主轴装置作为矿山提升设备中的核心部件,其安全、可靠与矿山安全生产息息相关。矿山实际生产中,缠绕式提升机主轴装置提升的负载具有吨位大、时变特性;其次,设备运行过程中不可避免的会产生振动,严重时将会产生共振,这些因素将严重威胁矿山安全生产。因此,本文在国家重点研发计划资助下,开展缠绕式提升机主轴装置承载特性研究,主要内容包括:主轴装置应力特性分析、主轴装置模态特性研究、主轴装置疲劳裂纹特性分析。旨在探究多层缠绕工况下主轴及其关键部位应力和振动特性,揭示主轴装置疲劳裂纹特性,为主轴装置优化设计和安全使用提供理论依据。首先,针对多层缠绕下主轴装置应力分布特性展开分析,建立三个典型工况（一层、二层、三层）下有限元静力分析模型,探究典型工况下主轴装置应力分布;基于欧拉公式建立多层缠绕过程中主轴装置动力学分析模型,解析主轴及其关键部位应力动态变化特性;通过宏程序构建离散钢丝绳,搭建主轴装置刚柔耦合分析模型,探究钢丝绳动态缠绕下主轴部位的应力变化特性。其次,针对主轴装置振动特性,搭建无预应力、预应力主轴装置模态分析模型,探究结构低阶固有频率及振型;建立主轴装置模态优化模型,探究轴向支撑跨度对低阶固有频率的影响;构建主轴装置谐响应分析模型,分析主轴装置在正弦激励下的响应。然后,针对主轴装置疲劳损伤及裂纹扩展特性,搭建主轴装置疲劳损伤模型,探究预制载荷谱下主轴及其关键部位的寿命、损伤分布特性,探究不同载荷放大系数下结构的疲劳寿命;通过在主轴、卷筒应力集中部位预制椭圆型裂纹,探究裂纹路径上应力强度因子K₁数值分布及不同裂纹方向下应力强度因子K₁随裂纹深度、长度的变化规律。最后,搭建主轴装置缩放结构自由模态试验台,并基于锤击法测量装配体低阶自由模态;建立主轴装置结构应力试验台,模拟主轴装置提升过程,探究主轴、卷筒、腹板在钢丝绳多层动态缠绕工况下的应力变化特性;通过对比试验及仿真结果,验证仿真结果的可靠性。本论文有图105幅,表13个,参考文献86篇。