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桥式起重机卷绕系统结构分析与轻量化设计

姚瑞  
【摘要】:卷绕系统是钢丝绳起重机的重要组成部分,一端连接驱动装置,一端连接负载,起着运动形式的转换和能量传递的作用。其布局与结构直接影响整机的大小和吊运过程中的安全性。因而综合考虑经济性和安全性,合理布置卷绕系统并优化其结构尺寸,是十分必要的。基于国内外相关研究成果,针对4倍率单联滑轮组桥式起重机卷绕系统,利用多体动力学原理建立了卷绕系统布置的数学模型;采用牛顿法在MATLAB中对非线性方程组进行编程求解,并绘制结果图;基于结果图中规律,综合分析吊钩组实际运行状态,建立了改善系统结构的数学模型;采用等效构件法在ANSYS中对几种算法得到的卷绕系统布局进行建模,验证各算法的准确性;在Creo中对单个钢丝绳滑轮单元的三种接触状态进行实体建模,然后导入ANSYS中,分析滑轮的应力应变状态;采用正交设计方法,研究滑轮的三个关键因素对强度和质量的影响规律,从而优化其结构。基于以上分析,本文得到了4倍率单联滑轮组卷绕系统的优化布置模型和使滑轮轻量化的设计方法,对卷绕系统的设计有一定的借鉴意义。


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