1600t起重机焊接卷筒的屈曲稳定性分析

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1600t crane welding drum of buckling stability analysisHU Xue-jun，ZHANG Qi-gui大型起重机的卷筒和单件生产的卷筒-般采用钢板焊接而成 ，随着起重机额定起重能力的提高，焊接卷筒的直径和壁厚也相应增加，势必造成结构重量的增加，同时加工也很困难，因此减轻 自重显得非常重要。为了减轻卷筒重量和加工方便 ，主要措施是减小壁厚，涉及到屈曲稳定性计算。多年来卷筒的稳定性都是利用经验公式计算，实践证明其结果比较保守，而要对大型起重机卷筒进行加载试验却不是-件容易的事。本文运用有限元方法对已投入使用的1600t起重机卷筒进行计算，得出卷筒屈曲临界载荷系数，并与传统计算结果进行比较，得出-些有意义的结论，可为卷筒结构优化提供可靠依据。

1 卷简的结构大型卷筒多为单层卷绕，为了使钢丝绳排列整齐，卷筒的表面-般加工成螺旋槽。本文对某船厂使用的1600t轨道门式起重机的卷筒进行计算，其构造如图1所示。该卷筒名义直径D2750mm，长度7993mm，壁厚 640mm (由槽底算起 )，单根钢丝绳拉力Sm。 296kN。

7993207N 口 0 C) 口 、 U 、 N0"3 电 nL亡- ① ∞弋 r] 门N昏电3520 3520图1 1600t轨道门式起重机卷简结构2 按传统方法进行稳定性计算对于直径D大于1 200mm、长度L大于2D，尤[收稿日期 ]2013-04-25[通讯地址 ]张启贵，武汉市武昌区徐东大街45号中铁工程机械研究设计院CONSTRUCTION MACHINERY 201 3.8 97用解析法很难得出其临界载荷，本文运用有限元方法，通过分析计算，1600t起重机卷筒的屈曲临界载荷系数为2.O6(见图5)。

29l 424 m B82 848图5 卷筒屈曲临界载荷系数4 结论通过以上计算，得出以下结论：(1)本文g16OOt起重机卷筒进行有限元屈曲稳定性分析，其临界载荷系数比传统计算方法得出的临界载荷系数要大，最小临界载荷系数为2.06，该卷筒板厚的选用是安全的。

(2)如果大型卷筒的加 精度受到限制，卷筒绳槽槽底的厚度不均匀-致，建议用有限元方法计算临界载荷系数时，其许用值取2.0以上。由于计算时忽略了绳槽突出部分的作用，在保证加工精度的情况下 ，其最小许用值可取1.5。

(3)对大型起重机卷筒按传统计算方法计算的结果比较富裕，但该方法比较简单，适合小型起重机卷筒计算及大型起重机卷筒设计的初算。