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欧式起重机钢丝绳缠绕偏角的研究

发布时间:2022-02-01 13:00 文章来源:未知 文章编辑:admin 点击数:

起重机钢丝绳缠绕卷筒和滑轮时必然会存在一定的偏角,但钢丝绳中心线与滑轮轴、卷筒轴垂直面之间的夹角应尽量小,以避免钢丝绳与钢丝绳间或钢丝绳与绳槽侧面的摩擦。若偏角过


      起重机钢丝绳缠绕卷筒和滑轮时必然会存在一定的偏角,但钢丝绳中心线与滑轮轴、卷筒轴垂直面之间的夹角应尽量小,以避免钢丝绳与钢丝绳间或钢丝绳与绳槽侧面的摩擦。若偏角过大,钢丝绳绕入或绕出卷筒槽和滑轮槽时,或沿着绳槽边缘转动,或在绳槽内摆动,容易导致钢丝绳出现不良缠绕,从而加速钢丝绳的磨损,且偏角越大造成的磨损越严重,极大地影响钢丝绳的使用寿命,严重时会引起钢丝绳内部变形,甚至发生钢丝绳跳槽事故。实践证明,大部分情况下钢丝绳的早期破坏是由于受到不合理的弯曲、挤压、扭转、磨损造成的。
1欧式起重机缠绕系统分析
欧式起重机的钢丝绳缠绕系统(图1)与传统桥式起重机完全不同。欧式起重机的上滑轮装置滑轮、吊具滑轮与卷筒轴线平行,并分两排布置,钢丝绳通过上滑轮横梁里的定滑轮组过渡缠绕吊钩组,这种结构直接决定了钢丝绳绕入或绕出卷筒和滑轮的偏角与传统桥式起重机的偏角完全不同。


2钢丝绳允许偏角的计算
根据GB/T3811规定,钢丝绳允许偏角的推荐值:
1)钢丝绳绕入或绕出滑轮绳槽时偏斜的最大角度,即钢丝绳中心线和滑轮轴垂直平面之间的夹角,推荐不大于5°。若设计的实际偏角大于5°,根据滑轮的几何尺寸按公式(1)计算其允许偏角:
tany=2tanB(1)D Vi+c-a/T式中:B为滑轮绳槽倾角;D为钢丝绳卷绕直径;C为滑轮绳槽高度;d为钢丝绳直径。
2)钢丝绳绕入或绕出卷筒绳槽时偏斜的最大角度,即钢丝绳中心线和卷筒轴垂直平面之间的夹角,推荐不大于3.5°。钢丝绳卷筒的允许偏角与卷筒直径、槽形的具体尺寸有关,在钢丝绳与钢丝绳(逆空槽方向)或钢丝绳与绳槽侧面(顺空槽方向)不产生摩擦的情况下,按公式(2)、(3)计算其允许偏角:
9.=a,-8(3)式中:91为钢丝绳逆空槽方向中心时钢丝绳中心线与卷筒轴垂直平面之间的夹角;p。为钢丝绳顺空槽方向中心时钢丝绳中心线与卷筒轴垂直平面之间的夹角;a,为钢丝绳逆空槽方向中心时钢丝绳中心线与绳槽中心线的允许偏角;a,为钢丝绳顺空槽方向中心时钢丝绳中心线与绳槽中心线的允许偏角;e为卷筒绳槽的螺旋升角,按公式(4)计算。
tane=+(4)TD式中:t为卷筒绳槽节距;D为钢丝绳卷绕直径。

3钢丝绳绕入或绕出滑轮时的偏角分析
钢丝绳绕入或绕出滑轮时,钢丝绳对滑轮的偏角主要考虑从卷筒两端下来的两根钢丝绳进入吊钩动滑轮时的偏角和从吊钩组动滑轮进入上滑轮装置定滑轮时的偏角。吊钩动滑轮在起升上极限时,钢丝绳中心线和滑轮轴垂直平面之间的夹角为最大值。
欧式起重机钢丝绳从滑轮槽的出角存在折射现象,而且比传统桥式起重机严重。因此在结构布置时要尽量减少钢丝绳滑轮偏角(图2)中的。的距离,但6值过小,卷筒工作时又会与小车横梁发生干涉,因此设计时需要合理布置。
从图2可以看出,尽可能增大上极限时定滑轮与吊钩动滑轮间的垂直距离,可以减小钢丝绳中心线和滑轮轴垂直平面之间的夹角。但实际设计应用中,受制于用户对起升高度的要求,该方法会降低净起升高度,所以应该根据所设计的起重机的桥架结构,再结合实际情况,在满足起升高度的前提下合理减小垂直距离。
图2钢丝绳滑轮偏角

4钢丝绳绕入或绕出卷筒时的偏角分析
钢丝绳绕入或绕出卷筒时,钢丝绳在顺空槽和逆空槽方向会受到不同的限制。顺空槽方向只受绳槽本身的限制,逆空槽方向还受到邻近钢丝绳的限制,而两个方向的偏角都受到卷筒绳槽螺旋升角的影响。
吊钩动滑轮在起升上极限时,钢丝绳与卷筒的铅垂线的夹角为最小值。在卷筒释放钢丝绳的过程中,卷筒出绳端的水平位移距离逐渐增大。吊钩动滑轮在起升下极限时,钢丝绳与卷筒的铅垂线的夹角为最大值。所以,大家在验算最大偏斜角时,只需验算下极限时夹角是否小于3.5°即可。
从图3可以看出,在起升机构其他参数不变的情况下,卷筒在释放相同圈数的钢丝绳时,减少滑轮组倍率,可增大吊钩动滑轮下降距离,从而可减小钢丝绳与卷筒轴垂直平面之间的夹角;或者当吊钩动滑轮下降相同距离,所需释放的钢丝绳圈数减少,增大卷筒直径,也可减小钢丝绳与卷筒轴垂直平面之间的夹角。
8需上R基
y图3钢丝绳卷筒偏角

5结论
钢丝绳偏角是影响钢丝绳寿命的一个重要因素,因此在设计时应严格控制钢丝绳缠绕系统的最大偏角以满足规范要求。采取适当措施减少钢丝绳偏角,比如减少滑轮倍率、增大卷筒直径,或者尽可能增大上极限时定滑轮与吊钩动滑轮与之间的垂直距离。控制好钢丝绳偏角,可以使大家设计的起重机产品更具有安全性和可靠性。


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