滑动支撑的新型滚刀设计及动态性能.pdfVIP

第３６卷第 １１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 哈　 尔　 滨　 工　 程　 大　 学　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｖｏｌ．３６ №．１１ ２０１５年１１月　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｎｏｖ．２０１５ 滑动支撑的新型滚刀设计及其动态性能 霍军周，孙晓龙，李广庆，李涛 （大连理工大学机械工程学院，辽宁 大连 １１６０２４） 摘　 要：盘形滚刀是全断面岩石掘进机中的重要组成部件，其失效将直接导致掘进效率迅速下降。 在传统滚刀系统动态特性 研究和滚刀结构基础上，设计了一种滑动轴承支撑的新型滚刀结构，采用滑动轴承进行径向回转支撑，刀体两侧对称安装两 － 套推力滚子轴承以提高滚刀整体的强度和轴向刚度，进而以此新型滚刀结构为基础，建立了新型滚刀轴 侧向动力学理论模 型。 以１７寸滚刀为例，与传统滚动轴承支撑的滚刀进行动态性能对比分析，动力学仿真结果表明：新型滚刀和传统滚刀的垂 向最大位移分别为０．０７５ ｍｍ和０．２１７ ｍｍ，振动位移幅值降低了６５．４％；侧向最大位移分别为０．０１０７ ｍｍ和０．０１８６ ｍｍ，振动 位移幅值降低了４２．３％。 新型滚刀结构减振效果十分明显。 关键词：滚刀；滑动支撑；结构设计；动态特性；全断面岩石掘进机 ｄｏｉ：１０．１１９９０／ ｊｈｅｕ．２０１４０７０６３ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ／ ２３．１３９０．ｕ１００９．００４．ｈｔｍｌ 中图分类号：ＴＰ６９　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１００６⁃７０４３（２０１５）１１⁃１５０９⁃０６ Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｄｉｓｃ ｃｕｔｔｅｒ ｕｎｄｅｒ ｓｌｉｄｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ ＨＵＯＪｕｎｚｈｏｕ，ＳＵＮ Ｘｉａｏｌｏｎｇ，ＬＩ Ｇｕａｎｇｑｉｎｇ，ＬＩ Ｔａｏ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｄａｌｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ １１６０２４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｄｉｓｃ ｃｕｔｔｅｒｉｓａｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆ ａｔｕｎｎｅｌｂｏｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ（ＴＢＭ），ａｎｄｉｔｓｆａｉｌｕｒｅｗｉｌｌｒｅｓｕｌｔｉｎｔｈｅｒａｐ⁃ ｉｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｂｏｒｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｅｗｔｙｐｅｏｆ ｄｉｓｃｃｕｔｔｅｒｗｉｔｈｓｌｉｄｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔ，ｂａｓｅｄｏｎａｓｔｕｄ⁃ ｙ ｏｆ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｄｉｓｃ ｃｕｔｔｅｒｓ． Ｉｔ ａｄｏｐｔｅｄ ｓｌｉｄｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇｓｆｏｒ ｒａｄｉａｌ ｒｏｔａｒｙ ｓｕｐｐｏｒｔ，ａｎｄｔｗｏｒｏｗｓｏｆｔｈｒｕｓｔｂｅａｒｉｎｇｓｉｎｓｔａｌｌｅｄｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｌｙ ｏｎｂｏｔｈ ｓｉｄｅｓｏｆｔｈｅｃｕｔｔｅｒ ｓｏａｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｉｔｓｏｖｅｒ⁃ ａｌｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄａｘｉａｌ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ．Ｆｕｒｔｈｅｒ，ａｎｅｗ ｔｙｐｅｏｆ ｄｉｓｃｃｕｔｔｅｒａｘｉａｌ⁃ｌａｔｅｒａｌｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｏｒｙ ｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｉｓｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｄｉｓｃ ｃｕｔｔｅｒ．Ｔａｋｉｎｇｔｈｅ １７⁃ｉｎｃｈ ｄｉｓｃ ｃｕｔｔｅｒ ａｓａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒ ａｎａ⁃ ｌｙｚｅｄ ｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈａｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｉｓｃｃｕｔｔｅｒｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｒｏｌｌｅｒｂｅａｒｉｎｇｓ．Ｔｈｅｄｙｎａｍ