大长径比多绳卷筒的设计.pdf

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1、大长径比多绳卷筒的设计宋远卓蒋春祥谭寒秋1杭州国电机械设计研究院有限公司杭州3100302北京起重运输机械设计研究院北京100007摘要：升船机上大长径比多绳卷筒要承受由船厢侧和平衡重侧的多根钢丝绳拉力而产生的弯曲应力，并承受较大的扭矩载荷，其弯曲应力和扭矩载荷较常规起重机卷筒要大数倍以上。作为升船机上的关键受力部件，卷筒要承受超常规的弯曲应力和扭矩，还需控制其承载时变形。文中卷筒设计采用双头出绳共槽钢丝绳卷绕方式，以减少卷筒长度，并采用短轴式卷筒加内支承板方案，以增加卷筒的整体抗弯性能，最后通过有限元法验证卷筒设计方案的可行性

2、。关键词：大长径比；多绳共槽；短轴式卷筒；设计中图分类号：U642：TH132．33文献标识码：A文章编号：1001—0785(2013)10—0063—03Abstract：Thelargelength—to—diameter—ratiomuhi—ropedrumontheshiplifthastobearthebendingstressandtorqueloadarisingfromtensionforceofmultipleropesatshiptanksideandbalanceheavyside，whichisseve

3、raltimesofthatari-singfromotherordinarycranedrums．Asthekeystresspartoftheshiplift．thedrumhastobearextraordinarybendingstressandtorque，andcontrolanydeformationfromloading．Thedruminthepaperisdesignedwithwindingmethodofboth—endoutletropesinonetrough，toreducethedrumlengt

4、h．Theminor—axisdrumwithbearingplateinsideisusedtoin—creasetheoverallanti—bendingperformanceofthedrum．Finiteelementmethodisusedtoverifyfeasibilityofthedrumde-signscheme．Keywords：largelength-to—diameter—ratio；multi—ropeinonetrough；minor-axisdrum；design研究对象，卷筒直径为2000mm，

5、钢丝绳直径为0概述38mm，最大起升高度为13．45in，最大受力工况卷扬提升式升船机的卷筒是整机最关键的部下每根提升绳最大拉力为106kN，每根转矩平衡件，其特点是：卷筒两侧均有钢丝绳出绳，其中绳最大拉力54kN，卷筒在承受超弯曲应力和扭矩一侧(船厢侧)钢丝绳(即提升绳)出绳连接船载荷作用下，制动盘轴向变形需控制在0．25mm厢，另外一侧(配重侧)钢丝绳(即转矩平衡绳)以下。出绳连接转矩平衡重；单个卷筒需卷绕多根甚至该卷筒为目前国内升船机上出绳端头最多，10根钢丝绳，每侧均有多个甚至10个钢丝绳出绳长径比最大的卷筒。设计的难点

6、是减少卷筒长度端头。和承受超常规的弯、扭综合应力下如何控制卷筒该卷筒不但要承受由船厢侧和平衡重侧的多变形。根钢丝绳拉力而产生的弯曲应力，还需承受较大1双头出绳共槽钢丝绳卷绕方案的扭矩载荷，其弯曲应力和扭矩载荷较常规起重机卷筒要大数倍以上。升船机卷筒上均设有安全该卷筒的每根钢丝绳卷绕采用双出头形式，制动器的制动盘，制动盘对承载变形有很高的要钢丝绳在卷筒上有2个出绳头，其中1个出绳头和求。作为升船机上的关键受力部件，要承受超常船厢相连(即提升绳)，另外一个出绳头和转矩平规的弯曲应力和扭矩，还需控制其承载变形，因衡重相连(即转矩平衡绳

7、)，每个卷筒上共有20此，升船机上的卷筒设计是升船机主提升机能否个出绳头，每侧各有10个出绳头。每根提升绳可靠运行的关键。(转矩平衡绳)和邻近的转矩平衡绳(提升绳)共本文以黄山升船机的大长径比多出头卷筒为用工作圈，以有效减少卷筒长度，双头出绳共槽《起重运输机械》2013(10)一63—钢蝇卷绕方案见图1。方案。本文所设计的卷筒长径比为2．05，长径比转矩绳1转矩绳2转矩绳3转矩绳4转矩绳5转矩绳6转矩绳7转矩绳8转矩绳9转矩绳10大为国内已建升船机中最大，采用长轴式卷筒方案不利于卷筒的结构受力，短轴式卷筒方案结构见图2。图1双头

8、出绳共槽钢丝绳卷绕方案图1中的卷筒共卷绕2O根钢丝绳，编号依次为提升绳1～10，转矩绳1～10；提升绳1—10与转矩平衡绳1～10一一对应共用1根钢丝绳。相邻的提升绳和转矩平衡绳共用工作圈，即提升绳1和转矩平衡绳2共用2．15圈工作圈，提升绳2和1．减速器端幅板