu)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的核心部件,它不僅傳遞動(dòng)力,而且還有過載保護(hù)的作用。但是,在施工的過程中保險(xiǎn)軸的斷裂事故則時(shí)常發(fā)生,嚴(yán)重影響著施工進(jìn)度,浪費(fèi)大量的人力、物力,制約著我國(guó)盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展,給盾構(gòu)機(jī)的適應(yīng)性研究帶來了瓶頸。
　　 通過對(duì)實(shí)際工況下斷裂保險(xiǎn)軸的斷口的觀察與分析,得出花鍵保險(xiǎn)軸的斷裂性質(zhì)為疲勞斷裂,認(rèn)為變頻電機(jī)不同步、反復(fù)脫困、多次靜啟動(dòng)、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(xiǎn)軸疲勞斷裂的原因。介紹了疲勞強(qiáng)度的相關(guān)理論,提出了以ANSYS Workbench為計(jì)算工具,雨流計(jì)數(shù)法為隨機(jī)載荷計(jì)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(qiáng)度研究方法。計(jì)算分析了靜啟動(dòng)、變頻電機(jī)不同步、堵轉(zhuǎn)脫困、典型地質(zhì)的隨機(jī)載荷工況下保險(xiǎn)軸的疲勞壽命,并得出不同工況下保險(xiǎn)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(dòng)工況下保險(xiǎn)軸為無限壽命;堵轉(zhuǎn)脫困工況對(duì)保險(xiǎn)軸的壽命有較大的影響,是施工過程中保險(xiǎn)軸斷裂的主要原因,要嚴(yán)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(jī)不同步將大大降低保險(xiǎn)軸的疲勞壽命,造成保險(xiǎn)軸的疲勞斷裂;保險(xiǎn)軸在典型復(fù)合地層的隨機(jī)載荷作用下均為無限壽命,盾構(gòu)機(jī)在正常掘進(jìn)過程中所受的隨機(jī)載荷不是保險(xiǎn)軸疲勞斷裂的主要原因。
　　 研究結(jié)果對(duì)保險(xiǎn)軸的設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工提供了直接的參考,對(duì)盾構(gòu)機(jī)的國(guó)產(chǎn)