关于绞车锚机的卷筒体和侧板的强度计算分析

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1、附件A绞车/锚机强度计算分析（14页）甲板机械，EWZ-001-02-P03-W015,附件A-修订第3版Page13of13带式制动器受力分析参考：“机械工程设计”，辛格雷该制动器由一只用刹车内衬带环绕的特色卷筒组成。制动器通过把手手动操作。注意：刹车带材料不能是石棉Ф-内衬带角度（弧度）r-卷筒半径A．刹车能力计算（i）对于系泊绞车，要求刹车扭矩基于80%的钢丝绳（BSWR）破断拉力，适应于第一层。T=（BSWR）rT-刹车扭矩（ii）一旦决定了刹车扭矩，即可通过力平衡原则计算出用以支持扭矩的力P1和P2。T=（P1-P2）

2、rP1，P2-支持力-制动器摩擦系数e-指数-卷筒半径接触带角度制动带摩擦系数特征值为0.30-0.35（干）。（iii）支持力转换成刹车连接，根据负载可单独检验。设计标准适用于无限平面上的销联接——“应力集中效应”皮德森制造商需同时考虑4种安全系数作为刹车能力的安全系数。钢丝绳厂家推荐0.25倍钢丝绳破断强度为钢丝绳工作力。（iv）重点注意：制动带受力最大值应同时被制造商推荐并由经验证明。绞车卷筒和卷筒壁计算参考：“焊接件设计”布鲁德格特第5.3章节“应力应变公式”洛克D–卷筒壁直径d–卷筒直径r–倒圆角b–钢丝绳直径A.卷筒

3、厚度的决定甲板机械，EWZ-001-02-P03-W015,附件A-修订第3版Page13of13(i)假设缠绕在卷筒外的一层钢丝绳是一个外壳，并且钢丝绳拉力导致卷筒受单位内径力。单位内径力引起的卷筒负载由以下方程式决定：F–钢丝绳拉力b–钢丝绳直径rm–卷筒中心线到第一层钢丝绳中心距离使用上述公式，总卷筒负载应为计算出的每层钢丝绳拉力产生的卷筒负载之累计之和。i–钢丝绳缠绕层数(ii)卷筒可被视为屈服于外力的薄壁管。决定临界屈服应力的方法是假设管子足够长以至于管端支撑力不影响屈服应力的保守理论。(iii)当所有条件已知，破断力

4、可用下列公式计算：Wc=KE(t/D)3Wc–破断力[psi]t–卷筒厚度D–卷筒外直径K–弯曲系数，依据比值L/R和D/t(插值法)[根据本章节下方4张图标中第1张]E–杨氏模数L–卷筒长度R–卷筒内半径临界屈服应力计算：E–杨氏模数v–泊松比t–卷筒厚度r–卷筒半径甲板机械，EWZ-001-02-P03-W015,附件A-修订第3版Page13of13对钢材料因此最小卷筒厚度为：替换Pmax为Pcr可得ABS规范的最小厚度。最大应力(Pmaxcr)由钢丝绳缠绕总应力和安全系数(通常为2到2.5)乘积得出。若不考虑安全系数，则

5、应力结果必须小于屈服强度。Y–卷筒材料的屈服强度t–外壳或卷筒厚度-最大合应力[参考：以下图表摘于马克标准机械工程手册，第9版，马克格雷．希尔，第5-49章]简支端外径力图1甲板机械，EWZ-001-02-P03-W015,附件A-修订第3版Page13of13固定端外径力图2甲板机械，EWZ-001-02-P03-W015,附件A-修订第3版Page13of13简支端径向末端外力图3甲板机械，EWZ-001-02-P03-W015,附件A-修订第3版Page13of13固定端径向末端外力图4A.卷筒壁厚度计算甲板机械，EWZ-

6、001-02-P03-W015,附件A-修订第3版Page13of13(i)第一步依据钢丝绳缠绕决定卷筒壁所受水平力TR–卷筒壁厚度B–钢丝绳直径R–卷筒半径由每层钢丝绳缠绕引起的卷筒内径力可由以下公式计算：(磅/英寸圆周)F–钢丝绳拉力Ri–卷筒中心至钢丝绳中心的距离受力分析举例(ii)一旦得出由每层钢丝绳缠绕引起的卷筒壁上水平力(Rx)，总弯曲力矩可由下列公式计算：(iii)总弯曲应力可选取卷筒壁上一个局部1”宽的径向截面，按照悬臂梁纯弯矩计算。抗弯惯性矩：替换“t”为“h”以计算厚度注意：在上述左图中，卷筒壁厚度应由变量“

7、t”决定，而不是“1英寸”值。因此由纯弯矩导致的总应力为：甲板机械，EWZ-001-02-P03-W015,附件A-修订第3版Page13of13Mt–总弯矩c–卷筒壁中心到该单位截面的距离又，该应力大小不能超过卷筒壁材料的屈服强度。SB

8、杆，并使用标准弯扭公式计算出焊缝应力值。(ii)焊缝上由力F产生的剪切应力：磅/英寸F–剪切力Aw–焊缝面积=3.14d(iii)扭矩产生的剪切应力：磅/英寸甲板机械，EWZ-001-02-P03-W015,附件A-修订第3版Page13of13T–实际扭矩-抗