目前，许多民用建筑地铁项目开始启动。在中国和世界各地，通过建设地铁可以缓解和改善大都市地区拥挤的交通条件。对于这些项目来说，有着太多的约束。如施工现场、城市环境、道路交通等因素使得几乎不可能使用传统的挖掘方法。而是使用一种可以在这些限制下使用的大型地下设备挖掘地铁#8212;#8212;盾构机。盾构隧道掘进机的基本优点是安全性高，开挖速度快，低人力。盾构隧道掘进机的基本优点是安全性高，开挖速度快，低人力耗费。同时盾构试验机挖掘与其他挖掘方法相比，减少了对居民的干扰和对环境的损害。因此，盾构隧道挖掘机已经成为了挖掘地铁的主要选择。

盾构机是盾构法施工中的主要施工机械。盾构施工法是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法，它使用盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。盾构主轴承是连接盾构刀盘系统与动力系统的关键部件，多采用回转支承，其寿命和可靠性直接影响盾构机械的施工安全。盾构机主轴承试验机需要满足盾构主轴承性能试验要求，能够对回转支承的性能检测提供可靠的实验数据。本课题需要根据3.4m盾构机主轴承的实际的工况状态，设计盾构机主轴承试验机的机械结构形式，用三维软件PRO/E进行建模。盾构机试验台需要满足盾构主轴承性能试验要求，能够对回转支承的性能检测提供可靠的实验数据。

图1-1盾构机主轴承图纸

盾构机的种类

按开挖面是否封闭划分，可分为密闭式和敞开式两类。
　　按平衡开挖面土压与水压的原理不同，密闭式盾构机又可分为土压式(常用泥土压式)和泥水式两种。
　　敞开式盾构机按开挖方式划分，可分为手掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式三种。
　　按盾构机的断面形状划分，有圆形和异型盾构机两类，其中异型盾构机主要有多圆形、马蹄形和矩形。

利用Pro/e软件进行盾构轴承试验机拟实造型和仿真装配并模拟运动，不但简便易行，而且效果突出，既可以将试验机细节表现无遗，又可以将其配合关系表达清楚，从而使人们在计算机屏幕上就可以详尽了解造型特点和啮合特性而通过运动仿真又能对部件在现实环境中的运动进行建立，评估和优化，以便最佳满足工程需求。在盾构轴承试验机的设计中,采用三维设计方法,利用Pro/E对其进行了三维实体建模及装配设计,并通过动态仿真和干涉分析,以验证设计方案的可行性。该方法提高了产品的设计质量和设计效率,为产品的结构优化设计提供了有效的途径。

文献[1]以大连理工大学硕士研究生刘贝贝所研究的兆瓦级风电变桨偏航和主轴承试验机为研制对象，利用结构模块化设计方法设计了既可以试验变桨、偏航这种大型回转支撑形式的轴承，也可以实现风电机组主轴承的模拟试验的总体方案；在总体方案的基础上，进行了试验机的各模块的机械结构设计，绘制出了机械装配图、部件图和零件图。同时根据设计要求和技术指标，经计算、选型、校核确定了所需要的标准件；利用Pro／E进行了试验机的关键受力部件三维简化建模，并利用有限元分析软件ANSYS分析校核了其刚度和强度；设计了试验机的加载、驱动和翻转的液压系统，确定了驱动电机、液压泵、液压缸、液压马达以及电磁控制溢流阀、比例减压阀等液压控制元件。并绘制了各模块的液压回路图、液压站装配图以及零件图：确定了OMRON的可编程控制器与计算机的通信方式。完成了测量控制系统中位移传感器、温度传感器和速度扭矩传感器等信号采集元件的选用和安装检测方式的确定。设计了具有手动的控制操作面板和自动控制的数控操作面板的良好人机界面。

文献[2] 根据被测轴承的实际工况(瞬时加速、瞬时大载荷加载),确定了轴承试验台的总体方案,并将试验台分为加速机组和加载机组两部分,以这两部分为主线分别进行了详细结构设计优化,对所用成品部件如电磁离合器、制动器、减速器等的选型及规格确定进行了说明,根据所有零部件实际尺寸完成了试验台的三维立体建模,详细介绍了一些关键部件的具体结构,并给出了加工完成后零部件及装配后试验台实物图片。利用有限元工具LS-DYNA对关键受力部件进行了动力强度分析。阐述了试验台控制部分组成,试验台控制系统共包括控制柜、变频柜、外围检测传感器三部分,使用LabVIEW进行控制软件的编制。

图2-1磁性轴承试验台 图2-2轴承试验台整体三维建模图