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起重作业安全讲座(19)--滑轮和卷筒安全(上)

2005-05-09   来源:袁化临    热度:   收藏   发表评论 0

    滑轮和卷筒是钢丝绳的承载部件。在起重机使用钢丝绳的起升机构、挠性变幅机构和牵引小车式运行机构等工作机构中,滑轮、卷筒和钢丝绳三者共同组成卷绕系统实现运动形式的转变,即把由电动机输入的回转运动转换成执行装置的直线动作任务。滑轮和卷筒的缺陷、结构破坏或运行异常,会加速钢丝绳的磨损,导致钢丝绳跳槽、掉绳,发生故障。如果是起升机构的滑轮和卷筒出问题,就可能导致重物坠落的严重事故。

    滑轮与滑轮组

    (1)滑轮的种类与作用

    从滑轮的运动方式和功能,可分为动滑轮和定滑轮。二者主要区别是滑轮的中心轴是否可移动。定滑轮的中心轴固定不动,其作用是改变钢丝绳的中心方向,增速不省力;动滑轮的中心轴可以移动,省力不增速。

    从滑轮的制造方法与使用的材料,可分为铸铁滑轮、铸钢滑轮、焊接滑轮,以及工程塑料和铝合金滑轮。

    (2)滑轮的构造与尺寸

    滑轮由轮缘、轮辐、轮毂组成,轮缘通过绳槽来承载钢丝绳,整个滑轮通过轮毂固定在滑轮轴的轴承上,由轮辐将轮缘与毂轮连接起来。滑轮对钢丝绳的作用是借助滑轮的合理结构和尺寸实现的,绳槽作为容纳钢丝绳的主要部位,既要保证受力钢丝绳顺利通过,又要保证在机构震动的工作条件下,钢丝绳在滚过滑轮时不跳槽。主要尺寸如下:

    1、绳槽半径,约为承载钢丝绳直径的(0.53~0.6)倍,使钢丝绳与绳槽有足够的接触面积,以减小钢丝绳对绳槽的压强。

    2、绳槽侧夹角,一般为35°~40°,容许与滑轮的轴线有一定偏斜,以方便钢丝绳穿绕上下滑轮,避免对绳槽侧面的过度磨损。

    3、绳槽高度,保证绳槽足够的深度,在钢丝绳穿过绳槽时,防止滑轮随机构运行抖动使钢丝绳跳槽。

    4、滑轮的计算直径,是按钢丝绳中心计算的滑轮卷绕直径。它是影响钢丝绳寿命的关键尺寸。钢丝绳的钢丝发生金属疲劳而折断,主要因为绕过滑轮和卷筒时反复折弯引起,滑轮与钢丝绳的直径比值是决定钢丝绳寿命的重要因素。

    (3)滑轮组

    钢丝绳依次穿绕过若干动滑轮和定滑轮组成的滑轮组,省力效果更加显著。起重机的起升机构和钢丝绳变辐机构都采用省力滑轮组。滑轮组中的平衡滑轮处于对称位置,当绕过它的钢丝绳两分支受力不均匀时,两分支绳的力差使平衡滑轮稍许转动来均衡钢丝绳的张力。

    1.滑轮组的种类

    根据绕入卷筒的钢丝绳分支数可分为单联滑轮组和双联滑轮组。单联滑轮组绕入卷筒的钢丝绳只有一根,多用于臂架类型起重机的起升机构;双联滑轮组绕入卷筒的钢丝绳有两根,用于桥架类型起重机的起升机构。

    2.滑轮组的倍率

    倍率是指滑轮组省力的倍数,同时也是减速的倍数,用m表示。倍率越高,单根钢丝绳的受力越小。双联滑轮组的分辩率等于悬挂物品钢丝绳分支数的一半;单联滑轮组的倍率就等于悬挂物品的钢丝绳分支数。滑轮组倍率不是越大越好,要根据综合考虑机构的总体尺寸和起重量按标准确定。

    3.滑轮组的效率

    在理想状态下,当工作机构运动时,钢丝绳随着动、定滑轮的转动而无摩擦地滚动通过滑轮的绳槽。但是由于存在摩擦损失,滑轮组省力倍数比理想状况要小,滑轮的效率损失主要来自轴承摩擦阻力和钢丝绳僵性阻力产生的内摩擦。滑轮的效率与钢丝绳构造、滑轮和轴的直径、轴承种类以及润滑条件等因素有关。

    (4)滑轮的安全使用要求和报废

    滑轮直径与钢丝绳直径的比值不应小于符合所在机构工作级别所要求的规定值。滑轮不应有缺损和裂纹,滑轮槽应光洁平整,不得有损伤钢丝绳的缺陷。滑轮应配置防止钢丝绳跳槽的装置。

    金属铸造的滑轮,当出现裂纹、轮槽不均匀磨损达3毫米、轮槽壁厚磨损达原壁厚的20%、因磨损使轮槽底部直径减少量达钢丝绳直径的50%、滑轮轴磨损量达原直径的3%以及其他损害钢丝绳的严重缺陷时,只要有一种情况发生,就应报废。