Resumen

Se establece un modelo dinámico de acoplamiento de múltiples grados de libertad, que contiene un cabezal de corte conjunto, una corona dentada interior, un cuerpo de escudo de soporte y piñones, considerando las excitaciones estocásticas externas, la rigidez de engrane variable en el tiempo, los errores de transmisión, la holgura, etcétera. Basándose en los parámetros de un proyecto real y en el fuerte impacto de las excitaciones externas, se analizan las propiedades modales y las respuestas dinámicas, y se obtienen las cargas superficiales de la junta del cabezal de corte y se tratan mediante el recuento del flujo de lluvia. Los resultados numéricos indican que las frecuencias naturales bajas son 57 Hz y 61 Hz, y los modos naturales de vibración son el modo rotacional piñón-motor y el modo acoplado de traslación-volteo del cabezal de corte con corona dentada interior, correspondientemente. Además, la amplitud axial y radial de las respuestas dinámicas son de 0,55 mm y 0,25 mm, respectivamente. Las frecuencias de las vibraciones radiales, de torsión y de vuelco se concentran predominantemente en 112 Hz y 120 Hz, lo que indica que las respuestas de vibración del cabezal de corte se ven afectadas principalmente por las excitaciones externas. Por último, como han demostrado los resultados del recuento del flujo de lluvia, la desviación estándar de las cargas de la superficie de la junta del cabezal de corte en cada dirección aumenta entre 12 y 15 veces, en comparación con la de las excitaciones externas; por lo tanto, el efecto de inercia debe tenerse en cuenta en el diseño del cabezal de corte. La investigación propuesta sienta las bases para la optimización del rendimiento dinámico y la evaluación de la vida útil del crecimiento de grietas por fatiga de la estructura del cabezal de corte.

• Materias:Matemáticas Análisis Matemático Álgebra Ingeniería Matemática aplicada Lógica matemática
• Subjects:mathematics Mathematical Analysis Algebra Engineering Applied Mathematics Mathematical logic
• Palabras claves:cargas superficiales de la junta del cabezal de corte, corona dentada interna, excitaciones externas, respuestas dinámicas, evaluación de la vida útil del crecimiento de grietas por fatiga, optimización del rendimiento dinámico, excitaciones estocásticas externas, resultados del recuento de flujos, frecuencias naturales bajas, modos naturales de vibración
• Keywords:cutterhead joint surface loads, inner ring gear, external excitations, dynamic responses, fatigue crack growth life assessment, dynamic performance optimization, external stochastic excitations, flow counting results, low natural frequencies, natural vibration modes