卷筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

宋今朝

【摘要】 對(duì)龍門吊卷筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做了簡(jiǎn)要的介紹，并指出了設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】 卷筒 繩槽 聯(lián)軸器

一、概述

在龍門吊起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，卷筒的設(shè)計(jì)至關(guān)重要.卷筒一般由鑄鐵或鑄鋼制成，大型卷筒也有用鋼板焊成的。卷筒大多用作單層卷繞，卷筒上有螺旋繩槽，繩槽的尺寸是有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。半圓形的繩槽最利于鋼絲繩與卷筒外壁之間的接觸。為了不使繩槽卡住鋼絲繩，故繩槽半徑應(yīng)稍大于鋼絲繩的半徑，R=0.53d。

當(dāng)鋼絲繩從卷筒上方繞出時(shí)，尤其是使用抓斗時(shí)，為避免由于鋼絲繩松弛而擾亂繩子的排列，宜用深槽，卷筒端部也應(yīng)有檔邊。

在一般情況下盡量用淺槽，以縮減卷筒長(zhǎng)度。卷筒與減速器軸可以通過(guò)特種聯(lián)軸器相連接，在減速器軸的懸臂部分有半個(gè)齒形聯(lián)軸器，另外半個(gè)則在卷筒的輪輻上。同時(shí)倦筒軸的一端還支承在減速器軸的懸臂內(nèi)，減速器輸出軸的扭矩并不通過(guò)軸，而是通過(guò)齒形聯(lián)軸器直接傳紿卷筒。這種連接卷筒方法緊湊可靠。

當(dāng)卷筒與開式齒輪傳動(dòng)的大齒輪連接時(shí)，卷筒端面同齒輪輪輻之間用螺釘相連，或者用精制螺栓承受剪切力以傳遞扭矩，或者在螺孔內(nèi)鉸配受剪套筒面采用受拉的粗制螺拴。

卷筒長(zhǎng)，其軸也長(zhǎng)，從節(jié)約的原則考慮，可取消長(zhǎng)軸，而采用與卷筒輪輻相固接的懸臂軸套. 卷筒與減速器的連接是省略卷筒長(zhǎng)軸的另一種方案。卷筒的一端通過(guò)一圈沿圓周均布的鼓形滾柱支承在減速器輸出軸的懸臂上，滾柱嵌在輪轂和輪輻內(nèi)外圈之間的半圓形凹槽內(nèi)，沿著圓周能夠傳遞切向力，也就是能夠傳遞扭矩，同時(shí)這圈滾柱還兼有調(diào)位性的徑向軸承的作用。滾柱的傳遞扭矩由全部滾柱分擔(dān)，而徑向載荷則由分布在180°范圍內(nèi)的滾柱來(lái)承擔(dān)。

總之，采用這種結(jié)構(gòu)可以達(dá)到軸的靜定，結(jié)構(gòu)緊湊.安全可靠和安裝性能良好的效果。將鼓形滾柱改成固接于圓盤的柱銷時(shí)，就形成鼓形柱銷聯(lián)軸器，它也可以起到鉸接支承和傳遞扭矩的作用。

鋼絲繩在卷簡(jiǎn)上的固定通常都采用螺釘壓板或者使鋼絲繩通過(guò)卷筒表面孔道穿入內(nèi)部，然后用壓板或楔塊將鋼絲繩固定起來(lái)。在鋼絲繩拉力s的作用下，卷筒承受壓縮.扭轉(zhuǎn)和彎曲。

當(dāng)卷簡(jiǎn)的長(zhǎng)度和直徑的關(guān)系l≤3D時(shí)，壓縮起著決定作用，而彎曲和扭轉(zhuǎn)所引起的綜合應(yīng)力不超過(guò)壓縮應(yīng)力的10～25%，所以對(duì)卷筒壁厚只需計(jì)算壓縮應(yīng)力就可以了。鋼絲繩以拉力S繞上卷簡(jiǎn)，對(duì)簡(jiǎn)壁產(chǎn)生徑向壓縮、在一個(gè)繩圈節(jié)距t的寬度上，以卷簡(jiǎn)對(duì)半取分離體，直接可得厚度為δ的簡(jiǎn)壁的壓縮應(yīng)力. 實(shí)際上所受壓縮沿卷筒長(zhǎng)度是變化的，隨著離開鋼絲繩進(jìn)出端的距離增加而逐漸減小。

二、卷筒主要尺寸的確定

2.1卷筒的直徑

由繞在卷筒上的鋼絲繩中心算起的卷筒直徑，稱為卷筒的名義直徑。為保證鋼絲繩具有一定的使用壽命，卷筒的名義直徑不能太小，規(guī)范規(guī)定按下式確定：

D≥ed

式中 e——系數(shù)， d——鋼絲繩直徑。

卷筒的名義直徑D應(yīng)圓整，為下列數(shù)值，300，400，500，650，700，800，900，1000毫米。

繩槽節(jié)距：

標(biāo)準(zhǔn)槽 t1=d+（2～4）（mm）

深槽 t2=d+（6～8）（mm）

繩槽深度：

標(biāo)準(zhǔn)槽 C1=（0.25～0.4）d

深槽 C2=（0.6～0.9）d

繩槽半徑： R=（0.53～0.6）d以上各式中d 為鋼絲繩的直徑。

2.2卷筒的長(zhǎng)度

1.單層卷繞卷筒的長(zhǎng)度

單層卷筒又分為單聯(lián)卷筒與雙聯(lián)卷筒，單聯(lián)卷筒用語(yǔ)單聯(lián)滑輪組，雙聯(lián)卷筒用語(yǔ)雙聯(lián)滑輪組。

單聯(lián)卷筒的長(zhǎng)度 L單=L0+L1+2L2

雙聯(lián)卷筒的長(zhǎng)度 L雙=2（L0+L1+L2）+L

式中 L1——固定繩端所需要的長(zhǎng)度，一般可取L1≈3t（t為繩槽的節(jié)距）；

L2——卷筒兩端空余部分的長(zhǎng)度，根據(jù)結(jié)構(gòu)需要決定；

L3——卷筒上車螺旋槽部分的長(zhǎng)度；

L光——對(duì)于雙聯(lián)合卷筒中間無(wú)繩槽部分的長(zhǎng)度。

2.3卷筒的壁厚δ

卷筒的壁厚可按經(jīng)驗(yàn)公式確定：

對(duì)于鑄鐵卷筒 δ=0.02D+（6～10）mm 對(duì)于鑄鐵卷筒 δ≈d

式中 D——卷筒的直徑；

d——鋼絲繩直徑。

然后進(jìn)行強(qiáng)度校核，最后確定其壁厚。由于鑄造工藝的要求，壁厚不宜過(guò)小，對(duì)與鑄鐵卷筒壁厚應(yīng)大與12mm，鑄鋼卷筒壁厚應(yīng)大與15mm。

三、結(jié)論

卷筒在設(shè)計(jì)中，要考慮其結(jié)構(gòu)，尺寸，及其與外部的連接等，力使其設(shè)計(jì)最優(yōu)化。