工程起重機械課件第2章鋼絲繩及其卷繞裝置

第二章鋼絲繩及其卷繞裝置

2007年10月主講教師:樓力律歡送對本課程提出珍貴意見第2章鋼絲繩及其卷繞裝置本章我們將要學習的內容鋼絲繩滑輪及滑輪組卷筒第2章鋼絲繩及其卷繞裝置第一節(jié)鋼絲繩第1節(jié)鋼絲繩1.概述1.1鋼絲繩的用途鋼絲繩不僅廣泛用于起升機構、變幅機構、牽引機構中，有時也用于回轉機構。起重捆扎物品也采用鋼絲繩。此外，鋼絲繩還用作桅桿起重機的桅桿張緊繩，纜索起重機與架空索道的承載繩。鋼絲繩與別的撓性構件相比所具有的優(yōu)點：1〕強度高，承載能力大過載能力強，彈性好，耐沖擊，自重輕；2〕撓性較好運行平穩(wěn)，即使速度高時也無噪音，可以高速工作；3〕工作可靠，不會突然破斷。第1節(jié)鋼絲繩1.概述1.2鋼絲繩的材料及制造工藝鋼絲繩是由直徑為0.5~2mm的許多鋼絲擰成。鋼絲繩的鋼絲要求有很高的強度，通常用含碳量0.5%~0.8%的優(yōu)質碳素鋼制成。優(yōu)質鋼錠通過熱軋制成直徑為F6的圓鋼，然后經(jīng)過屢次冷拔及熱處理等專門工藝過程，冷拔強化到很高的強度，其強度極限可達1400MPa~2000MPa。選用鋼絲繩強度極限高者可以減小鋼絲繩直徑，但太高，鋼絲繩的僵性太大，對工作反而不利。起重機上以選用1550~1850MPa抗拉強度的鋼絲繩為宜。第1節(jié)鋼絲繩1.概述鋼絲的質量根據(jù)韌性的上下，即耐彎折和扭轉次數(shù)的多少可分為特號:能承受反復彎曲和扭轉次數(shù)較多，鋼絲韌性最好，用于載人升降機和大型澆注起重機；I號：能承受反復彎曲和扭轉次數(shù)一般，韌性較好，用于一般起重機；II號:鋼絲韌性一般，用于系物、張緊等次要用途。第1節(jié)鋼絲繩2.鋼絲繩的種類2.1根據(jù)鋼絲繩的捻繞次數(shù)分類第1節(jié)鋼絲繩2.鋼絲繩的種類2.1根據(jù)鋼絲繩的捻繞次數(shù)分類單繞繩：由假設干層鋼絲依次圍繞一鋼芯繞制而成，只有一股，僵性大，撓性差，強度高，不宜作起重繩，只適用于作起重機的桅索以及架空索道或纜索起重機的承載繩。雙繞繩:它先由鋼絲捻成股，再由股捻成繩。繩芯材料對鋼絲的撓性有很大影響。如采用麻、石棉為繩芯，那么鋼絲繩的撓性較好；這種繩制造工藝不太復雜，因此在起重機中應用最多。三繞繩：把雙繞繩作為股，再用幾股捻成繩。撓性特別好，但由于制造復雜，本錢高，鋼絲太細，容易磨損折斷，故在起重機中不采用。第1節(jié)鋼絲繩2.鋼絲繩的種類2.2根據(jù)鋼絲繩的捻向分類同向捻：〔也稱順繞繩〕。其絲捻成股與股捻成繩的方向相同撓性和壽命都較交互捻繩要好，但因其易扭轉、松散，一般只用來做牽引繩。第1節(jié)鋼絲繩2.鋼絲繩的種類2.2根據(jù)鋼絲繩的捻向分類交互捻鋼絲繩：交互捻鋼絲繩〔也稱交繞繩〕。其絲捻成股與股捻成繩的方向相反。由于股與繩的搶向相反，便用中不易扭轉和松散，在起重機上廣泛使用。混合捻鋼絲繩：由兩種相反繞向的股捻成的鋼絲繩。有半數(shù)股為右旋，半數(shù)股為左旋，其性能介于同向捻和交互捻之間，但因制造困難，僅在吊具較輕的大起升高度起重機中推薦采用。第1節(jié)鋼絲繩2.鋼絲繩的種類2.3根據(jù)股的形狀分類圓形股：制造方便，常用異形股繩:三角股、圓形股、扁股等。水電工地的起重機上一般不用。第1節(jié)鋼絲繩2.鋼絲繩的種類2.4根據(jù)股的構造分類①點接觸鋼絲繩：是采用等直徑鋼絲捻制。由于各層鋼絲的捻距不等，各層鋼絲與鋼絲之間形成點接觸。受載時鋼絲的接觸應力很高，容易磨損、折斷，壽命較低，優(yōu)點是制造工藝簡單、價廉。點接觸鋼絲繩常作為起重作業(yè)的捆綁吊索，起重機的工作機構也有采用。②線接觸鋼絲繩:是采用直徑不等的鋼絲捻制。將內外層鋼絲適當配置，使不同層鋼絲與鋼絲之間形成線接觸，使受載時鋼絲的接觸應力降低。線接觸繩承載力高、撓性好、壽命較高。第1節(jié)鋼絲繩2.鋼絲繩的種類2.4根據(jù)股的構造分類③面接觸鋼絲繩：通常以圓鋼絲為股芯，最外一層或幾層采用異形斷面的鋼絲，層與層之間是面接觸，用擠壓方法繞制而成。其特點是，外表光滑、撓性好、強度高。耐腐蝕，但制造工藝復雜，價格高，起重機上很少使用，常用作纜索起重機和架空索道的承載索。點接觸繩線接觸繩面接觸繩第1節(jié)鋼絲繩2.鋼絲繩的種類線接觸繩的優(yōu)點：由于相鄰鋼絲之間為線接觸，降低了鋼絲的接觸應力，提高了鋼絲繩的壽命；粗細鋼絲的分布合理，外層用粗鋼絲提高耐磨性，內層用細鋼絲提高撓性；由于采用不同直徑的鋼絲，對于相同直徑的鋼絲繩，線接觸鋼絲繩比點接觸鋼絲繩的總橫截面面積大，破斷力大；在承載不變的情況下，采用線鋼絲繩，可以選用較小的直徑，從而可以選用較小的卷筒與滑輪。第1節(jié)鋼絲繩2.鋼絲繩的種類線接觸繩的三種根本構造型式：1)外粗式(希魯型)，代號X2)粗細式(瓦林吞型)，代號W3)填充式,代號T第1節(jié)鋼絲繩2.鋼絲繩的種類2.5根據(jù)鋼絲繩外表處理分類①光面鋼絲鋼絲繩：當不是因腐蝕造成報廢原因時，宜采用這種鋼絲繩。②鍍鋅鋼絲鋼絲繩:當因腐蝕是造成報廢主要原因時，宜采用這種鋼絲繩。2.6根據(jù)鋼絲繩股的數(shù)目來分6股繩、8股繩和18股繩外層股的數(shù)目越多，鋼絲繩和滑輪槽或卷筒槽的接觸越好，不僅增加鋼絲繩的壽命，也減少了滑輪和卷筒的磨損。第1節(jié)鋼絲繩2.鋼絲繩的種類2.6繩芯繩芯的作用：增加撓性、彈性和潤滑。繩芯的種類:有機芯:用浸透潤滑油的麻繩做成，工作時起潤滑作用。有機鋼絲繩不能用于高溫環(huán)境。石棉芯:用石棉繩做成，可耐高溫。金屬芯:用軟鋼的鋼絲繩或繩股作為繩芯，可耐高溫并能承受較大的橫向壓力，用于高溫或多層卷繞的地方。第1節(jié)鋼絲繩3.鋼絲繩的受力分析實際工作中，鋼絲繩的受力是很復雜的，它的應力很難精確計算，主要受力狀態(tài)有以下幾種：1〕拉應力；2〕彎曲應力；3〕擠壓應力。第1節(jié)鋼絲繩3.鋼絲繩的受力分析3.1拉應力鋼絲繩受拉時，鋼絲的拉應力為：S：鋼絲繩的拉伸載荷(N);d:鋼絲的直徑(mm);i:鋼絲繩中鋼絲的根數(shù)d:鋼絲繩的直徑(mm);:填充系數(shù)

k：應力分布不均勻系數(shù)，由鋼絲有螺旋角引起k=1.2第1節(jié)鋼絲繩3.鋼絲繩的受力分析3.2彎曲應力鋼絲繩繞上卷筒或滑輪時，鋼絲受到彎曲產生彎曲應力E1–鋼絲繩的彈性模量E1≈80GPaD–卷筒或滑輪的直徑(mm)假設采用鋼絲(金屬)的彈性模量：第1節(jié)鋼絲繩3.鋼絲繩的受力分析3.3擠壓應力鋼絲繩與卷筒或滑輪繩槽接觸，鋼絲繩的拉伸載荷不僅能引起鋼絲之間而且引起鋼絲繩和卷筒或滑輪槽之間的擠壓應力。正壓力產生的單位弧長的壓力S鋼絲繩的拉伸載荷假定鋼絲繩沿整個半圓周均與繩槽接觸，那么可根據(jù)比壓為正弦分布的原理，求得最大單位壓力：第1節(jié)鋼絲繩4.鋼絲繩的選擇選用鋼絲繩可分為兩個步驟進行：1、確定鋼絲繩結構型式鋼絲繩的型式，不僅決定于它的斷面形狀，而且決定于它的繩芯、繩擰方向等因素；為提高鋼絲繩的壽命，建議優(yōu)先采用線接觸鋼絲繩。在潮濕的環(huán)境，為了防腐應采用鍍鋅鋼絲繩。第1節(jié)鋼絲繩4.鋼絲繩的選擇鋼絲繩技術參數(shù)的標記方法GB1102鋼絲繩6×37—15.0—1550—Ⅰ—甲—鍍—右交①②③④⑤⑥⑦⑧⑨①——鋼絲繩的股數(shù)，起重機常用6股繩。②——鋼絲繩的結構型式，點接觸普通鋼絲繩，標記“×〞；線接觸瓦林吞型鋼絲繩〔粗細式〕，標記“W〞；線接觸希魯型鋼絲繩〔外粗型〕，標記“X〞；線接觸填充型鋼絲繩〔密集型〕，標記“T〞；第1節(jié)鋼絲繩4.鋼絲繩的選擇鋼絲繩技術參數(shù)的標記方法GB1102鋼絲繩6×37—15.0—1550—Ⅰ—甲—鍍—右交①②③④⑤⑥⑦⑧⑨③——每股鋼絲數(shù)，起重機常用的6股繩一般每股鋼絲有19根和37根兩種。④——鋼絲繩的直徑〔mm〕。⑤——鋼絲的公稱抗拉強度b〔MPa〕。⑥——鋼絲的韌性等級，根據(jù)實際級別分別標記“特〞、“Ⅰ〞、“Ⅱ〞。第1節(jié)鋼絲繩4.鋼絲繩的選擇鋼絲繩技術參數(shù)的標記方法GB1102鋼絲繩6×37—15.0—1550—Ⅰ—甲—鍍—右交①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑦——鋼絲外表經(jīng)過鍍鋅處理，根據(jù)實際級別分別標記“甲〞、“乙〞、“丙〞。⑧——鋼絲外表處理特征，外表不做處理的，標記“光〞，或不加標記；外表鍍鋅處理的，標記“鍍〞。⑨——鋼絲繩的捻制方式和方向，右捻繩標記“右〞；左捻繩標記“左〞；交互捻標記“交〞；同向捻標記“同〞。第1節(jié)鋼絲繩4.鋼絲繩的選擇2、鋼絲繩直徑確定-平安系數(shù)法鋼絲繩的破斷拉力應滿足下式：F0：鋼絲繩的破斷拉力，N；S：鋼絲繩的最大工作靜應力，N；n：鋼絲繩的最小平安系數(shù)，根據(jù)?起重機設計標準?，如下表選取。用途起重機工作機構用鋼絲繩其他用途鋼絲繩機構工作級別M1～Ｍ3M4M5M6M7M8支承動臂起重機械自身安裝攬風繩吊掛和捆綁安全系數(shù)44.5567842.53.56第1節(jié)鋼絲繩4.鋼絲繩的選擇2、鋼絲繩直徑確定-選擇系數(shù)法鋼絲繩直徑可由鋼絲繩最大工作靜拉力按下式確定d:鋼絲繩最小直徑mmS：鋼絲繩最大工作靜拉力Nc：選擇系數(shù)選擇系數(shù)根據(jù)教材51頁表2-2選取。第1節(jié)鋼絲繩5.鋼絲繩的使用5.1延長鋼絲繩使用壽命的途徑1〕提高平安系數(shù)，降低鋼絲繩的應力；2〕選用較大的滑輪和卷筒直徑；3〕卷筒和滑輪槽的尺寸與材料對于鋼絲繩的壽命有很大的影響。理想的繩槽半徑約為R=0.53d。繩槽半徑太大使鋼絲繩與繩槽接觸面積減小，太小那么有將鋼絲繩卡緊的毛病。材料方面，鑄鐵較鑄鋼好。在槽低鑲以鋁合金或尼龍襯墊，可提高鋼絲繩壽命。4〕盡量減少鋼絲繩的彎曲次數(shù)；5〕加強維護保養(yǎng)，定期維護。第1節(jié)鋼絲繩5.鋼絲繩的使用5.2鋼絲繩的報廢標準〔1〕鋼絲繩在任何一段節(jié)距〔指每股鋼絲繩纏繞一周的軸向距離〕內的斷絲數(shù)到達下表的數(shù)值，應報廢。

鋼絲繩斷絲數(shù)安全系數(shù)鋼絲繩結構繩6×9繩6×37一個節(jié)距中的斷絲數(shù)交互捻同向捻交互捻同向捻＜612622116～71472613＞71683015

第1節(jié)鋼絲繩5.鋼絲繩的使用5.2鋼絲繩的報廢標準〔2〕如果鋼絲繩銹蝕或磨損時，應將上表斷絲數(shù)按下表折減，并按折減后的斷絲數(shù)作為判斷報廢的依據(jù)。

鋼絲表面磨損或銹蝕量%1015202530~40＞40折減系數(shù)%85757060500〔3〕繩端部及其附近出現(xiàn)斷絲，如果繩長允許，即使數(shù)量少，也應將斷絲部位切去重新安裝，否那么應報廢。〔4〕斷絲的局部聚集程度高，例如聚集在小于一個節(jié)距的繩長內，或集中在任一繩股里，即使斷絲數(shù)比報廢標準規(guī)定的數(shù)量低，也應予以報廢；第1節(jié)鋼絲繩5.鋼絲繩的使用5.2鋼絲繩的報廢標準〔5〕斷絲出現(xiàn)增長趨勢，應給予充分注意，加強檢查并記錄斷絲增長情況，辨明規(guī)律，確定報廢日期?！?〕當鋼絲繩某一繩股整股斷裂，那么不管由于什么原因、發(fā)生在什么部位，都應立即報廢?！?〕吊運熾熱金屬或危險品的鋼絲繩，在考慮磨損或銹蝕所進行的折減后，應按一般起重機鋼絲繩報廢斷絲數(shù)的一半作為報廢的依據(jù)。

第1節(jié)鋼絲繩5.鋼絲繩的使用5.3鋼絲繩端部的固定方法鋼絲繩的始末端部位一般需要與其他零構件連接或固定在起重機的其他結構上，鋼絲繩尾端的固定是關系鋼絲繩平安的重要環(huán)節(jié)。鋼絲繩的固定要求滿足兩個條件，一是連接或固定的部位必須到達相應的強度和平安要求，二是連接或固定方式與使用要求相符合。鋼絲繩的固定有多種方法，針對不同的使用條件和要求選擇使用。

第1節(jié)鋼絲繩5.鋼絲繩的使用5.3鋼絲繩端部的固定方法〔1〕編結連接編結方法是將繩端部彎曲成環(huán)狀，環(huán)狀內側套入一個心形環(huán)，使繩尾端部〔短端〕在心形環(huán)的尖部與繩體〔長端〕局部合并，然后用鋼絲將合并的繩局部扎緊，靠合并的兩繩段的摩擦力把鋼絲繩尾固定。平安要求是編結長度應大于鋼絲繩直徑的15倍，并不應小于300毫米；連接強度不小于75%鋼絲繩破斷拉力

第1節(jié)鋼絲繩5.鋼絲繩的使用5.3鋼絲繩端部的固定方法〔2〕繩卡固定繩卡固定由于簡單、可靠，繩卡可拆卸更換，得到廣泛應用。用繩卡固定時，應注意繩卡數(shù)量、繩卡間距、繩卡的方向和固定部位的強度。固定連接處的強度不能小于鋼絲繩破斷拉力的85%。繩卡數(shù)量根據(jù)鋼絲繩直徑加大而增多。

第1節(jié)鋼絲繩5.鋼絲繩的使用5.3鋼絲繩端部的固定方法〔3〕楔塊、楔套連接鋼絲繩一端繞過楔，利用楔在鋼制的套筒內的鎖緊作用使鋼絲繩固定，受力越大，套筒內楔的斜面對鋼絲繩壓得越緊。固定處的強度約為繩自身強度的75%～85%?！?〕合金套筒澆注法鋼絲繩末端穿過錐形套筒后松散鋼絲，將頭部鋼絲彎成小鉤，澆入金屬液凝固而成。固定處的強度與鋼絲繩自身的強度大致相同。

第2章鋼絲繩及其卷繞裝置第二節(jié)滑輪及滑輪組第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1滑輪的構造、尺寸和型式1.1.1構造和材料承受負載不大的滑輪，結構尺寸較小(直徑D＜350mm)，通常作成實體結構，用強度不低于鑄鐵HT200的材料制造；承受大載荷的滑輪，為了減輕重量，多做成筋飯帶孔的結構，用強度不低于鑄鐵HT200、球鐵QT40-17和鑄鋼ZG230—450等材料制造；大型滑輪(直徑D＞800mm)由輪緣、帶助板的輪幅和輪轂焊接而成，單件生產時也宜采用焊接滑輪。第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.1構造和材料80年代出現(xiàn)的熱軋滑輪在國內外已有使用，我國也制訂了相應的行業(yè)標準，熱軋滑輪的材料為Q235。它是在旋轉的圓形鋼板上用火焰將其邊緣加熱后，直接軋出滑輪繩槽，切屑加工量少，制造工效高。鑄鐵滑輪適用于工作級別M4以下的機構，鋼制滑輪用于工作級別M4以上的機構。第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.1構造和材料滑輪大多裝在滾動軸承上。用尼龍或其他聚合材料制作的滑動軸承，也開始在起重機的滑輪上使用。鋼絲繩出入滑輪繩槽的偏角過大時(＞5o)。繩槽側壁將受到較大橫向力的作用，容易使槽口損壞，使鋼絲繩脫槽。為了減小鋼絲繩的磨損，在滑輪繩槽中可用鋁或聚酰胺作為襯墊材料，但這會使滑輪構造復雜，只有當鋼絲繩很長，在技術和經(jīng)濟上對鋼絲繩壽命有特殊要求時，才推薦使用。第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1滑輪的構造、尺寸和型式1.1.2滑輪尺寸滑輪的主要尺寸是滑輪直徑D、輪毅寬度B和繩槽尺寸；起重機常用鑄造滑輪，其結構尺才已標準化(ZBJ80006、1—87)；軋制滑輪在我國也有行業(yè)標準(JT5028－90)。滑輪結構尺寸可按鋼絲繩直徑進行選定。第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.2滑輪尺寸1.1.2.1工作滑輪直徑D0

D0≥e·d式中D0——按鋼絲繩中心計算的滑輪直徑(mm)；

d－－鋼絲繩直徑(mm)；

e－－輪繩直徑比系數(shù)，與機構上作級別和鋼絲繩結構有關橋式類型起重視小車上的平衡滑輪，在工作時經(jīng)常來回擺動，為了減少鋼絲繩的疲勞和損壞，平衡滑輪直徑宜取與工作滑輪直徑相同。臂架起重機平衡滑輪直徑取為不小于工作滑輪直徑的0.6倍。第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.2滑輪尺寸1.1.2.1工作滑輪直徑D0

D0≥e·d第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.2滑輪尺寸輪轂寬度B

通常，B＝(1.5～1.8)D0(mm)式中D0——滑輪軸徑(mm)。第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.2滑輪尺寸滑輪繩槽尺寸鑄造滑輪按“起重機用鑄造滑輪繩槽斷面〞(ZBJ80006.1—87)選用第2節(jié)滑輪及滑輪組第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.2滑輪尺寸滑輪繩槽尺寸滑輪繩槽半徑R＝13.5mm，外表精度為2級的繩槽斷面，標記為：繩槽斷面13.5—2ZBJ80006.1—87第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.2滑輪尺寸滑輪繩槽尺寸尼龍滑輪自重輕(為鑄鐵滑輪的1/5，熱軋滑輪的1/4)，耐磨性好(使用壽命比鋼滑輪長4～5倍)，與鋼滑輪比較能提高鋼絲繩壽命4倍(冶金起重機)至10倍(汽車起重機)。裝有鑄型MC尼龍滑輪的汽車起重機在－40C低溫露天環(huán)境下工作1個月，未見滑輪有任何異常。尼龍滑輪在起重機(特別是臂架起重機)上的應用日漸增多。第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.3滑輪型式1.1.3.1鑄造滑輪按結構和使用要求不同分為6種。此6種型式都已標準化(ZBJ80006.3—87)。A型和B型為嚴密密封式，帶有滾動軸承。A型有內軸套，B型無內軸套。用于工作條件惡劣的環(huán)境中。C型和D型為較嚴密密封式，帶有滾動軸承。C型有內軸套,D型無內軸套。E型為一般密封式，帶有滾動軸承而無內軸套。F型為帶有滑動軸承的滑輪。用于轉速較低的地方。帶滾動軸承的滑輪按所帶軸承的類型不同分為I型(向心球軸承)和II型(圓柱滾子軸承)。起重機用得較多的是C型、D型和E型。第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.3滑輪型式1.1.3.1鑄造滑輪第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.3滑輪型式1.1.3.1鑄造滑輪第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.3滑輪型式1.1.3.2焊接滑輪焊接滑輪通常用鋼板和型鋼焊接而成。第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.3滑輪型式1.1.3.2焊接滑輪第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.3滑輪型式1.1.3.3尼龍滑輪MC尼龍滑輪按密封性能分為兩類：一般密封型滑輪和嚴密密封型滑輪。第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.3滑輪型式1.1.3.3尼龍滑輪第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.3滑輪型式雙幅板壓制滑輪雙幅板壓制滑輪的幅板由兩片4mm～8mm厚的鋼板壓制成型，并用脹鉚接和過盈配合使滑輪輪殼連成一體?；喿灾貎H為鑄鋼滑輪的1／3。滑輪繩槽內鑲裝鑄型尼龍襯墊，能顯著延長鋼絲繩使用壽命。第2節(jié)滑輪及滑輪組1.滑輪1.1.3滑輪型式雙幅板壓制滑輪第2節(jié)滑輪及滑輪組2.滑輪組的構造、種類、倍率和效率2.1構造和種類由鋼絲繩依次繞過假設干動滑輪定滑輪而組成的裝置稱為滑輪組。根據(jù)滑輪組的功能為省力滑輪組和增速滑輪組。省力滑輪組廣泛用于起重機的起升機構和普通臂架變幅機構，它能用較小的鋼絲繩拉力吊起數(shù)倍于鋼繩拉力的重物。增速滑輪組主要用于液壓或氣力驅動的機構中，利用油缸或氣缸使工作裝置獲得數(shù)倍于活塞行程和速度，加叉車的門架貨叉升降機構和輪式起重機的吊臀伸縮機構。第2節(jié)滑輪及滑輪組第2節(jié)滑輪及滑輪組第2節(jié)滑輪及滑輪組2.滑輪組的構造、種類、倍率和效率2.1構造和種類滑輪組按構造特點分單聯(lián)滑輪組和雙聯(lián)滑輪組。雙聯(lián)滑輪組在橋式、門式和門座起重機中普通應用。單聯(lián)滑輪組多用于汽車、輪胎、履帶、鐵路、塔式纜式起重機。雙聯(lián)滑輪組多與單層繞雙聯(lián)卷筒并用、與單聯(lián)滑輪組配合使用的多為多層繞卷筒。第2節(jié)滑輪及滑輪組2.滑輪組的構造、種類、倍率和效率2.2滑輪組的倍率假設不考慮滑輪中的摩擦和鋼絲繩的僵性阻力，那么單聯(lián)滑輪組鋼絲繩自由端的拉力為：式中Q――被提升的物品重量；S――鋼絲繩自由端拉力；m――滑輪組倍率。滑輪組倍率m是省力滑輪組的省力倍數(shù)，也是增速滑輪組的增速倍數(shù)。第2節(jié)滑輪及滑輪組2.滑輪組的構造、種類、倍率和效率2.2滑輪組的倍率式中L――鋼絲繩自由端移動的距離；H――物品提升距離；v0――鋼絲繩線速度；v――物品的提升速度。第2節(jié)滑輪及滑輪組2.滑輪組的構造、種類、倍率和效率2.2滑輪組的倍率單聯(lián)滑輪組的倍率等于吊起物品鋼絲繩的分支數(shù)。雙聯(lián)滑輪組可以看成足兩個倍率相同、各起吊Q/2的單聯(lián)滑輪組通過平衡滑輪并聯(lián)而成，因此雙聯(lián)滑輪組的倍率等于吊起物品鋼絲繩分支數(shù)的1/2?；喗M倍率的選定,對起升機構的總體尺寸影響較大。倍率增大，那么鋼絲繩分支拉力減小，鋼絲繩直徑、滑輪和卷筒直徑也都減小，在起升速度不變時，需提高卷筒轉數(shù)，即減小機構傳動比，但倍數(shù)過大，會使滑輪組本身體積和重量增大，同時也會降低效率，加速鋼絲繩的磨損。起重量小時，選用小的倍率，隨著起重量增大，倍率相應提高。倍率增大，起升速度相應減小。第2節(jié)滑輪及滑輪組2.滑輪組的構造、種類、倍率和效率2.2滑輪組的倍率門、橋式起重機常用的雙聯(lián)滑輪組倍率數(shù)第2節(jié)滑輪及滑輪組2.滑輪組的構造、種類、倍率和效率2.2滑輪組的倍率門座起重機、流動式起重機常用的雙聯(lián)滑輪組倍率數(shù)第2節(jié)滑輪及滑輪組2.滑輪組的構造、種類、倍率和效率2.3滑輪組的滑輪配置滑輪組中的滑輪按所需倍率和結構要求配置。門座和橋式起重機的滑輪組配置見圖3—2—5(b),流動式起重機、塔式和纜式起重機的滑輪組配置見圖3－2－5〔a〕。雙聯(lián)滑輪組倍率m<=4時，從卷筒引出的鋼絲繩兩根分支，一般通向吊鉤架最外邊的兩個動滑輪，平衡滑輪位于中間位置。當m＞4時，為了不使卷筒中間的光面局部過長，應將兩根鋼絲繩分支引向吊鉤組中間兩個動滑輪，用平衡梁代替平衡滑輪。為防止鋼繩分支在運動中相碰，中間兩個動滑輪的直徑應稍微加大。第2節(jié)滑輪及滑輪組2.滑輪組的構造、種類、倍率和效率2.3滑輪組的滑輪配置第2節(jié)滑輪及滑輪組2.滑輪組的構造、種類、倍率和效率2.4滑輪組的效率滑輪組效率與滑輪效率和滑輪組倍率有關，可由下式計算：h0:滑輪效率m：滑輪組倍率第2節(jié)滑輪及滑輪組2.滑輪組的構造、種類、倍率和效率2.4滑輪組的效率滑輪組效率也可由表選用。第2章鋼絲繩及其卷繞裝置第三節(jié)卷筒第3節(jié)卷筒1.卷筒的構造和材料第3節(jié)卷筒1.卷筒的構造和材料卷筒在起升機構、變幅機構或牽引機構中用來卷繞鋼絲繩，把原動機的驅動力傳遞給鋼絲繩，并把原動機的回轉運動變?yōu)樗枰闹本€運動。卷筒的分類①按幾何形狀分：圓柱：起升、變幅；圓錐：變幅補償卷筒，力矩保持不變；曲線：使繩工作圈在中部，絞盤上使用。第3節(jié)卷筒1.卷筒的構造和材料卷筒的分類②按卷繞層數(shù)分：單層繞：可無凸臺〔兩端〕，一般用途；多層繞：必須有凸臺，高揚程，大起重量，高滑輪組倍率，水電站啟閉機大量使用雙層。多層繞的缺點：鋼絲繩承受巨大擠壓與相互摩擦，鋼絲繩使用壽命降低，卷筒計算直徑增大。第3節(jié)卷筒1.卷筒的構造和材料卷筒的分類③按卷筒外表情況分：光面：用于多層卷繞，繩圈的節(jié)距等于鋼絲繩的直徑，但由于鋼絲繩和卷筒外表之間接觸應力較高，相鄰繩圈在工作時有摩擦，鋼絲繩使用壽命降低；螺旋槽：單層繞〔繩與槽接觸面積上升，繩壽命增加〕；多層繞水電站起吊閘門的啟閉機第3節(jié)卷筒1.卷筒的構造和材料卷筒的分類繩槽〔R≈0.55d〕卷筒繩槽槽底半徑R,槽深c,槽的節(jié)距t

第3節(jié)卷筒1.卷筒的構造和材料卷筒的分類④按滑輪組分：單卷聯(lián)筒：僅有一條螺旋槽；雙卷聯(lián)筒：兩側分別各有一條右、左螺旋槽第3節(jié)卷筒1.卷筒的構造和材料卷筒的分類⑤按制造分：〔詳細參考教材66頁〕鑄造：中小型卷筒HT20－40，QT45－5大型卷筒ZQ25Ⅱ,ZG35Ⅱ焊接：單件生產，重量輕，35％～40％電渣焊：大型卷筒Dmax＝2m，Lmax＝4～5m壁厚5～6cm，自重10t一次鑄造成功困難，分段鑄造，然后電渣焊。水電站大型啟閉機有些卷筒是電渣焊卷筒，材料2G25Ⅱ，2G35Ⅱ注意：卷筒結構，筒體中間不宜加任何縱、橫向加強筋。第3節(jié)卷筒2.卷筒的主要尺寸卷筒的主要尺寸是直徑D,長度L和壁厚d〔一〕直徑：槽底直徑DD0min：計算直徑D0min＝hdD0min按鋼絲繩中心計算的卷筒最小直徑(mm)h：與工作級別和鋼絲繩結構有關的系數(shù)，查58頁表2-10d：繩直徑〔mm〕在啟閉機設計時，卷筒槽底直徑推薦系列：300、400、500、650、800、800mm以上以200mm為增量。第3節(jié)卷筒2.卷筒的主要尺寸〔二〕卷筒長度L1、單聯(lián)滑輪組的卷筒L=L0+l1+2l2L-卷筒總長度L0–繩槽局部長度H–起升高度m–滑輪組倍率D0–卷筒繞卷直徑t–繩槽節(jié)距對于光卷筒取t=dn–附加平安圈數(shù)n=1.5~3l1–固定鋼絲繩所需要的長度l1=3tl2–兩端的邊緣長度〔包括凸臺在內〕，根據(jù)卷筒結構而定第3節(jié)卷筒2.卷筒的主要尺寸〔二〕卷筒長度L2、雙聯(lián)滑輪組的卷筒L=2(L0+l1+l2)+l3l3：中間無槽局部長度，由鋼絲繩允許偏角a和卷筒軸到動滑軸的最小距離決定。

由于對于有螺旋槽的單層卷筒，tana＝1/10，光卷筒tana＝1/40；

l4：由卷筒出來的兩根鋼絲繩引入懸掛裝置兩個動滑輪的間距；

hmin：取物裝置處于上限位置時，動滑輪軸線與卷筒軸線間距第3節(jié)卷筒2.卷筒的主要尺寸〔二〕卷筒長度L3、多層卷繞筒的長度參考教材68頁圖2-291.1系數(shù)，繩纏線不均勻系數(shù)。第3節(jié)卷筒2.卷筒的主要尺寸〔三〕卷筒壁厚d卷筒壁厚可先按照經(jīng)驗公式初步確定，然后進行強度驗算對于鑄鐵卷筒:d=0.02D+(6~8)mm對于鋼卷筒:d≈D鑄造卷筒考慮工藝要求，鑄鐵卷筒壁厚不應小于12mm,鑄鋼卷筒壁厚不應小于15mm第3節(jié)卷筒3.卷筒的強度計算卷筒在鋼絲繩拉力作用下，產生彎曲，扭轉和壓應力。1、當卷筒長度L≤3D時教材69頁圖2-30彎曲和扭轉的合成應力一般不超過壓應力的10~15%，允許只計算壓應力。多層卷繞的卷筒第3節(jié)卷筒3.卷筒的強度計算2、當卷筒長度L>3D時此時還應計及由彎曲力矩產生的彎曲應力(扭轉應力很小，一般忽略不計)參考教材70頁圖2-31合成應力第3節(jié)卷筒4.卷筒的抗壓穩(wěn)定性驗算卷筒尺寸較大，壁厚薄，很可能在鋼絲繩纏繞箍緊下使卷筒壁失穩(wěn)而向內壓癟。當L>2D，