盾构机是用于地下隧道施工中的大型设备,主驱动轴承是盾构机的核心部件之一。虽然我国能够自主生产盾构机,但核心技术仍被发达国家掌握,造成我国生产的盾构中部分核心部件依赖进口。增加了我国盾构机的生产成本,还严重影响了我国盾构机行业的发展。因此,深入研究盾构机核心部件主驱动轴承,不但对实现盾构国产化以满足国内工程建设的要求有着促进作用,更对提升我国盾构技术研发有着积极意义。三排滚柱式回转支撑是主驱动轴承常采用的结构,具有尺寸较大,滚动体数目较多等特点,且在实际施工中受载十分复杂。为此本文以该结构轴承为研究对象,同时提出一种能够应用在盾构主轴承上的低摩擦损耗推力圆锥滚子轴承。首先,采用滚动轴承的传统理论计算方法,在额定工况、脱困工况、额定(无弯矩)工况下,对主驱动轴承进行受载状态分析,获得轴承每排滚动体的载荷、接触应力及接触半带宽。然后,运用Romax软件,对三排滚柱式回转支进行整体建模和仿真,分析了各排滚动体的载荷分布、应力变化规律。将理论结果与采用Romax软件分析的数据结果进行对比分析,为盾构主轴承的后续有限元分析提供参考。最后,采用有限元软件对推力圆柱滚子轴承、推力圆锥滚子轴承、新型推力圆锥滚子轴承进行动态接触分析,分别对其接触力、接触应力、等效应力、速度和摩擦损耗进行对比分析研究,从而证明所提出的新型推力圆锥滚子轴承应用在盾构主轴承上的合理性;除此之外,本文还对所研究的圆柱、圆锥滚动体进行对了数修形,以避免应力集中现象。本文的研究结果表明:新型推力圆锥滚子轴承与传统推力滚子轴承相比,其接触动力学性能有了很大提高,不但能够为新型推力滚子轴承应用到盾构主轴承上提供一定的理论基础和参考,还对其他轴向推力滚子轴承的设计、制造及应用起到了重要的推进作用。