单层绕卷筒壁厚与钢丝绳直径关系的研究
基于Ansys的起重机卷筒特征值屈曲分析
65CONSTRUCTION MACHINERY 2014.7设计计算DESIGN & CALCULATION［收稿日期］2014-03-10［通讯地址］舒俊，武汉市洪山区徐东大街45号中铁工程机械研究设计院基于Ansys 的起重机卷筒特征值屈曲分析舒 俊，徐 超（中铁工程机械研究设计院，湖北 武汉 430066）［摘要］以2000t 起重机焊接卷筒设计为对象，采用Ansys 对卷筒进行了特征值屈曲稳定性分析，结果表明采用传统公式设计偏于保守，为卷筒的结构优化设计提供了一种可靠的方法。
［关键词］卷筒；特征值屈曲分析；优化设计［中图分类号］TH21 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X （2014）07-0065-03Eigenvalue buckling analysis of drum on crane based on AnsysSHU Jun ，XU Chao起重机卷筒壁厚大多是根据经验公式确定，即将基本壁厚取为所用钢丝绳的直径，对于大型卷筒而言，仍会出现计算时稳定性不足的状况。
实践证明，这种设计方法偏于保守，不仅增加了制造的困难，还造成了材料的浪费，降低了卷筒的使用性能。
因此有必要借助有限元分析软件对卷筒稳定性进行仿真分析，探讨卷筒壁厚优化设计的可靠 依据。
1 传统方法计算卷筒稳定性港珠澳大桥2000t 门式起重机小车卷筒设计为单层缠绕双联卷筒，卷筒表面加工有标准螺旋绳槽。
卷筒长度L =6200mm ，名义直径D =2500mm ，壁厚δ=44mm ，绳槽节距t =49mm ，单根钢丝绳拉力S max =366.9kN 。
卷筒结构如图1所示。
图1 2000t 起重机卷筒结构图对于直径大于1200mm ，长度大于2D 的薄壁焊接卷筒，需要进行稳定性验算。
传统的卷筒应力和稳定性计算公式如下：卷筒筒壁最大应力σc =A 1A 2S max /δt（1）失稳临界压强P w ＝52500δ3/R 3 （2）卷筒壁压强P =2S max /Dt （3）稳定性系数K =P w /P （4）其中A 1为绳圈绕入时对筒壁应力的影响系数，一般取A 1=0.75；A 2为与卷筒层数相关的系数，对单层卷绕取1；δ为卷筒壁厚；R 为卷筒绳槽底半径；D 为卷筒绳槽底直径；t 为钢丝绳卷绕节距；S max 为钢丝绳最大静拉力。
卷筒的结构设计
卷筒的结构设计作者：宋今朝来源：《中国新通信》2015年第06期【摘要】对龙门吊卷筒的结构设计做了简要的介绍，并指出了设计中应注意的问题。
【关键词】卷筒绳槽联轴器一、概述在龙门吊起升机构的设计中，卷筒的设计至关重要.卷筒一般由铸铁或铸钢制成，大型卷筒也有用钢板焊成的。
卷筒大多用作单层卷绕，卷筒上有螺旋绳槽，绳槽的尺寸是有标准规定的。
半圆形的绳槽最利于钢丝绳与卷筒外壁之间的接触。
为了不使绳槽卡住钢丝绳，故绳槽半径应稍大于钢丝绳的半径，R=0.53d。
当钢丝绳从卷筒上方绕出时，尤其是使用抓斗时，为避免由于钢丝绳松弛而扰乱绳子的排列，宜用深槽，卷筒端部也应有档边。
在一般情况下尽量用浅槽，以缩减卷筒长度。
卷筒与减速器轴可以通过特种联轴器相连接，在减速器轴的悬臂部分有半个齿形联轴器，另外半个则在卷筒的轮辐上。
同时倦筒轴的一端还支承在减速器轴的悬臂内，减速器输出轴的扭矩并不通过轴，而是通过齿形联轴器直接传绐卷筒。
这种连接卷筒方法紧凑可靠。
当卷筒与开式齿轮传动的大齿轮连接时，卷筒端面同齿轮轮辐之间用螺钉相连，或者用精制螺栓承受剪切力以传递扭矩，或者在螺孔内铰配受剪套筒面采用受拉的粗制螺拴。
卷筒长，其轴也长，从节约的原则考虑，可取消长轴，而采用与卷筒轮辐相固接的悬臂轴套. 卷筒与减速器的连接是省略卷筒长轴的另一种方案。
卷筒的一端通过一圈沿圆周均布的鼓形滚柱支承在减速器输出轴的悬臂上，滚柱嵌在轮毂和轮辐内外圈之间的半圆形凹槽内，沿着圆周能够传递切向力，也就是能够传递扭矩，同时这圈滚柱还兼有调位性的径向轴承的作用。
滚柱的传递扭矩由全部滚柱分担，而径向载荷则由分布在180°范围内的滚柱来承担。
总之，采用这种结构可以达到轴的静定，结构紧凑.安全可靠和安装性能良好的效果。
将鼓形滚柱改成固接于圆盘的柱销时，就形成鼓形柱销联轴器，它也可以起到铰接支承和传递扭矩的作用。
钢丝绳在卷简上的固定通常都采用螺钉压板或者使钢丝绳通过卷筒表面孔道穿入内部，然后用压板或楔块将钢丝绳固定起来。
基于ANSYS的提升绞车卷筒的有限元分析_安长河
煤矿机械 Coal Mine Machinery
Vol.36 No.03 Mar. 2015
doi:10.13436/j.mkjx.201503113
基于 ANSYS 的提升绞车卷筒的有限元分析
安长河 （中国煤炭科工集团 武汉研究院， 武汉 430064）
总压力值之间并非成线性关系， 而是如图 1 所示
1 卷筒的受力分析
呈现的变化曲线。
1 t 提升绞车的主要参数：
45
钢 丝 绳 对 卷 筒 的 压 力 总 和/MPa
卷筒直径 D0/mm
250
卷筒壁厚 δ/mm
15
卷筒宽度 B/mm
280
设计的最大缠绕层数 n
14
内圈卷筒上钢丝绳的拉力 P/kN
20.01
NODAL SOLUTION
故可以采用标准的圆柱面约束近似代替轴承座对 滚筒的约束，在卷筒的对称面施加对称约束，只保 留切向转动的自由度，限制轴向、径向的转动以及
TIME=14 SBQV (AVG) DMX=0.217 623 SMN=0.462 533 SMX=72.853
X、Y、Z 三个方向的平动。
Abstract: This paper will put 1 ton winch as the research subjects and establishe the three dimensional model of the drum of hoisting winch. The three -dimensional model was introduced into ANSYS Workbench to make fatigue analysis. According to the results of fatigue analysis, get the stress and strain distribution of the main components of drum. Studied on the change process of stress?and strain with the change of reel wire rope winding layers and provided reference for reasonable design and use of winch. Key words: hoisting winch; drum; FEA; stress
浅析压板法钢丝绳尾端固定
根据式 ４ 可以得 到 ， 如若想 减少 螺栓所受的应力 ， 则只要增加 螺栓的 数 量 和内径 就可 实现 ，而螺 栓直径 则根 据 《 丝绳 用压 板 Ｇ ／５７ — 钢 Ｂｒ９ ５ ２０ ＞ ０ ６中的要求已经确定 ， ） 所以最有效方法就是增加螺栓 的数 量。 从以 Ｅ ． 八个计算要求不难得 出，钢丝绳在卷筒尾 端的固定其主要是 由钢 丝绳的安全圈数和压板 固定螺栓 的个 数来决定的与压板 的个 数没有 直接的联系 ，所以几个标准和检验技术要求对压 板个数和压法 阐述也就 不尽相 同了。在实际的检验工作 当中就有过对钢 丝绳 压板个数判 定的不 确定 ， 面用检 验实例来说明 。 下 例 、 台塔 库式的立体停车库其钢丝绳尾端 固定为 两个半 圆槽压板 ， 一
式 中 ｓ 为钢 丝 绳 的 最 大 拉 力 （ ） Ｎ ； 自然 对 数 的 底 数 ，＝ １５２ 。通过以上分析 的计算方式可 以得 到 ： ｅ为 ｅ ６６ Ｎ ２ １２ ２ｕ ． ８ ８ ；为钢丝绳 和光 卷筒之间 的摩擦 系数 ，通常 ｕ０ ６ａ 钢丝绳 ７ ＝． ；为 １ 钢丝绳固定处 的拉力 ￣－ ａ］ ３ ３ Ｎ －ｍ ｘ ＝ ０ ０ Ｓ ｅ 在 卷筒上的安全圈数 。 螺栓的扣紧力 Ｎ Ｓ ｕ ９ ６ Ｎ ＝／ ＝４ ９ ２ 根据式 １ 可知只要钢丝绳安全 圈数越多则钢丝 绳固定处的拉力就越 螺栓的作用力臂 Ｌ １ ． ｍ ＝９ｍ ５ 小 ， 之则相反 ， 而安全 圈数越多则 会增加卷筒 的长度 ， 而造成小 车 反 然 从 因 Ｍ１ 螺栓 内径 为 ｌ． ５ ｍ ６ ３３ｍ ８ 架 及小车轨 距增大 ， 的刚度要 增加 ， 卷筒 则卷筒 的材质 或质量要增 加 ， 相 则 ＝ ＋ Ｓ＇：１ 面ｔ ７
首先 确定卷筒上钢丝绳 固定处 的拉力 为 ：
基于ANSYS卷筒单层卷绕与多层卷绕的优化设计
基于ANSYS 卷筒单层卷绕与多层卷绕的优化设计*王悦张仲鹏申士林顾斌（西南交通大学机械工程研究所，成都610031）Optimization Design of Single Winding and Multi-layer Winding Roll Based on ANSYSWANG Yue ，ZHANG Zhong-peng ，SHEN Shi-lin ，GU Bin（Institute of Mechanical Engineering ，Southwest Jiaotong University ，Chengdu 610031，China ）文章编号：1001-3997（2012）08-0004-02【摘要】焊接卷筒是大型起重机中应用最为广泛的一种结构形式。
它是直接影响起重机卷绕装置如起升机构、变幅机构、牵引机构等工作特性及其制造成本的关键零部件，其设计和制造一直倍受起重机行业的技术人员关注在分析传统卷筒壁厚设计的基础上,对起重机卷筒进行了有限元分析。
以起重机实际应用的卷筒为例进行计算，基于ANSYS 分别对单层和多层卷绕的卷筒进行了有限元优化设计，发现常规的理论设计比较保守，在安全的基础上，对卷筒壁厚，直径，长度，挡边，卷筒毂位置等各方面的结构参数进行了优化，有效地减轻了卷筒的重量。
在结构方面特别对于大吨位起重机多层卷绕比单层卷绕更能实现卷筒的轻量化。
关键词：起重机；卷筒；有限元优化；多层卷绕【Abstract 】Welding roll is a structure used widely in large crane that directly influence the cranewinding devices,such as lifting mechanism ，luffing mechanism and traction mechanism which are key parts in working characteristics and manufacturing costs.So that its design and manufacturing had been the con －cern of crane industry technical staffs ，who are analyzing crane roll with finite element analysis based on in －ner thick design of the roll traditionally.In practical application of a crane reel for an example ，calculation is done based on ANSYS ，and single and multi-layer winding rolls are designed respectively with finite ele －ment optimization method ，it is found that the conventional theory design is more conservative.On the basis of safety ，structure parameters such as the inner roll thick ，diameter ，length ，raised edge and drum hub posi －tion are optimized ，which effectively reduce the weight of the roll.The roll lightweight is realized for multi-layer winding roll of large tonnage crane than single winding in the structure.Key Words ：Crane ；Drum ；Finite Element Optimization ；Multilayer Winding中图分类号：TH16；TH12文献标识码：A＊来稿日期：2011-10-25＊基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助（2010ZT03）1引言起重机的卷筒是重要的承载部件，它的合理设计对起重机的安全可靠工作至关重要。
缠绕式提升机滚筒壁厚设计方法研究
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱq1 = p / rt 式中： q1 － 筒壁径向载荷，MPa；
P － 钢丝绳最大静拉力，N； r － 滚筒半径，mm； t － 钢丝绳缠绕节距，mm。 实际上，卷绕于滚筒上的钢丝绳，每一绳圈的拉力 都不相同。钢丝 绳 与 滚 筒 绳 槽 之 间 的 摩 擦 ，妨 碍 了 钢 丝绳拉力间 的 平 衡 关 系。 根 据 矿 山 提 升 机 械 设 计，引 入系数，做如下计算： q = q1 As
2012 年第 4 期
137
缠绕式提升机滚筒壁厚设计方法研究
黄成军，陈 静，倪 瑞
( 滕州市金达煤炭有限责任公司，山东 滕州 277500)
摘 要 本文根据滚筒的受力特点，利用绳槽处截面材料的承载能力，将滚筒表面绳槽视为密集小凸筋，提出一种新的滚筒壁厚计算方法，为 实现滚筒壁厚的合理设计提供了参考。 关键词 缠绕式提升机 滚筒 壁厚 中图分类号 TD534 + ． 2 文献标识码 A
山东能源临沂矿业集团会宝岭铁矿位于山东省临 沂市苍山县尚岩镇，采用主、副井加斜坡道开拓。斜坡 道硐口标高 + 80． 0m，全长 4483m，－ 130m 水平以上坡 度 10% ，－ 130m 水平以下坡度为 15% ，净断面为（ 宽 × 高） 4． 5 × 4． 1m，三 心 拱 结 构，净 断 面 积17． 051 m2 。 在施工斜坡道至 K0 + 827m 位置时，揭露了 F3 断层。 F3 断层为正断层，穿越部位宽度约 5m，最大宽度 15m， 产状 300°、∠70°，为非活动性断裂； 该地段地下水类型 以构造裂隙水为主，微承压，承压水头 1． 4m； 围岩属于 透水层，富含裂隙水，岩石渗透系数 K = 3． 27m / d； 揭露 岩性主要为破 裂 页 岩，紫 红 色，岩 体 破 碎 成 角 砾 土，岩 体呈散体结构，节 理 裂 隙 极 为 发 育，裂 隙 微 张，裂 隙 内 泥质充填，岩石为极软岩，岩石坚固性系数 f = 1． 0，岩 石抗压强度 3． 2MPa。
卷扬机卷筒与钢绳直径的比值
卷扬机卷筒与钢绳直径的比值
卷扬机卷筒与钢绳直径的比值是一个非常重要的参数，它直接关系到卷扬机的使用效果和安全性。
一般情况下，这个比值要根据具体的使用要求、卷筒和钢绳的强度等因素来确定。
下文将从卷扬机的使用效果和安全性两个方面来探讨卷筒与钢绳直径的比值对卷扬机的影响。
卷扬机的使用效果受卷筒与钢绳直径比值的影响较大。
一般情况下，卷筒与钢绳的直径比值应该在5:1 ~ 8:1之间。
如果卷筒直径比钢绳直径小得太多，就容易形成钢绳旋绕在卷筒的外面而不是完全收卷在卷筒上，这就会导致钢绳的使用效果变差，很容易出现绳子打结之类的情况。
如果卷筒直径比钢绳直径大得太多，就会造成钢绳的折弯半径过小，出现鱼钩效应，这就会降低钢绳的使用寿命。
卷扬机的安全性同样与卷筒与钢绳直径比值有关。
在卷扬机的设计和使用中，如果卷筒与钢绳直径比值的选择不合理，就会容易造成钢绳断裂、损伤和滑脱等问题，从而引发一系列的安全事故。
因此，在卷扬机的设计和生产中，一定要仔细考虑卷筒与钢绳直径比值，并定期进行维护和检查，确保卷扬机的安全性。
总之，卷扬机卷筒与钢绳直径的比值是一个非常关键的参数，它直接关系到卷扬机的使用效果和安全性。
在选择和使用卷扬机时，一定要
根据具体的使用要求、卷筒和钢绳的强度等因素来确定合适的卷筒与钢绳直径比值，确保卷扬机的正常运行和安全使用。
起重机钢丝绳使用的基本要求
起重机钢丝绳使用的基本要求起重机的钢丝绳受力很复杂，除了拉伸外，当钢丝绳绕过滑轮和绕入卷筒时，在钢丝中还产生弯曲应力和接触应力，外层钢丝应力最大，疲劳破坏由外层钢丝开始。
因此在使用起重机要遵守以下注意事项：1、尽可能选用较大的卷筒和滑轮直径（D）。
如D≥35d（d为钢丝的直径），则钢丝绳使用寿命可以延长很多。
2、单层缠绕的卷筒应切出螺旋槽，螺旋槽的滑轮槽的半径r应与钢丝绳的直径d相适应，r太大会使钢丝绳的与槽底接触面积太小，r太小有将钢丝绳卡紧的可能。
因此r=0.53为宜。
卷筒和滑轮的材料硬度对钢丝绳的受用寿命有影响，比较起来，铸铁比铸钢有利。
在槽底镶铝合金或尼龙衬垫，可以降低钢丝绳的接触力，提高钢丝绳的使用寿命。
3、应尽量减少钢丝的弯曲次数，即不要使钢丝绳通过太多滑轮。
同时，要避免反向弯曲，因为反向弯曲的破坏作用是同向弯曲的两倍。
4、提高钢丝绳的使用寿命，应该尽量选用线接触钢丝绳，不宜使用点接触钢丝绳。
5、起重机械选用钢丝绳的强度不宜过高，一般不应该超过1700N/mm2。
6、钢丝绳在卷筒上，应该顺序整齐排列。
7、载荷由多根钢丝绳支承时，应该设置有使每根钢丝绳均衡受力的装置。
8、起升构造和变幅机构，不得使用编结接触的钢丝绳。
使用其它方法接触钢丝绳时，必须保证接头连接强度不小于钢丝绳破断拉力的90%。
9、提升高度较大的起重机，宜采用不旋转、五松散倾向的钢丝绳。
采用其它钢丝绳时，应有防止钢丝绳和吊具旋转的装置或措施。
10、当吊钩处于工作位置最低点时，钢丝绳在卷筒上缠绕圈数，除去固定绳尾的圈数，必须不少于2圈。
11、吊运熔化或炽热金属的钢丝绳，应采用石棉芯等耐高温的钢丝绳。
12、钢丝绳端部固定连接的安全要求：（1）钢丝绳连接时要保证连接强度不小于钢丝绳破断拉力的85%。
绳卡压板应在钢丝绳长头一边，间距不小于钢丝绳直径的6倍。
（2）用编结法接触时，编结长度不应小于钢丝绳直径的1.5倍，并且不得小于300mm，接触强度不得小于钢丝绳破断拉力的75%。
起重机钢板卷制卷筒壁厚的优化设计计算方法的探讨与试验
随着 各 类新 型起 重 机 的研 发 诞 生及 冶金 类 起 重
１ 方 案 一
机数 量 的不 断 增加 ， 起 重 机钢 板 卷 制卷 筒 （ 以下 简 称
方案一按《 手册 ｌ 》 中所使用 的方法对卷筒材料 的强度及稳定性进行计算。具体分析如下。 ２ ６ ０ 万元。 有些企业及研究单位在这方面作 了一些试 １ ． １ 强 度计 算 验 和研 究 ， 但 其 成 果 大 多未 公 开发 布 ， 更 没 有 编进 设 卷 筒所 受 钢丝绳 的压应力 为 ： 计 手 册或 设计 标准 。 目前 国 内设 计人员 广泛 采用 的是
《 装备制造技术） ２ ｏ １ ３ 年第 ５ 期
起 重 机 钢 板 卷 制 卷 筒 壁 厚 的优 化 设 计 计算方法 的探讨与试验
侯 殉， 王 奇， 武 超
（ 河南卫华重型机械股份有限公司 ， 河南 新乡 ４ ５ ３ ４ ０ ０ ）
摘 要： 目前 国 内起 重行业通 用的有 三种《 起 重机设 计手册》 ， 所介 绍的 关于起 重机钢板卷 制卷 筒壁 厚计算 方法及计算 结果相差很 大 ， 为寻求最优化并且安 全可靠的计算 结果 ， 通过对 比和探 讨 ， 并通过 试验验证 ， 认为 《 手册 ３ 》 的计算方 法
是 最优化 、 安全可靠的 ， 并可适 用于各种 尺寸规格 的卷筒 ， 可 以推广应 用。
关键词 ： 钢板 卷制卷筒 ； 壁厚 ； 强度 ； 稳 定 性
中图分 类号 ： Ｔ Ｈ ２ １
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ３） ０ ５ — ０ ０ ８ ９ — ０ ３
（ １ 一 分）
式中，
Ａ为多层卷绕系数 ， 单层时 Ａ ＝ Ｉ ；
卷筒与钢丝绳直径关系
卷筒与钢丝绳直径关系卷筒与钢丝绳直径之间的关系在起重机和提升设备的设计和操作中是非常重要的。
这种关系主要涉及到卷筒的直径和钢丝绳的直径之间的匹配，以确保设备的安全、高效和可靠运行。
首先，我们需要了解卷筒和钢丝绳在起重机中的作用。
卷筒是起重机的重要组成部分，通常用于支撑和引导钢丝绳的移动。
钢丝绳则用于传递拉力和支持货物。
在设计起重机时，需要根据所需的拉力和货物重量来确定钢丝绳的直径。
同时，为了确保钢丝绳在卷筒上能够顺利地移动并承受所需的拉力，需要选择一个合适的卷筒直径。
卷筒和钢丝绳之间的直径关系主要基于以下两个因素：1.摩擦力：卷筒和钢丝绳之间的摩擦力是确保钢丝绳在卷筒上顺利移动的重要因素。
为了产生足够的摩擦力，需要确保卷筒表面的粗糙度足够且钢丝绳表面足够干净。
此外，卷筒和钢丝绳之间的接触面积也会影响摩擦力的大小。
2.弯曲应力：当钢丝绳绕过卷筒时，会受到弯曲应力的作用。
这种应力是由于钢丝绳在卷筒上的弯曲和伸展而产生的。
为了确保钢丝绳不会因弯曲应力而损坏，需要选择一个合适的卷筒直径，使得钢丝绳弯曲的半径不会太小。
根据这两个因素，可以得出卷筒与钢丝绳直径之间的关系如下：1.一般来说，卷筒的直径应该至少是钢丝绳直径的20倍以上。
这样可以确保足够的摩擦力和弯曲应力不会对钢丝绳造成损害。
2.如果需要更高的安全系数或承受更大的拉力，可以选择更大的卷筒直径。
例如，对于承受特大拉力的场合，可以选择卷筒直径是钢丝绳直径的30倍或更多。
3.在实际应用中，还需要考虑其他因素，如起重机的设计、制造和安装精度、使用环境等。
这些因素可能会对卷筒和钢丝绳之间的直径关系产生影响，因此需要根据具体情况进行调整。
除了以上关系外，还有一些额外的建议可以帮助确保卷筒和钢丝绳之间的安全、高效和可靠运行：1.定期检查和维护：定期检查卷筒和钢丝绳的表面状况、润滑情况和使用磨损等，以确保其处于良好的工作状态。
如果发现任何异常或损坏，应及时进行维修或更换。
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单层绕卷筒壁厚与钢丝绳直径关系的研究
摘要：本文通过分析单层绕卷筒受力特点，推导出卷筒壁厚与钢丝绳直径的关系，重点提出将卷筒结构安全系数与机构工作级别相关联的设计思想，优化了卷筒自重。
最后通过算例，验证卷筒壁厚与钢丝绳直径比例系数的正确性。
关键词：卷筒；钢丝绳；壁厚；研究
引言
卷筒是直接影响起重机卷绕装置工作特性及制造成本的关键零部件[1]。
多年来，起重机焊接卷筒的壁厚都是由经验公式确定的，《起重机设计手册》建议绳壁系数1.0，即焊接卷筒壁厚约等于钢丝绳直径。
该方法简单实用，但偏于保守，材料的承载能力没有得到充分的利用。
近年来，随着生产技术的不断发展和生产规模的不断扩大，如果继续采用传统的经验公式进行设计，则卷筒的壁厚将会随着钢丝绳的直径相应的增大，由此会带来一系列相应的问题[2]。
第一，卷筒壁厚的增大，将会使钢板的加工和焊接难度增大，导致加工成本提高，生产周期加长；
第二，加工卷筒的钢板过厚会使弯曲后的卷筒内外表面的伸缩量差值加大，从而导致卷筒内的初始应力呈现非均匀性的增大；
第三，卷筒壁厚的增大，致使卷筒重量、转动惯量的增大，将会导致电动机功率的提高和相关设备重量的增大，从而影响了起重机小车的生产成本。
1.单层绕卷筒的载荷特点
当钢丝绳卷绕到卷筒上后，将卷筒箍紧，此时在卷筒上产生三种应力。
1.1.钢丝绳卷绕在卷筒上产生的箍紧（挤压）应力；
1.2.绕出绳的拉力产生的弯曲应力；
1.3.传递扭矩产生的扭转应力。
其中第 1.1.项所论及的由钢丝绳包绕所产生的挤压应力是产生卷筒应力的主要载荷。
2.卷筒壁厚与钢丝绳直径的关系
单层绕卷筒表面通常切出导向螺旋槽，绳槽分标准槽和深槽两种形式，一般
情况下都采用标准槽。
结合文献[4]《起重机设计手册》和文献[5]GB8918-2006《重要用途钢丝绳》给出了卷筒绳槽的尺寸，如表1所示。
表1 卷筒绳槽尺寸
3.计算实例
4.结论
本文通过分析单层绕卷筒的载荷特点，推导出卷筒壁厚与钢丝绳直径的关系，并提出将卷筒安全系数与机构工作级别相关联的设计思想，从根本上优化了卷筒重量，有利于降低机构成本。
最后通过实例验证了单层绕卷筒壁厚与钢丝绳直径比例系数的正确性。
参考文献：
[1]杨长骙. 起重机械[M].北京：机械工业出版社，1992.
[2]肖汉斌.起重机卷筒强度和稳定性理论分析与试验研究[D].武汉理工大学，2002.
[3]P.Dietz.单层和多层卷绕卷筒尺寸的确定和承载能力的计算[J].国外起重运输技术，1981（3）：13-26.
[4]张质文，虞和谦，王金诺等.起重机设计手册[M].北京：中国铁道出版社，2001.
[5]中华人民共和国国家标准.GB 8918-2006 重要用途钢丝绳[S].北京：机械标准出版社，2006.。