500t浮式疏浚抓斗起重机超大轴承结构设计与优化分析.pdfVIP

2013年第42卷 机械设计与制造工程 承载机构，而主推滚柱是回转支承中的主要承载单 包括滚动体的间隔宽度 取值范围为 1O一20mm； 元，所 以滚柱的设计成为设计的关键 。主推滚柱设 轨道中心直径 和起重机下部分基座直径相匹 计中，相互独立的设计参数为滚道中心半径 D。、滚 配，推导得出 取值范围为9500～10000mm。 柱底面半径D、滚柱长度L和主推滚柱总数 z，滚 由计算公式 ： 柱长度即为滚柱与踏面的接触长度 (有效接触长 Z=,trDo／(D0一B) 度数值)。在满足寿命和强度的力学要求下，滚柱 可得约束条件： 直径越小，数量越少，最为优化。而滚柱直径和数量 C4()= 3一(叮r6—0．5x1)／(x1+l0)≤0 可反映在滚动体的总体积上，因此选滚动体总体积 C5()=(订0—0．5x1)／(2+20)一 3≤0 为 目标函数，记为 )= 123，1，2，3分别为 3．3 MATLAB优 化 滚柱直径 D 、接触长度 L和滚柱数量 Z。建立 目标 由上述计算可得如下数学模型： 函数为 ： 目标函数 minf(x)=IT2l23 minf(x)= ， (1) 3．2 约束条件 约束条件： a．载荷约束。 fC1()：6．022X10 一80x123≤0 额定静载荷为： Ic2()= 2一 1≤0 Co=foDlLZ {c3()=0．7x1一2≤0 (2) C0／C。≥is lc4()=3一(,rrb一0．5x1)／(l+10)≤0 式中：C。为额定静载荷；C。为当量静载荷。 C5()=(竹口一0．5x1)／(2+20)一 3≤0 参照 《疏浚工程设计手册》对静载荷系数取 此数学模型求解为非线性 目标函数的非线性 为 ： 约束优化 (其中c：，c，式为线性约束，编程时可 fo=80N／mm 把该线性约束看作特殊的非线性约束项进行优化 浮式起重机的当量静载荷取决于整体载荷状况，计 计算)，因此建立 目标函数文件为： 算分析： functionf=objfun(X) c = f=(pi／4)：I：X(1)． X(2)；Icx(3)； 式中：F为轴向载荷； 为倾覆力矩。 非线性约束文件如下： 可得载荷约束条件： function[c，ceq]=confun(x) c=[602200000—120 X(1) X(2) x(3)； C1()：L(F+ )一fo ，≤0 x(1)：IcX(3)+100$x(