一种综合多参数的绳索设计方法
【专利摘要】本发明公开了一种综合多参数的绳索设计方法，属于钢丝绳产品设计【技术领域】。该方法基于螺旋捻制体的轴向刚度系数、扭转刚度系数、轴向扭转耦合刚度系数和抗弯刚度系数，对绳索的抗旋转性、抗拉性能和柔韧性进行综合设计。各刚度系数都是绳索中钢丝的直径及其捻制参数的函数，根据对钢丝绳性能的要求可实现对绳中股和股中丝的捻制参数的设计计算，可以实现对不同工况下绳索的设计，通过绳索刚度系数的线性表达式，计算方便，耗时少，很容易计算得到绳索的捻制参数。
【专利说明】一种综合多参数的绳索设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢丝绳设计方法，尤其是一种适用于复杂工况下钢丝绳设计的综合多参数的绳索设计方法。
【背景技术】
[0002]钢丝绳是矿井提升、电梯升降等领域的重要部件，绳索的性能直接关系到提升系统的安全性和可靠性。随着提升载荷越来越大工况越来越复杂，对钢丝绳的各种性能提出了更高的要求。
[0003]现有的绳索设计方法只考虑了一个参数，并没有综合钢丝绳的多种性能，设计出的绳索难以满足不同的工况要求；现有的绳索设计方法没有给出刚度系数的线性表达式，在求解方面困难较大，难以计算出股和股中钢丝的捻制参数。
【发明内容】
[0004]技术问题:本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种可实现对不同工况下绳索设计的综合多种性能参数的绳索设计方法。
[0005]技术方案:本发明的综合多参数的绳索设计方法，包括如下步骤:
[0006]a.根据工况需要，综合考虑绳索的抗旋转性、抗拉性和柔韧性，通过公式:
【权利要求】
1.一种综合多参数的绳索设计方法，其特征在于，包括如下步骤: a.根据工况需要，综合考虑绳索的抗旋转性、抗拉性和柔韧性，通过公式:
确定钢丝绳轴向扭转耦合刚度系数Q3、轴向刚度系数Q1和抗弯刚度系数B， 式中:为第j层股的螺旋角，h为第j层股的半径，Rj为第j层股的捻制半径，η为绳索中股的层数，mj为第j层中股的数量；Ef为绳芯弹性模量，A0为绳芯的截面积，Aj为第j层股的截面积，V为钢丝材料的泊松比； b.基于螺旋结构的轴向刚度系数Q1、轴向扭转耦合刚度系数仏和抗弯刚度系数B关于绳索中钢丝直径和捻制参数的表达式(I) (2) (3)计算绳索中股的捻制参数，其中螺旋角越接近90°，绳索轴向刚度越大，而且随着螺旋角靠近90°，螺旋角对绳索轴向刚度的影响减弱；螺旋角越远离90°，绳索抗弯刚度越小，而且随着螺旋角远离90°，螺旋角对绳索抗弯刚度的影响增强； 根据轴向扭转耦合刚度系数Q3的表达式，令Q3 = 0，对于有η层股的绳索，将n-Ι个螺旋角P1, β2...的值在允许范围内固定，计算得到另一个螺旋角βη的值，形成一组由η个螺旋角P1, β2...βη组成的组合，多次变化η-1个固定螺旋角的值，形成多组由η个螺旋角组成的组合β1; β2...βη; c.将多组螺旋角βρβ2...βη组合分别带入轴向刚度系数Q1的表达式(I)和抗弯刚度系数B的表达式(3)中，对绳索抗拉性能有要求的工况选择使轴向刚度系数Q1值最大层股的螺旋角P1, β2...@?进行组合，对绳索柔韧性要求而无需考虑抗拉性能的工况选择使抗弯刚度系数B最小层股的螺旋角β i，β 2...β η进行组合； d.螺旋角P1,β2...βη组合选择好后，通过调节最外层股的螺旋角即可实现对轴向刚度系数Q1、轴向扭转耦合刚度系数Q3和抗弯刚度系数B的最大幅度调节，通过调节最内层股的螺旋角即可实现对轴向刚度系数Q1、轴向扭转耦合刚度系数Q3和抗弯刚度系数B的最小幅度调节。
【文档编号】D07B1/08GK104179048SQ201410351434
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】曹国华, 夏吉山, 朱真才, 彭维红, 刘善增, 王彦栋 申请人:中国矿业大学