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起重机钢丝绳允许偏角的探讨
李海波白剑波韩梦丹周奇才张兰翔2
1内蒙古呼铁伊东储运股份有限公司包头0140402南通润邦重机有限公司南通226013
3同济大学机械与能源工程学院上海201804
摘要:钢丝绳经过滑轮或卷筒时偏角过大是造成钢丝绳早期磨损的主要原因之一,合理控制钢丝绳偏角
范围尤为重要。通过分析滑轮、卷筒的结构,以及钢丝绳在桥式起重机和欧式起重机中绕进或绕出的具体过程,
提出钢丝绳绕进或绕出滑轮槽时,其中心线走向并非总是直线状态。指出目前供设计人员参考的钢丝绳偏角范
围之规定有一定局限,并不适应所有类型起重机。
关键词:卷筒;滑轮;钢丝绳偏角
中图分类号:TH21文獻标识码:A文章编号:1001-0785(2015)05-0043-04
Abstract Too large deflection occurring when the wirerope passes through the pulley or drum is one of the main rea-
sons for premature wear of wire rope, so it' important to reasonably control the deflection range of wire rope. Through anal-
ysis of oth pulley and drum structures, and spe ific process of wirerope winding in and out in the overhead crane and Euro
pean crane, the paper puts forward that when the wire rope winds in and out of the pulley groove, the central line is not al
ways straight. The paper also points out that the wirerope deflection range to e referred to by designers is restricted to some
extent, not applied to alll types of cranes
Keywords: drum; pulley; wirerope deflection
0引言
门式起重机和欧式起重机卷绕系统中的绕进或绕
出过程,提出文献[2]中对钢丝绳绕出卷筒和滑
起重机起升机构的钢丝绳在经过滑轮、卷筒轮偏角的限制不适应如图3所示的传统桥、门式
时,必然存在一定的偏角问题,偏角必须控制在起重机小车卷绕系统,只适应如图4所示的欧式
一范围之内。若偏角过大,钢丝绳不可避免地会起重机小车卷绕系统。并指出,钢丝绳绕进或绕
与滑轮、卷筒的槽边相互磨损,且偏角越大造成出滑轮槽时,其中心线不总是直接走直线出槽,
的磨损越严重,极大地影响钢丝绳的使用寿命。有时是走折线出槽。
实践证明,许多情况下的钢丝绳早期破坏是由于
受到摩擦或挤压造成的。
对于钢丝绳偏角的限制范围,有关资料如文
献[2]、[3]仅有较为简略的介绍。对于滑轮槽
虽然相应规定限制了钢丝绳绕进或绕出时的最大
偏斜角即钢丝绳中心线和滑轮轴垂直的平面之间
的夹角(见图1)不应大于5°,却并未对钢丝绳
中心线在垂直卷筒轴线的平面内的出绳角θ做出规
定。对于卷筒虽然相应规定限制了钢丝绳中心线
(a)滑轮槽的最大偏角
偏离螺旋槽中心线两侧的角度(见图2)不应大于
(b)垂直卷筒轴线平面内的钢丝出绳角
3.5°,却并未指出针对大起升高度及D/d值较大
图]钢丝绳偏角示意图
的卷筒,其钢丝绳偏离螺旋槽中心线的允许偏角应滑轮、卷筒的结构分析
由计算确定。
经过理论分析及实践经验,分别对滑轮和卷1.1钢丝绳绕进(出)滑轮结构分析
筒的结构进行了分析,研究了钢丝绳在传统桥、
由钢丝绳绕进或绕出滑轮槽示意图1可以看
《起重运输机樾》2015(5
式中:B为滑轮的槽角;D为滑轮的计算直
径,D。=D。+d;C为滑轮槽棱角线和滑轮中心线
的交点至滑轮轮缘最外端的距离,mm
文献[2]规定,对A5工作级别的滑轮直径
和钢丝绳直径之比c≥20,计算可得y=4.97°
由计算过程结合图1可以看出,在设计布置小车
(b)
起升机构时,钢丝绳绕进或绕出滑轮槽的最大偏
图2钢丝绳绕进或绕出卷筒槽的偏角
角由滑轮结构的相关参数可导出,即钢丝绳绕进
或绕出滑轮槽的最大偏角只与滑轮的结构有关。
1.2钢丝绳绕进(出)卷筒结构分析
钢丝绳绕进或绕出卷筒时,钢丝绳偏离卷筒
螺旋糟两侧的角度(见图2)不应大于3.5°,即
y和y2不大于3.5°。钢丝绳在卷筒上的偏斜可分
为2种情况讨论:一种是向相邻的空槽方向偏斜
(见图2a),钢丝绳只受绳槽本身的结构限制,此时
钢丝绳的偏角由式(3)得出;另一种是向有绳
圈的邻槽方向偏斜(见图2b),钢丝绳受邻槽钢丝
绳的限制,此时钢丝绳的偏角γ由式(4)、式(5
得出。钢丝绳在2个方向的最大偏斜角同时受到卷
图3传统桥、门式起重机小车卷绕系统
简绳槽螺旋角的影响,螺旋角由式(6)得出
y
2-(2≤Φ
4)
tang=
(6)
式中:8为绳槽螺旋角,D。为卷筒计算直径,
为绳槽节距。
2传统桥式起重机钢丝绳绕进(出)滑
轮、卷筒槽的过程分析
钢丝绳绕进或绕出滑轮槽的偏角不完全是如
图4欧式起重机小车卷绕系统
图1所示的理想状态,通过大量的实践观察,钢
出钢丝绳的最大偏斜角y。满足式(1)或式(2)丝绳的中心线不一定是直接走直线出槽,有时是
的结构关系。
走图5所示的折线出槽。在理想状态下,钢丝绳绕
=1/1.5(1)
进或绕出滑轮槽的最大偏角γ由E点从吊钩滑轮组
的轮缘边D点直线出槽到达卷筒轴线上的B点,但
即
yo=4.97
实际状态有可能是从D点折射偏外直线出槽到达卷
式中:d为钢丝绳直径,滑轮轮缘开口宽度≈简轴线上的A点,折射越大,滑轮磨损越严重。实
2d,滑轮轮槽底径至轮缘外径的距离≈1.5d;D际最大偏角γ要求小于或等于5°,如果滑轮直径跟
为吊钩动滑轮槽径;?为滑轮直径和钢丝绳直径之钢丝绳直径之比小于规范规定的值,D点就有可能
比,对A5级起重机,e≥20。
折射偏外直线出槽到达卷筒轴线上的M点。
tany。=
tang
起升从地面开始,当起升高度达到某一点时,
D
滑轮的偏角最大,理论规定不超过5°,卷筒的偏
0.7C
角也最大,理论规定不超过3.5°;继续起升,高
44
《起重运输机械》2015(5)