解析升船机主提升机焊接卷筒疲劳强度设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com第11卷第2期中国工程机械学报V01．11No．22013年4月CHINESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERYApr．2013升船机主提升机焊接卷筒疲劳强度设计廖乐康，王蒂(长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉430010)摘要：阐述了钢丝绳卷扬式垂直升船机主提升机卷筒结构的载荷及应力分布特点，应用国内和国际有关金属结构疲劳强度的设计规范，对部分已建升船机主提升机卷筒结构的疲劳特性进行了分析，在此基础上提出了升船机主提升机大型焊接卷筒结构的疲劳强度计算方法．关键词：升船机

2、；焊接卷筒；疲劳强度；应力变化幅度；脉动循环中图分类号：TG156文献标志码：A文章编号：1672—5581(2013)o2—0146—06Designmethodologicalinvestigationintofatiguestrengthforlarge-scaleweldeddrumofmainshiplifthoisterLIAOLe—kang，WANGDi(ChangiiangLimitedLiabilityCompanyofSurveyPlanningDesignandResearch，Wuhan430010，China)Ab

3、stract：Inthisstudy，theloadingandstressdistributionfeaturesofdrumstructurearespeculatedformainhoisterofsteel—rope—windingverticalshiplift．Byapplyingdomesticandinternationaldesignspecificationsonmetalstructuralfatiguestrength，thedrumstructurefatiguepropertiesareanalyzedonexi

4、stingshiplifts．Basedonthisnotion，afatiguestrengthcomputationalmethodispostulatedforlarge—scaleweldeddrumstructures．Keywords：shiplift；weldeddrumstructure；fatiguestrength；stressamplitude；pulsationcircle升船机主提升机卷筒结构是钢丝绳卷扬式升升卷筒失效的情况．该卷筒在经历约7X10次载船机的关键设备之一，其安全可靠性对于保证钢丝荷循环后筒体出现裂纹

5、，尽管对筒体和加劲环进行绳卷扬式升船机正常运行的重要性不言而喻．由于了处理，但裂纹却继续扩展．该事故是典型的疲劳加工精度高、质量大，其生产成本非常高昂．一旦出破坏案例．该文献还提到了矿井提升机其他卷筒体现疲劳失效，现场处理较为困难，造成枢纽断航，导出现裂纹的情况，说明焊接卷筒结构疲劳破坏不是致巨大的经济损失．鉴于此，为配合三峡钢丝绳卷偶然事故．文献[1]认为，卷筒结构是按静强度设计扬式升船机的初步设计，在三峡升船机“七五”和的，而卷筒筒体承受的是交变的钢丝绳箍紧力，这“八五”科技攻关项目中，长江勘测规划设计研究是导致卷筒筒体失效的根本原因．

6、院分别与第二重型机器厂、洛阳矿山机器厂和大连尽管存在卷筒结构的疲劳破坏现象，但国内现理工大学合作，对卷筒结构形式、强度及稳定性等有起重机规范和其他行业规范对于卷筒结构的疲问题进行了研究，其中包括对卷筒结构疲劳强度的劳强度并未作明确的规定[2I3]．国外起重机相关规初步理论分析，提出了升船机主提升机卷筒结构厚范也未对卷筒疲劳强度专门提出要求L4]．不仅如壁弱支和不设支环的建议，该建议为其后的钢丝绳此，有关卷筒结构疲劳强度的研究也很少见．文献卷扬式升船机卷筒设计所采纳．在矿井提升机中，[7]采用有限元法对疲劳强度进行了分析．该文给焊接卷筒的失效

7、形式之一是疲劳破坏，它通常发生出了由有限元计算出的静应力云图和疲劳应力云在筒体加劲环与简体的焊缝连接部位、开孔应力集图以及应力集中部位，但对于卷筒结构的疲劳载荷中部位及支轮孔角附近．文献[1]介绍了某矿井提循环特性则未作说明，也未涉及焊缝的疲劳特性．作者简介：廖乐康(1962一)，男，高级工程师．E．mail：liaolekang@yahoo．com．cn学兔兔www.xuetutu.com第2期廖乐康，等：升船机主提升机焊接卷筒疲劳强度设计147文献[8]对矿井提升机的卷筒失效形式进行了分壳与支轮连接部位的应力及支轮的应力计算．析，指出卷

8、筒失效的主要原因是载荷变化导致结构2．1自由筒壳区应力计算疲劳破坏，但仅对卷筒的静态受力进行了详细的解自由筒壳区的应力为析分析，对于卷筒的疲劳强度计算未作分析．总的丽T(2)说来