摩擦式提升機防過卷保護鋼絲繩應(yīng)力分析（2）(圖文)
時間：2024-09-11 08:22:33 點擊數(shù)：
2 提升鋼絲繩應(yīng)力數(shù)值分析
在實際運行過程中，提升鋼絲繩張力zui大的位置往往在彎曲部位,。鋼絲繩展開結(jié)構(gòu)如圖3 所示,。模擬真實工況下采用防過卷裝置后鋼絲繩的纏繞工況，繩股纏繞在天輪上,，鋼絲繩處于純彎曲的狀態(tài)。
圖3 鋼絲繩展開結(jié)構(gòu)
張家銘研究了纏繞式提升機鋼絲繩的振動和繩鼓力學(xué)特性,。假設(shè)沒有進行捻制的鋼絲繩直徑為 δ,，鋼絲繩在直徑為 D 的摩擦輪 (天輪) 上彎曲，此時,，鋼絲繩的彎曲應(yīng)力
式中：δ 為鋼絲繩的直徑,，mm；E 為鋼絲繩的彈性模量,，MPa,；D 為鋼絲繩纏繞天輪的直徑,，mm。
任意取一點作為密切平面,，則
對式 (2) 進行變換,，可以得到主法線表達式為
式中：X、Y 和 Z 為空間曲線移動的 3 個面中 心點的坐標(biāo),；x,、y 和 z 為變化前的空間曲線；x′,、y′和 z′為變化后的空間曲線,。
此時，通過空間曲線可以計算出鋼絲繩的zui大彎曲應(yīng)力
式中：dij 為第 j 股中的第 i 個鋼絲繩只有一根鋼絲繩時的直徑值,，mm,；Eij 為第 j 個單根鋼絲繩的彈性模量；Kij 為在第 j 股中的第 i 個鋼絲繩層在進行變形前后的曲率,，(°)/mm,。
以6×36WS+IWRC 鋼絲繩為研究對象，計算鋼絲繩的應(yīng)力時,，仿真設(shè)定參數(shù)如表1 所列,。
表1 仿真設(shè)定參數(shù)
將鋼絲繩纏繞在直徑為 2 m 的天輪上，在實際求解時,，將計算內(nèi)部接觸點位置作為求解的計算點,。此時，選取位于摩擦天輪繩槽上下兩側(cè)和右側(cè)的部分繩股作為研究對象,，并且沿著順時針方向進行標(biāo)記,，標(biāo)記出第 1、2,、3,、4 股。仿真分析得到的鋼絲繩應(yīng)力分布如圖4 所示,。
圖4 右側(cè)同向捻外股鋼絲繩彎曲應(yīng)力分布
由圖4 可知,，鋼絲繩第 1 至第 4 股內(nèi)第 1 層至第3 層鋼絲的總體應(yīng)力為 94.08、90.08,、71.20 和 117.80 MPa,。從圖中可以看出，鋼絲繩芯中 心軸的對稱軸位置處,，第 1 股和第 4 股的鋼絲繩應(yīng)力是沿著左右方向?qū)ΨQ分布的,；右同向捻和右交互捻鋼絲繩靠近繩芯的位置彎曲應(yīng)力較大。為了研究提升鋼絲繩的應(yīng)力分布及分布規(guī)律，采用有限元分析法建立鋼絲繩物理模型并進行數(shù)值模擬,，可以直觀得到鋼絲繩內(nèi)部以及繩股之間的應(yīng)力分布,。
