单层绕卷筒壁厚和钢丝绳直径关系探究

《单层绕卷筒壁厚和钢丝绳直径关系探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、单层绕卷筒壁厚和钢丝绳直径关系探究摘要：本文通过分析单层绕卷筒受力特点，推导出卷筒壁厚与钢丝绳直径的关系，重点提出将卷筒结构安全系数与机构工作级别相关联的设计思想，优化了卷筒自重。最后通过算例，验证卷筒壁厚与钢丝绳直径比例系数的正确性。关键词：卷筒；钢丝绳；壁厚；研究卷筒是直接影响起重机卷绕装置工作特性及制造成本的关键零部件［1］。多年来，起重机焊接卷筒的壁厚都是由经验公式确定的，《起重机设计手册》建议绳壁系数1.0,即焊接卷筒壁厚约等于钢丝绳直径。该方法简单实用，但偏于保守，材料的承载能力没有得到充

2、分的利用。近年来，随着生产技术的不断发展和生产规模的不断扩大，如果继续采用传统的经验公式进行设计，则卷筒的壁厚将会随着钢丝绳的直径相应的增大，由此会带来一系列相应的问题［2］。第一，卷筒壁厚的增大，将会使钢板的加工和焊接难度增大，导致加工成本提高，生产周期加长；第二，加工卷筒的钢板过厚会使弯曲后的卷筒内外表面的伸缩量差值加大，从而导致卷筒内的初始应力呈现非均匀性的增大；第三，卷筒壁厚的增大，致使卷筒重量、转动惯量的增大，将会导致电动机功率的提高和相关设备重量的增大，从而影响了起重机小车的生产成本。1•

3、单层绕卷筒的载荷特点当钢丝绳卷绕到卷筒上后，将卷筒箍紧，此时在卷筒上产生三种应力。1.1•钢丝绳卷绕在卷筒上产生的箍紧（挤压）应力；1.2.绕出绳的拉力产生的弯曲应力；1.3•传递扭矩产生的扭转应力。其中第1.1.项所论及的由钢丝绳包绕所产生的挤压应力是产生卷筒应力的主要载荷。2.卷筒壁厚与钢丝绳直径的关系单层绕卷筒表面通常切出导向螺旋槽，绳槽分标准槽和深槽两种形式，一般情况下都采用标准槽。结合文献［4］《起重机设计手册》和文献［51GB8918-2006《重要用途钢丝绳》给出了卷筒绳槽的尺寸，如表1

4、所示。表1卷筒绳槽尺寸3.计算实例4.结论本文通过分析单层绕卷筒的载荷特点，推导出卷筒壁厚与钢丝绳直径的关系，并提出将卷筒安全系数与机构工作级别相关联的设计思想，从根本上优化了卷筒重量，有利于降低机构成本。最后通过实例验证了单层绕卷筒壁厚与钢丝绳直径比例系数的正确性。参考文献：[1]杨长❷.起重机械[M].北京：机械工业出版社，1992.[2]肖汉斌.起重机卷筒强度和稳定性理论分析与试验研究[D].武汉理工大学，2002.[3]P.Dietz.单层和多层卷绕卷筒尺寸的确定和承载能力的计算[J].国外起

5、重运输技术,1981(3)：13-26.[4]张质文，虞和谦，王金诺等•起重机设计手册[M].北京：中国铁道出版社，2001.[5]中华人民共和国国家标准.GB8918-2006重要用途钢丝绳[S].北京：机械标准出版社，2006.