热轧滑轮
TC315-PSL2石油钻机天车滑轮设计计算和有限元分析
式中：D滑轮辐板的抗弯刚度，h为滑轮辐板的厚 度，GJk滑轮绳槽截面两侧抗扭刚度，I绳槽截面两侧面 的惯性矩，A为与滑轮辐板材料泊松比和a/b有关的系 数，a为滑轮辐板内孔半径，b为滑轮辐板外圆半径。 不考虑绳槽弯曲和扭转的能量时，则临界值为：
q0 cr = 9πDbA 16(b − a) 3
α β = 90 o − 。 2 2
= 180 当α =180°时，钢丝绳两端拉力平行，P达到最大 = 180 值Prmax=2F，所以，以后的力学模型就以当α =180°时 作为计算受力状态，忽略钢丝绳偏斜等影响因素，力学
模型如图1所示，钢绳对滑轮的作用力按正弦曲线分布
qθ = qo sin θ ， qθ 在垂直方向上的分量为 qθ sin = q 2θ ， 其合力为：
0 引言
滑轮的制造方法主要有铸造、焊接，冲压、轧制、 铆接等方法，铸造滑轮作为最典型的铸造方法，一般为 铸铁或铸钢，工艺简单。但是由于滑轮是个连续作业， 载荷变化频率较高，失效形式主要为开裂、绳槽过度磨 损、刚性下降等，作为铸造滑轮产品要更换时必须换整 个轮，产品使用成本较高[1]。 随着滑轮制造新工艺的不断出现，铸造滑轮发展前 景渺茫。相对来说，目前以塑性成形为主热轧滑轮成为 发展趋势，由于热轧减少了焊接法的变形影响因素和铆 接的连接松动问题。因为滑轮的失效主要是绳槽的受反 复交变载荷作用而产生磨损或开裂等，而对于辐板的设 计基本都能满足稳定性要求，失效概率较小。热轧过程 也是绳槽部分的金属材料组织发生了变化，提高了抗磨 和抗压能力。但是，由于分体式的滑轮，轮缘、腹板和 轮毂可以采用不同的材料，加工方便，制造成本较低， 也是目前使用的特点。所以,以低成本、寿命长、高稳 定性滑轮设计方法已成为设计人员必备的理念[2]。 本文就是石油钻机TC315-PSL2天车主滑轮为研究 对象，从滑轮受力分析、设计校核、稳定性分析与验证 等方面探讨滑轮的设计与校核，为滑轮的工程设计提供 参考。
滑轮规格
热轧滑轮制造标准1、直径D的圆跳动公差t1：0≤t1≤D/1000 D：单位mm 2、槽底半径R允许偏差t2：R t1≤15+1.0＞15 +1.53、轮缘宽度b允许偏差t3：轮缘号t31+223+345+467+58 4、外径D1的允许偏差t4：D1 t4≤250-0.5＞250—500 -1.0＞500—1000 -1.5＞1000—1200 -2.0＞1200—1500 -2.5＞1500—1800 -3.0＞1800—2000 -3.55、绳槽内侧向跳动公差t5：t5≤2D/1000 D:单位mm6、绳槽表面硬度为HB=140~220订货说明1、用户可根据钢丝直径d、滑轮名义直径D0与钢丝直径d比值D0/d、轴承型号、使用环境（需一般密封或严密密封（A型），按滑轮系列表选择即可。
（表1-4为一般密封型、表5-8为严密密封型）。
标注方法如下：如果选用一般轮缘，D0/d值为20、轴承型号为211的一般密封型滑轮，标注WJ1201。
2、本厂可按用户要求制造特殊规格的、可通过钢丝绳头的滑轮等。
3、本厂可代为用户设计、制造滑轮或滑轮组滑轮系列表(一般密封型)Pulley Serice Form(Ordinary Sealed Type)D0/d=20 表11 、D0=D+d2 、参考重量不包括轴承重量D0/d=25 表21 、D0=D+d2 、参考重量不包括轴承重量D0/d=28 表31 、D0=D+d2 、参考重量不包括轴承重量D0/d=32 表41 、D0=D+d2 、参考重量不包括轴承重量滑轮系列表(严密密封型)Pulley Serice Form(Tightly Sealed Type) D0/d=20 表51 、 D0=D+d2 、参考重量不包括轴承重量D0/d=25 表61 、 D0=D+d2 、参考重量不包括轴承重量D0/d=28 表71 、 D0=D+d2 、参考重量不包括轴承重量D0/d=32 表81 、 D0=D+d2 、参考重量不包括轴承重量。
起重机钢丝绳
6-3 抓斗 §§ 5.1 钢丝绳
5 锥形套பைடு நூலகம்灌铅法
钢丝绳尾
端穿入锥形套 筒后将钢丝绳 端拆散，将钢 丝末端弯成钩 状，然后灌入 铅、锌等易熔 金属，冷却后 即成形。如右 图所示：
§6-3 抓斗 §5.2滑轮与滑轮组
5.2.1滑轮的基本知识
1.作用和类型： 滑轮按在卷绕系 统中的作用可以 分为定滑轮、动 滑轮、导向滑轮、 和均衡滑轮等。 如右图所示：
6-3 抓斗 §§ 5.1 钢丝绳
2. 材料与制作工艺 根据材料和制作工艺可以分为 铸造滑轮 焊接滑轮 热轧焊接滑轮 双辐板轧制滑轮
具体如下图所示：
§6-3 抓斗 §3.1起重机械承载能力及其计算
3.1.4起重机械承载能力的设计计算方法
1.许用应力设计法（安全系数法） 概念：许用应力设计法是工程设计中经典、传统的设计方法。 它把影响零件/构件承载能力安全可靠的各种因素（如载荷偏差、 计算误差、材料的不均匀性、制造缺陷等），都按其平均值（或 标准数值）来处理，并视它们始终不变其实质是属于单一安全系 数的定值法。 计算流程及公式如下图
§3.1起重机械承载能力及其计算
对于公式的理解 上式中各符号含义及取值范围如下图所示
§6-3 抓斗 §3.1起重机械承载能力及其计算
2.极限状态设计法 概念： 极限状态设计法是一种新的设计理念。它把影响构件 承载能力安全可靠度的各种因素都视为不确定的（ 即具有不定 性和随机性），设计算时应在概率论基础上综合考虑这些影响 因素的平均值、标准值、离散程度以及概率大小等，对各影响 因素的误差均采用相应的分项安全系数来考虑，其性质属于具 有随机性的分项安全系数法 极限应力设计法计算流程及公式如下图
6-3 抓斗 §§ 5.1 钢丝绳
制造工业用滑轮装置常用型式和尺寸
制造工业用滑轮装置常用型式和尺寸
制造工业用滑轮装置常用的型式和尺寸因具体应用而异，但一般可以归纳为以下几种常见类型：
1. 单滑轮，单滑轮是最简单的滑轮装置，由一个固定在支架上的滑轮组成。
尺寸通常由直径和宽度来描述，直径一般在几厘米到数十厘米不等，宽度则根据需要而定。
2. 复合滑轮，复合滑轮由两个或多个滑轮组成，可以用来改变拉力的方向。
尺寸同样由直径和宽度来描述，不同的是复合滑轮的尺寸需要考虑整体结构和滑轮之间的配合。
3. 悬挂滑轮，悬挂滑轮通常用于提升和移动重物，尺寸较大，直径可以达到数十厘米甚至更大，宽度也相应增加以支撑重物的重量。
4. 定向滑轮，定向滑轮用于改变绳索或钢丝绳的方向，尺寸一般较小，直径在几厘米到十几厘米之间。
在实际应用中，滑轮的尺寸还会受到载荷、使用环境、材料选
择等多种因素的影响。
因此，在选择滑轮型式和尺寸时，需要综合考虑具体的使用要求和条件，以确保滑轮装置能够正常、稳定地工作。
滑轮热轧机的工艺设计
滑轮热轧机的工艺设计张俊营;任光胜【摘要】介绍了一种新型产品热轧滑轮的制造设备,描述了热轧滑轮的结构特点,介绍滑轮热轧机的工艺要求,结构设计,工作原理.【期刊名称】《热处理技术与装备》【年(卷),期】2010(031)001【总页数】3页(P60-61,64)【关键词】热轧;轧机;滑轮【作者】张俊营;任光胜【作者单位】重庆大学,机械工程学院,重庆,400044;重庆大学,机械工程学院,重庆,400044【正文语种】中文【中图分类】TH1220 前言随着国内外轧制技术的不断发展和应用,热轧滑轮成为一种新型的轧制产品应用于市场。
热轧滑轮的制造采用特殊工艺在圆形中厚钢板上轧出绳槽,热轧技术轧制出的滑轮具有重量轻,安装方便,耐磨损,可以延长滑轮和钢丝绳的寿命等优点,满足高效,节能,经济的原则。
图 1是热轧滑轮的结构图,材料选用 20钢。
根据 JG/T 5078.1 1996标准,热轧滑轮的尺寸:滑轮绳槽底直径 D0为φ120～1400 mm,滑轮外径D1为φ160～1550 mm,槽宽 W为 20～94 mm,槽高E为3～10 mm。
轮毂焊接而成,与轴承连接,绳槽热轧成形。
1 热轧机的工艺要求图1 热轧滑轮的结构Fig.1 Structure of hot-rolling pulley热轧滑轮的轧制原理:在旋转的圆形钢板上用喷枪将钢板边缘均匀加热,使钢板边缘发生塑性变形,达到一定温度后由滚压轮施压,轧制出滑轮绳槽。
这种工艺减少了焊接,避免了绳槽的焊接变形,加工精度高。
本轧机应满足制造不同规格和产品要求的滑轮,优化热轧过程的工艺参数,以及控制产品性能。
其要求主要包括:(1)设备应具有足够的强度和刚度,结构紧凑,便于操作,提高安全系数;(2)自动控制系统应精确地控制轧制过程,采用数字化控制技术,保证轧制质量;(3)采用传感器检测轧制过程中的参数;(4)配备润滑系统,降低轧制能量和金属损耗,提高轧制能力和效率;(5)配备冷却系统,降低轧制时机床主轴和毛坯芯轴的温升,延长设备寿命。
为热轧精轧机切水板的改造设计说明
为1750热轧机组精轧机切水板装置的改造设计张智刚冯晋江乌鲁木齐市830022新疆八一钢铁股份公司热轧薄板厂摘要：本文主要介绍对1750热轧机组精轧机在调试到生产过程中的切水板的切水效果存在的问题的分析和对解决问题的设计方案的说明。
关键字：热轧；精轧机；切水板；配重平衡1前言目前应用在1750热连轧机组生产技术中的导板的平衡装置主要有上切水板的气缸式平衡装置，和下切水板得靠导板自身的重力作平衡的平衡装置。
在这两种装置的切水板在1750热连轧调试生产应用中存在有很多的缺陷和问题，主要表现在由于精轧机架内的空间比较狭小，采用导板自身的配重平衡结构后，由于在生产过程中将导板采用非金属材料后导板的自身配重式平衡就起不到自身的平衡功能；同时上切水板在采用气缸平衡装置后，由于轧机机架内正常的工作环境约在600-700℃导致在这样的工作环境下增加了气缸正常工作的维护成本和维护时间；而这两种结构的平衡装置的这些缺点又共同导致导板在切住轧辊冷却水的效果大幅度减低，给1750热轧机组生产薄规格的产品时带钢在精轧机组内的温度控制造成了设定和实际的大幅度的误差，同时由于气缸和导板上的平衡力控制不准导致导板和轧辊之间的摩擦消耗量增大，从而在一定的程度上增加了对导板的维护时间和维护成本直接的影响了热轧生产线的产品质量的提高和产品成本的降低。
2对存在的问题分析通过在1750热轧机组的调试生产中的不断观察和分析，主要找到了此设备存在的两个问题。
（1）由于在生产过程中将导板采用非金属材料后导板的自身配重式平衡就起不到自身的平衡功能，使轧辊冷却水从轧辊和切水板之间蹿出。
（2）由于切水板架子的设计问题，和机架间空间有限，增加配重块的空间比较有限，不能方便灵活的调整下切水板的重力平衡的重量。
3改造设计过程和设计原理为了解决上述的问题，经过综合现有设备的特点和现状采取设计一种在热轧带钢生产线中应用的配重式导板平衡装置，除了能代替传统的热轧机的导板平衡的各种装置外，还可以能更加方便和及时的调节导板的平衡力的大小，使导板能及时的调节到合适的平衡力，大幅度提高了导板在切住轧辊冷却水的效果，同时还简化了平衡装置机构和减低了维护成本和增加了这种装置在高温工作环境下的工作可靠性。
滑轮硬度与钢丝绳磨损关系
二．高硬度钢质滑轮的耐磨性及其对钢丝绳使用寿命的影响钢丝绳传动是起重机械不可缺少的传动方式，其传动的安全性、耐用性和可靠性对起重机整机工作性能的发挥有着重要影响。
提高钢丝传动性能的重要途径之一，是提高滑轮的品质，即使得滑轮具有高的耐磨性、高的轮缘强度和高的运动精度。
而滑轮是钢丝绳传动中承受载荷、传力和改变力的方向的重要部件，在大型港口起重机中又是数量大、分布广、位于高空、难于更换的易损部位，因此研究与改进的目标主要集中在减轻滑轮重量、提高耐磨性上。
近年来，根据港口起重机国际市场的需求，上海振华港机公司提出“不更换滑轮”的理念，采用高硬度钢质滑轮，以此改变了滑轮作为易损部件的性质。
为此，对不同材质、表面硬度的滑轮与不同结构的钢丝绳配合工作下的疲劳磨损问题进行全面、系统的研究，来合理匹配滑轮和钢丝绳，处理好两者在耐磨性方面的矛盾对广大用户具有重要意义。
1．钢质滑轮的磨损机理与耐磨性比较研究滑轮工作时，绳槽与钢丝绳构成一对摩擦副，它们之间的磨损速度，主要取决于绳槽与钢丝绳两者接触部位的相对运动关系、接触状态及应力大小、材料的机械特性及金相组织结构等因素。
钢丝绳绕过滑轮时，侧壁起导向作用，使钢丝绳顺利地进入槽内，防止发生跳槽，槽底的圆弧曲面则起到支承钢丝绳并改变其传力方向的作用。
由于槽底与侧壁的工作性质不同，它们的磨损形式与机制不同，在钢丝绳与滑轮槽的偏角小于允许偏角5º时，钢丝绳绕滑轮运动时不发生与绳槽侧壁的干涉，可不考虑绳槽侧壁的磨损，其磨损和疲劳损伤主要发生于钢丝绳与滑轮绳槽底的接触部位。
①滑轮绳槽底部的磨损机理钢丝绳绕过滑轮运转时，摩擦副起主导作用的是两者之间滚动接触引起的疲劳磨损，还存在着钢丝绳绕进绕出瞬间由于股与丝间的微位移产生的对滑轮槽底的微切削磨损或粘着磨损，氧化磨损等综合磨损作用。
经大量的试验研究，表明滑轮磨损速度与它对钢丝绳相对硬度有密切关系。
以钢丝绳硬度范围（通常为HRC47～52）为基准，将钢质滑轮的绳槽硬度分为高硬度、中高硬度、中硬度和低硬度4级（见表1），其中中高硬度级滑轮与钢丝硬度范围相当。
热轧卷筒工作原理
热轧卷筒工作原理
热轧卷筒是一种用于制造热轧板材的设备，其工作原理如下：
1. 准备热轧坯料：将钢坯加热至适当温度，以降低其硬度，使之易于塑性变形。
2. 进料和预弯：将热轧坯料通过辊道送入热轧卷筒的工作区域，同时利用预辊的作用使坯料产生弯曲形状。
3. 热轧：坯料进入热轧工作区域后，通过辊道的传动和压力控制，使坯料在一系列的辊道间经历多次压下和轧制，从而实现板材的变形和加工。
4. 直立式再热毛面及截齐：热轧完成后的板材在截断机上进行截齐，并通过再热炉进行再热，以改善表面质量和去除可能存在的氧化皮。
5. 冷卷：经过再热和去除氧化皮的板材通过辊道送入冷卷设备，经过一系列冷轧辊道的压下和轧制，最终变成所需的热轧卷材。
6. 连续控制和收卷：冷卷设备会自动控制整个热轧卷材的过程，包括厚度、宽度的控制，以及保证卷材的直线度和表面质量。
最后，热轧卷材通过收卷机进行收卷，并按照需要进行打包和存储。
热轧卷筒的工作原理主要是通过多次压下和轧制来实现板材的
塑性变形和加工，并通过传动和压力控制来控制板材的尺寸和质量，最终得到所需的热轧卷材。