1200t拉力机钢丝绳夹具的设计及关键零部件分析

赵立1，吴琼2，张建2，唐文献2，唐振新2

(1.云南昆船智能装备有限公司，云南 昆明650217）

(2.江苏科技大学 机械工程学院，江苏 镇江212003)

    基于钢丝绳的结构特点及受力情况，设计制作了一种新型钢丝绳夹具，该夹具夹紧过程既方便快捷又安全高效，可适用于不同直径的钢丝绳，尤其适用于大张力钢丝绳施工、测试的夹紧过程中。通过采用有限元分析方法，对该钢丝绳夹具结构的关键零件进行静力学分析计算，验证校核该夹具的结构强度。该夹具现已在1 200t船用构件力学性能测试平台投入使用。

    钢丝绳是提升机械设备中最重要的元件之一，在物料搬运、起重吊装、卷扬牵引、渔业拖网、船舶装卸中有着广泛应用。大多数钢丝绳是由高强度钢丝编绕而成，这种结构具有很大的灵活性及优越性能，即使用轻便、抗拉强度大、轴向尺寸长且能吸收振动,因而被广泛应用于起重运输设备、客货运输索道、大跨度悬索桥梁及悬挂式屋顶等工程结构中。在大张力作用下，处于夹紧状态的钢丝绳段，一方面要防止在未超过钢丝绳破断拉力的情况下夹紧段钢丝因承受各种机械损伤而断裂；另一方面又要保证钢丝绳夹紧状态良好，不会产生滑绳及夹不紧等情况［1-2］。

    钢丝绳夹具设计的出发点是防止打滑，防止损坏钢丝绳表面，方便、快捷和安全。目前，钢丝绳的夹紧方式主要有两种：(1)浇铸套接法；(2)机械夹具夹持法。浇铸套接法是将钢丝绳试样两端的钢丝散开呈喇叭形的刷头状，进行表面处理，在熔融合金注入冷凝后同钢丝绳刷头结合为一个整体；机械夹具夹持法是将钢丝绳试样直接夹持于机械夹具上［3-4］。浇铸套接法安全可靠，但需专业人员和专业工具，且不能任意调整钢丝绳的长度。在实验室或现场施工中机械夹具夹持法的运用较为常见，但机械夹具夹持法不同程度地存在着容易损坏钢丝绳表面、夹持不紧、容易打滑等缺陷，易导致钢丝绳系统不能正常工作［5-6］。因此，研制及开发满足工程需要的新型大张力机械夹具的任务十分紧迫，尤其是开发适用于1200t船用构件力学性能测试平台的钢丝绳夹具尤为迫切。

1钢丝绳夹具的结构设计与工作原理

    各零件的装配关系如图1、图2所示，夹具的工作原理是将钢丝绳穿入上模块与下模块中，然后通过液压缸推进锥形块B，使得锥形块A向上移动，迫使下模块向中心收缩，从而夹紧钢丝绳。其上、下模块（材料为Q235）和锥形块（材料为45钢，热处理）的配合表面粗糙度为Ra0.8，斜度为5°，该夹具的总质量为2t。

1—锥形块A；2—锥形块B；3—液压缸；4—下模块；5—上模块

图1钢丝绳夹具的总体结构

图2钢丝绳夹具的夹紧示意图......

作者简介：赵立(1966—),男,云南昆明人，云南昆船智能装备有限公司高级工程师，工程硕士,长期从事机械设计及加工工艺研究工作。

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