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大型挖泥船用回转支承轴承性能研究
| 论文题名： | 大型挖泥船用回转支承轴承性能研究 |
| 关键词： | 水工机械;疏浚挖泥船;支承结构;船舶设计 |
| 摘要： | 随着我国海洋经济的快速发展,越来越多的机械工程师投入大量精力研发和改善海洋类机械设备,以大型海洋起重设备的发展最为迅速,尤其是回转型起重机械。作为回转起重机械中最为重要的基础构件----回转支承装置越来越受到重视,对其大型化的要求也越来越多。回转支承装置是连接设备基座与回转体,完成设备回转运动的构件,主要承担起重机的工作负荷与自重。在大型的回转支承轴承设计中,如果设计不合理,极易出现机械故障,不仅修理繁杂,消耗费用大,还会造成长时间的非正常停机,严重影响工程进度;另一方面,也会导致吊机的日常维护工作繁重,存在安全隐患。所以,针对大型回转支承轴承的性能进行研究,用于指导设计和生产,保证大型涉海起重机的施工安全、提高工程效率和经济效益,具有重要的意义。 本文基于舟山海川船舶机械有限公司生产的30m3大型挖泥船疏浚起重机,对该设备的超大型回转支承轴承(单排圆锥回转支承)进行研究,发现其制造加工、结构性能和工作状况均存在不足,决定对其进行创新设计与改造。实现在超10m直径的起重机回转支承轴承上,首次使用三排滚柱型(13系列)轴承结构的目的。克服原单排滚柱轴承曲面加工复杂、制造精度高、安装结构繁琐和海洋防腐性能差等一系列缺陷,为回转支承行业发展做出自己的努力。基于海川公司起重机回转支承轴承的结构性能研究:该起重设备需要的回转支承直径10.01m,机械载荷大(30m3挖泥量/极限载荷500T)、工作环境差、腐蚀性强、维护难度大;在原有安装尺寸基础上,设计出13系列大型回转支承轴承;并对设计零件进行数学建模,进行MATLAB优化设计,得到最优结构尺寸;然后以该数学模型下的最优结构尺寸进行CAD(Solid works)三维建模;通过ANSYS Workbench分析平台,对最优结构尺寸模型进行有限元分析,得出该零件的受载云图和形变,结果均在许用范围内。证明该设计和优化方法的准确合理性,实现改造的目的。通过本次项目改造,最终完成30m3大型挖泥船疏浚起重机回转支承改造工作,设计的大型三排滚柱回转支承轴承满足结构和工况等要求,也证明了设计方法、数学模型和轴承性能分析结果的正确可靠性。 |
| 作者： | 王朋 |
| 专业： | 农业机械化 |
| 导师： | 张玉莲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江海洋学院 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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