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| 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。通过调研，常规三排滚柱回转支承轴承多为5m以内的小型轴承。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。 |
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