预应力钢丝缠绕机架

        预应力钢丝缠绕机架采用不同的梁结构，梁上的应力分布情况不同，从而影响机架的整体性能。本文分析对比了现有几种梁结构的优缺点，提出了一种内凹型梁。此种梁结构简单，可加工性能好；梁底面可作为其他部件的安装面，有效利用了空间，降低了机架的整体高度；调整梁的内凹深度可调整梁上的应力，改善其受力情况，减小底面的变形。文中采用纤维法建立了梁内凹深度和底面应力的关系，提供了优化设计梁结构尺寸以获得低拉应力梁的依据。采用内凹型梁的预应力钢丝缠绕机架已在25MN自由锻／快锻液压机上应用。

        卷扬机预应力钢丝缠绕机架的结构，预应力机架由上、下拱形梁与两侧立柱组成，外面用高强度钢带一层层缠绕预紧，钢带的截面尺寸为lmm×4mm或1．5mm X 6mm。总的预紧力大约是公称力(最大工作载荷)1．5倍或更高，这样，立柱在工作时始终处于压应力状态。

        这种结构的优点在于结构轻巧、尺寸小，抗疲劳性能好，制造容易，成本低。它充分利用高强冷轧钢带强度高的特点，其强度一般是高质量卷扬机锻件的2—3倍，预紧及工作时虽然承受很大的拉应力，但应力波动幅度很小，仅为预拉应力10％左右，因此抵抗疲劳载荷的能力高。而立柱始终处于压应力状态，也不易破坏。一般机架相比，应力集中的部位也少。

        重型机械承载构件的强度失效绝大多数是由于应力集中而引起疲劳破坏。因此,对这种构件的疲劳强度研究是极其重要的。预应力机架,尤其是预应力钢丝缠绕机架有较高的疲劳强度,除了它在结构上的特点外,还由于它能较好地满足现代疲劳设计理论的基本观点。本文试图从理论上予以阐述,将预应力结构分为预紧部件和被预紧部件,分别进行疲劳强度的研究,以及如何估计预应力损失,并通过实验予以验证。