关于hw50型液压绞车卷筒力学特性研究

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1、第5期机械设计与制造2013年5月MachineryDesign&Manufacture15HW50型液压绞车卷筒力学特性研究郑刚’，谢方伟，王书蒙，王和伟(1．江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013；2．淮北万源工贸有限公司，安徽淮北235052；3．三一重型装备有限公司，辽宁沈阳110027)摘要：液压绞车是一种用途广泛的起重设备，其中卷筒是关键的承力部件。为了清楚把握卷筒的力学特性，建立了卷筒的三维模型，研究了卷筒的应力和变形情况。研究结果表明，卷筒承受的应力从中部往两边逐渐减小，且内表面的应力大于外表面；由于在筒壁与侧板连接处做了圆角处理，避免了应力集中；卷筒整

2、体变形不大，变形量从中部往两边变形逐渐减小，最大变形出现在内表面处。研究结果可以为卷筒的设计提供一种参考方法，同时为下一步的优化设计提供理论基础。关键词：液压绞车；卷筒；力学分析；优化设计中图分类号：TH16；U664．4+4文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)05—0015—03MechanicalPropertiesofaRolleroftheHW50HydraulicWinchZHENGGang，XIEFang-wei，WANGShu-meng，WANGHe-wei(1．SchoolofMechanicalEngineering，JiangsuUni

3、versity，JiangsuZhenjiang212013，China；2．HuaibeiWanyuanIndustry&TradeCo．，Ltd，AnhuiHuaibei235052，China；3．SanyHeavyEquipmentCo．，LTD，LiaoningShenyang110027，China)AbsWact：Hydraulicwinchiswidelyusedhoistingequipment，androllerisoneofthemainforce-supportingparts．Tograspthemechanicalpropert&softhero

4、ller，its3Dmodelwasbuilttostudyitsstressanddeformation．Theresultsshowedthatthestressoftherollerdecreasesfromthecentertothebothsides，andthevalue0ntheinnersucfaveisbiggerthanthatontheoutersu，7e．Becauseoftheroundcornerismadebetweentherollerwallandthesideplate，thestressconcentrationsavoided．The

5、wholedeformationoftherollerissmall，andthedeformationdecreasesfromthecentertothebothsides，andthedeformationappearsontheinnersu~ave．Theresearchresultsprovidecertaintheoreticalreferenceyortheoptimizationdesig~ofthediscbrake．KeyWords：HydraulicWinch；Roller；MechanicalAnalysis；OptimizationDesign上

6、1日液压绞车是由液压马达驱动，通过卷筒缠绕钢丝绳以提升或牵引重物的起重设备，在结构上具有紧凑、体积小、重量轻、外形美观等特点，在性能上则具有安全性好、效率高、起动扭矩大、低速稳定性好、噪音小、操作可靠等特点。由于该液压绞车具备上述优点，使其广泛应用于船舶、铁路、机械、石油、冶金等行业。液压绞车机构简图，如图l所示。由图1可知，液压绞车主1．液压马达2．制动器3．行星减速器4．卷筒5．机架图1液压绞车机构简图要由液压马达、制动器、行星减速器、卷筒和机架等组成。其中，卷Fig．1HydraulicWinchMechanismDiagram筒是液压绞车动力传递的关键部件。2卷筒有

7、限元模型的建立由于长期以来，人们在设计卷筒时多采用经验法，对设计的选用美国PTC公司的Pro／ENGINEERwildfire2004软件建立卷筒力学特性缺乏全面的了解，使得所设计的卷筒结构不合理，卷简的三维实体模型。由于卷筒的结构、载荷和约束都是对称的，进而影响液压绞车的使用寿命。因此，拟采用有限元法研究因此只取卷筒的一半模型，如图2所示。卷筒基本参数如下：HW50型液压绞车卷筒的力学特性，为卷筒和类似产品的设计提卷筒最小外径：Do=450mm供一种设计方法和理论参考。卷筒结构外径：D，=550mm来稿日期：20