当前位置:首页 - 起重机新闻动态 - 行业动态 - 大吨位起重机起升机构钢丝绳偏角的控制方案
大吨位起重机起升机构钢丝绳偏角的控制方案
发布时间:2013-11-23

引言

随着国民经济发展,装备制造能力的提升,在造船业、重型装备制造等行业中,对大吨位起重机的需求越来越大。
对于起重量大于300t的大吨位起重机的起升机构,为减小钢丝绳拉力,减小钢丝绳直径,从而减小滑轮及卷筒直径,同时为了获得低的起升速度,提高工作的平稳性、安全性,在设计过程中,通常都采用了10或者10以上的滑轮组倍率。为了缩短卷筒长度,均衡钢丝绳拉力,定滑轮采用了加装平衡臂的结构形式。钢丝绳缠绕方式见下图。采用上述结构形式,对于大吨位的起升机构是必要的,也是必需的。但是,由此带来的问题是钢丝绳绕进卷筒的偏角不易控制。如钢丝绳偏角过大,当吊钩处于下极限,卷筒上开始缠绕头几圈钢丝绳时,就可能出现绳排列不整齐甚至跳槽现象。
案例分析
某装配厂房用1台起重量300t工作级别A5桥式起重机,起升高度12m,滑轮组倍率10,卷筒直径为¢1150,钢丝绳直径为¢40。据用户反馈,当刚开始起升,吊钩处于下极限时,钢丝绳有排绳不整齐现象。对吊钩处于下极限时的钢丝绳与卷筒螺旋槽之间的偏角进行验算。
钢丝绳缠绕图如下所示:
计算吊钩下极限位置时钢丝绳中心线与卷筒轴垂直平面间的夹角¢,单位(°),按下式计算:
式中:l—卷筒绳槽与滑轮绳槽偏距,值为1428,单位(mm);
H—卷筒中心线与滑轮中心线之间的高度距离,值为1428,单位(mm)。
计算卷筒的螺旋升角ε,单位(°),按下式计算:

式中:d—钢丝绳直径,值为40,单位(mm);
Dt—卷筒直径,值为1150,单位(mm);
t—卷绕节距,值为44,单位(mm)。
计算吊钩下极限位置时钢丝绳中心线与卷筒绳槽中心线间的夹角β,单位(°),按下式计算:
式中:¢—钢丝绳中心线与卷筒轴垂直平面间的夹角,值为5.25,单位(°);
ε—卷筒的螺旋升角,值为0.67,单位(°)。
由于卷筒直径与钢丝绳直径比值较大,需计算其许用偏角。
依据GB/T3811-2008《起重机机设计规范》中6.3.3.3.2条,钢丝绳绕进或绕出卷筒时,钢丝绳中心线偏离螺旋槽中心线两侧的角度不应大于3.5°。可见,钢丝绳偏角已超出标准规定范围。
许用偏角计算
由于卷筒直径与钢丝绳直径比值较大,需计算其许用偏角。经计算,许用角约为3°,钢丝绳偏角已超出许用值。
减小此偏角的几种方案
(1) 增大卷筒直径
在不改变钢丝绳缠绕方式的情况下,增加卷筒直径可减小此偏角。通过计算,要将此钢丝绳偏角控制在3.5°以内,则卷筒直径需加大至1450mm。可见,增大卷筒直径对减小钢丝绳偏角作用速度太慢。如果起升高度更高的话,则卷筒直径会进一步增加。增大卷筒直径,减速机型号则相应加大,成本增加很多。
(2) 增大大滑轮间距
由钢丝绳缠绕图看出,将吊钩滑轮组中间两个大滑轮之间距离加大可减小钢丝绳偏角。经计算,此方法对减小钢丝绳偏角作用速度较慢。同时需计算校核此滑轮轴直径。在偏角超出不多的情况下可以采用此方法。
(3) 使用排绳器
此方法是在不改变偏角的情况下,用排绳器来克服钢丝绳偏角引起的水平分力,使钢丝绳排列整齐。
(4) 使用高强度钢丝绳
以此案例为例,根据计算可选择直径为30mm,公称抗拉强度为1960N/mm2的进口钢丝绳,其最小破断拉力为900.7kN。卷筒槽距为34mm。计算后发现,钢丝绳偏角为3.48°。
(5) 使用双起升机构抬吊
将起重量分配到两个起升机构,则每个机构只承受大约一半的起重量,相应的钢丝绳直径减小,钢丝绳偏角可得到有效控制。结构形式见下图:
结束语
本文仅是由一个案例引出钢丝绳的偏角问题,然后讲述了几种解决问题的方案,并未研究钢丝绳乱绳时的临界条件。在实验的基础上,通过改变卷筒槽的一些参数,可能会更经济、更省力的解决此问题。
您的姓名  * 电子邮箱  *
留言主题  * 联系电话  *
填写需要  *
验证码  *
  欢迎您在工作日时间拨打我司服务电话:
0571-56126299