多层缠绕折线卷筒导向垫块对铜丝绳磨损影响分析

摘要

随着我国经济格局的调整和转变，港口服务、海洋工程正成为我国经济发展的重点领域。大型起重机械是港口货物装卸和海洋工程的重要装备，随着起升吨位和服务范围的要求越来越高，大吨位、高扬程的起重机已经成为现代港口装卸和海洋工程服务的关键设备。研究具有较小尺寸的大容绳的多层卷绕系统是目前大型起重机的热点问题。其中多层卷绕卷筒的构造是实现高质量多层卷绕的关键。
　　 导向垫块是多层卷绕卷筒上的重要部件，其对卷筒钢丝绳的卷绕性能具有重要的影响。本文以武汉理工大学与日本合作研究项目--多层卷绕钢丝绳-滑轮磨损试验研究为依据，以项目试验中的卷筒及垫块作为研究对象。运用有限元分析软件ADAMS来模拟多层缠绕钢丝绳卷筒工作时的受力，以及模拟不同导向垫块作用下的钢丝绳受力，对导向垫块的形状与钢丝绳的使用寿命之间的影响关系进行了细致的研究，为多层卷绕钢丝绳卷筒设计中导向垫块尺寸的合理选择提供依据。本文所做的主要工作有：
　　 (1)介绍了几种不同卷筒及其强度计算方法，推导了钢丝绳缠绕在卷筒上时的张力计算公式。通过钢丝绳-滑轮磨损试验装置，分析了导向垫块对钢丝绳的磨损影响。
　　 (2)构建了卷筒的3维模型和钢丝绳在卷筒上缠绕模型，分析了导向垫块在钢丝绳换层过程中起的作用，得出了钢丝绳与导向垫块的接触轨迹，为钢丝绳的受力分析打下基础。
　　 (3)利用ADAMS软件分析导向垫块与钢丝绳接触的问题，并与钢丝绳-滑轮试验所得的结果相比较，按照试验中对导向垫块的修改，在模型中做出相应的调整，再进行仿真分析，得出了钢丝绳寿命延长在仿真技术上的支持。对导向垫块与提高钢丝绳工作寿命的关联问题，提出了几点个人意见。