基于轴承等效刚度法的TBM盘形滚刀模态分析

• 作者: 刘进 张魁 谢燕琴
• 来源期刊: 现代制造工程
• 学科: 工学
• 关键词: 岩石隧道掘进机 盘形滚刀 ANSYS 模态分析 等效刚度法 轴承简化
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 设备设计/诊断维修/再制造
• 页码范围: 154-160
• 页数: 7页
• 分类号: TH113.1
• 字数: 4127字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2019.02.028

摘要

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	谢燕琴		13	3	1.0	1.0
2	刘进		2	1	1.0	1.0
3	张魁	湘潭大学机械工程学院	5	2	1.0	1.0