考虑磨损的全断面硬岩掘进机主轴承寿命计算

主轴承是全断面硬岩掘进机传动系统的重要部件，在恶劣的服役环境下会因磨损疲劳复合作用导致寿命计算困难，分散性大，因此提出一种考虑磨损的TBM主轴承寿命预测模型。首先，为确定主推滚子载荷，建立主轴承载荷分布计算模型并通过有限元模型进行验证；然后，为获得滚子接触特性，建立滚子与滚道接触的局部有限元模型，以最大接触载荷为输入进行求解；最后，基于Archard磨损理论与连续损伤力学理论对主轴承疲劳寿命进行预测。某4.8 m级TBM主驱动轴承的寿命预测结果表明：滚子中心处不发生磨损，磨损深度从滚子中心到两端先增大后减小，导致最大接触应力从最初边缘处的1 253 MPa增大至中心处的1 584 MPa,滚子有效接触长度从94 mm增大至96 mm,计算得到主轴承寿命为15 778 h。