[其他]大型卷扬机的均化应力卷筒

说明书

本实用新型属于矿井提升用的卷扬机卷筒，尤其适用于大型卷扬机。

五十年代我国引进苏联的和仿制的，直径在4米以上的大型卷扬机在一些老矿区和大型骨干矿井有着广泛的应用，大约有几百台，这些卷扬机已经运转二十到三十年左右随着矿井产量提高，大都超过设计产量，造成卷扬机长期超负荷运行，卷筒多数已经进入疲劳期，加上原卷筒设计的结构也不完全合理。所以这几年这种卷筒，不断出现破损故障，主要承力部件大面积的出现疲劳裂纹，导致卷扬机不能正常运转，经常停运检修，严重的威胁着矿井的正常生产和人身安全。

目前，国内煤炭和冶金工业系统，对大型卷扬机卷筒的开裂，只是采用对裂纹部位反复焊补和加固，实践证明这些处理办法，效果很差，经短时间运转，原缝重裂，或者此焊彼裂，这主要原因是，修理的技术措施不太合理，没有在对卷筒所受应力分布状态进行理论分析的基础上找出卷筒在结构上存在的严重弊病，而导致其承载后某些部位过份应力集中，没有采取正确而有效地实施均化应力措施。

本实用新型的目的，就是为了解决上述问题，在对卷筒应力分布的理论分析的基础上，找出原卷筒结构设计上的缺陷，对裂纹部位采取几项有效的卸载措施，用这些技术措施，改进原卷筒的设计，制造出新的均化应力卷筒，有效地避免卷筒因应力集中，过早造成裂纹事故。同时用这几项措施修复旧卷筒，会控制住裂纹的继续发展，使修复的卷筒，保持长时期的运转，不发生开裂等事故。

其特征在于筒壳的两个对口处通过连板（16），楔条（9）焊接起来；筒壳焊有八个轴向支承（5）它由工字钢，工字钢两侧各焊一侧板（7）构成；木衬（6）的厚度为60～90mm；楔条梯形断面下底边宽度为筒壳对口宽度减去4～6mm厚度与筒壳厚度相同；侧板厚度为10～16mm。长度175mm，宽度为155mm。

如图2所示：该实用新型的要点是所提供的卷筒，筒壳（4）的两个对口（17）距离在30mm左右，根据理论分析由于筒壳对口的间隙过大，就降低了筒壳的抗扭强度和刚度，故在间隙处焊接楔条（9），连板（16）。

根据理论分析和实验测定轴向支承（5）的工字钢腹板承受很大的集中应力，最大拉应力1800kg／cm²，为使工字钢腹板卸载，提高工字钢抗弯抗扭强度与刚度，在工字钢腹板两侧焊接两块侧板（7），加焊侧板（7）后，工字钢腹板承受最大拉应力为1000kg／cm²。如图3所示。

为使筒壳受的压缩应力降低，合理选择木衬（6）的厚度，为60～90mm为宜，宽140～150mm，磨损到60mm时就应及时更换。经实验测定原来厚度的木衬卷筒压缩应力为1320kg／cm²，改用新设计的厚度木衬，卷筒压缩应力为1000kg／cm²。

该均化应力卷筒对原卷筒应力高度集中部位采用了有效的均化应力措施，使该部位所承担的外载减轻，应力降低到疲劳部以下，把外载转移和分散到应力较低的部位，这样使卷筒强度和刚度有明显的改善，抗疲劳开裂性能强。大大延长卷筒的使用寿命，均化应力技术措施简便易行。用于修理和改造现使用的卷筒也是很有效的技术措施。经粗略计算全国几百台这种形式的卷筒，用这种办法修复，大大减少检修时间，减少检修次数，少影响生产，多出煤炭，具有明显的经济效益和安全效益。

附图说明：

图1卷筒结构图。

图2为原卷筒A－A剖视图。

图3焊有楔条和侧板的卷筒A－A剖视图。

图4楔条形状图。

图5侧板形状图。

图6沿卷筒宽度（B）压缩应力变化。

图7工字钢腹板应力变化。

2轮毂；3支柱、4筒壳、5轴向支承、6木衬、7侧板、8支环9楔条、10小卷筒、11支承梁、12挡绳板、13制动轮、14螺栓、16连板、17筒壳对口。

根据研制实践，已有技术部分和过去制造厂家制造工艺过程一样，就其特征部分介绍如下：

楔条焊接：用A₃号钢做好如图3所示形状的楔条，楔条（9）宽度随筒壳对口的缝宽而定，一般梯形的下底边宽为筒壳对口宽度减去4～6mm。长度为1700mm，也可以裁成均等的2－4段，这样焊起来防止不直和不实，提高焊接质量。

侧板（7）焊接：用A₃号钢做好如图4所示形状大小的侧板，长175mm，宽155mm，厚10～16mm。焊在轴向支承（5）的每个工字钢上下翼板边缘并与翼板成90°与腹板平行，焊在翼板上。

正确装设木衬，要严格控制木衬条在长度方向上与筒壳均匀贴紧，尽量消除缝隙，用螺钉固定在筒壳上。