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                         起重作業.安全講座

             起重作業安全講座(11)--滑輪和卷筒安全

         滑輪和卷筒是鋼絲繩的承載部件。在起重機使用鋼絲繩的起升機構、撓性變幅機構和牽引小車式運行機構等工作機構中,滑輪、卷筒和鋼絲繩三者共同組成卷繞系統實現運動形式的轉變,即把由電動機輸入的回轉運動轉換成執行裝置的直線動作任務;喓途硗驳娜毕、結構破壞或運行異常,會加速鋼絲繩的磨損,導致鋼絲繩跳槽、掉繩,發生故障。如果是起升機構的滑輪和卷筒出問題,就可能導致重物墜落的嚴重事故。
         一、滑輪與滑輪組
      (1)滑輪的種類與作用
         從滑輪的運動方式和功能,可分為動滑輪和定滑輪。二者主要區別是滑輪的中心軸是否可移動。定滑輪的中心軸固定不動,其作用是改變鋼絲繩的中心方向,增速不省力;動滑輪的中心軸可以移動,省力不增速。
         從滑輪的制造方法與使用的材料,可分為鑄鐵滑輪、鑄鋼滑輪、焊接滑輪,以及工程塑料和鋁合金滑輪。
      (2)滑輪的構造與尺寸
         滑輪由輪緣、輪輻、輪轂組成,輪緣通過繩槽來承載鋼絲繩,整個滑輪通過輪轂固定在滑輪軸的軸承上,由輪輻將輪緣與轂輪連接起來;唽︿摻z繩的作用是借助滑輪的合理結構和尺寸實現的,繩槽作為容納鋼絲繩的主要部位,既要保證受力鋼絲繩順利通過,又要保證在機構震動的工作條件下,鋼絲繩在滾過滑輪時不跳槽。主要尺寸如下:
        1、繩槽半徑,約為承載鋼絲繩直徑的(0.53~0.6)倍,使鋼絲繩與繩槽有足夠的接觸面積,以減小鋼絲繩對繩槽的壓強。
        2、繩槽側夾角,一般為35°~40°,容許與滑輪的軸線有一定偏斜,以方便鋼絲繩穿繞上下滑輪,避免對繩槽側面的過度磨損。
        3、繩槽高度,保證繩槽足夠的深度,在鋼絲繩穿過繩槽時,防止滑輪隨機構運行抖動使鋼絲繩跳槽。
        4、滑輪的計算直徑,是按鋼絲繩中心計算的滑輪卷繞直徑。它是影響鋼絲繩壽命的關鍵尺寸。鋼絲繩的鋼絲發生金屬疲勞而折斷,主要因為繞過滑輪和卷筒時反復折彎引起,滑輪與鋼絲繩的直徑比值是決定鋼絲繩壽命的重要因素。
      (3)滑輪組
         鋼絲繩依次穿繞過若干動滑輪和定滑輪組成的滑輪組,省力效果更加顯著。起重機的起升機構和鋼絲繩變輻機構都采用省力滑輪組;喗M中的平衡滑輪處于對稱位置,當繞過它的鋼絲繩兩分支受力不均勻時,兩分支繩的力差使平衡滑輪稍許轉動來均衡鋼絲繩的張力。
       1.滑輪組的種類
         根據繞入卷筒的鋼絲繩分支數可分為單聯滑輪組和雙聯滑輪組。單聯滑輪組繞入卷筒的鋼絲繩只有一根,多用于臂架類型起重機的起升機構;雙聯滑輪組繞入卷筒的鋼絲繩有兩根,用于橋架類型起重機的起升機構。
       2.滑輪組的倍率
         倍率是指滑輪組省力的倍數,同時也是減速的倍數,用m表示。倍率越高,單根鋼絲繩的受力越小。雙聯滑輪組的分辯率等于懸掛物品鋼絲繩分支數的一半;單聯滑輪組的倍率就等于懸掛物品的鋼絲繩分支數;喗M倍率不是越大越好,要根據綜合考慮機構的總體尺寸和起重量按標準確定。
       3.滑輪組的效率
         在理想狀態下,當工作機構運動時,鋼絲繩隨著動、定滑輪的轉動而無摩擦地滾動通過滑輪的繩槽。但是由于存在摩擦損失,滑輪組省力倍數比理想狀況要小,滑輪的效率損失主要來自軸承摩擦阻力和鋼絲繩僵性阻力產生的內摩擦;喌男逝c鋼絲繩構造、滑輪和軸的直徑、軸承種類以及潤滑條件等因素有關。
      (4)滑輪的安全使用要求和報廢
         滑輪直徑與鋼絲繩直徑的比值不應小于符合所在機構工作級別所要求的規定值;啿粦腥睋p和裂紋,滑輪槽應光潔平整,不得有損傷鋼絲繩的缺陷;啈渲梅乐逛摻z繩跳槽的裝置。
         金屬鑄造的滑輪,當出現裂紋、輪槽不均勻磨損達3毫米、輪槽壁厚磨損達原壁厚的20%、因磨損使輪槽底部直徑減少量達鋼絲繩直徑的50%、滑輪軸磨損量達原直徑的3%以及其他損害鋼絲繩的嚴重缺陷時,只要有一種情況發生,就應報廢。
          二、卷筒
         卷筒是用來卷繞鋼絲繩的部件,在起升機構中,通過卷筒收放鋼絲繩,帶動滑輪組和取物裝置實現吊載升降。卷筒的效率同樣也是由軸承損耗和鋼絲繩僵性損耗引起的。由于卷筒只有單方面的繞進或繞出,損耗要比滑輪組的小些。
      (1)卷筒的種類
          按筒體形狀,可分為長軸卷筒和短軸卷筒;按制造方式,可分為鑄造卷筒和焊接卷筒;按卷筒筒體表面是否有繩槽、可分為光面卷筒和螺旋槽面卷筒;按鋼絲繩在卷筒上卷繞層數,可分為單層纏繞卷筒和多層纏繞卷筒,多層纏繞卷筒用于起升高度特大,或要求機構緊湊的起重機(例如汽車起重機)。
      (2)卷筒的結構
         卷筒是由筒體、連接盤、卷筒軸以及軸承支架等構成的。
         單層纏繞卷筒的筒體表面切有弧形螺旋槽,以增大鋼絲繩與筒體的接觸面積,避免相鄰繩之間摩擦,并使鋼絲繩在卷筒上的纏繞位置固定,其缺點是筒體體積較大。
         多層纏繞卷筒的筒體表面直接采用光面,筒體兩端有凸緣,以防止鋼絲繩滑出。其缺點是鋼絲繩排列緊密產生摩擦,各層互相疊壓,對鋼絲繩的壽命影響很大。
         卷筒的結構尺寸中,影響鋼絲繩壽命的關鍵尺寸是按鋼絲繩中心算起的卷筒的計算直徑,卷筒的允許最小卷繞直徑必須滿足所在機構工作級別所要求的規定值。
      (3)鋼絲繩在卷筒上的固定
         通常采用壓板螺釘或楔塊,利用摩擦原理來固定鋼絲繩尾部。楔塊固定法常用于直徑較小鋼絲繩,由于不需要用螺栓,適于多層纏繞卷筒。壓板固定法利用壓板和壓緊螺釘固定鋼絲繩,方法簡單,工作可靠,便于觀察和檢查,適于單層卷繞的卷筒。
         按照柔韌體摩擦的歐拉公式,鋼絲繩尾的圈數保留得越多,繩尾的壓板或楔塊的受力就越小,也就越安全。為了減少壓板或楔塊的受力以保證鋼絲繩尾在卷筒上可靠固定,安全設計要求在取物裝置降到下限位置時,除鋼絲繩的固定圈外,還應保留1.5圈~3圈的安全圈,也稱為減載圈。如果取物裝置在吊載情況的下極限位置過低,卷筒上剩余的鋼絲繩圈數不少于設計的安全圈數,就會由于鋼絲繩尾受力超過壓板或楔塊的壓緊力,鋼絲繩拉脫導致重物墜落。
      (4)卷筒使用安全要求和報廢
         對鋼絲繩尾端的固定情況,應每月檢查一次。不管在任何使用條件下,必須保證鋼絲繩在卷筒上保留足夠的安全圈。單層纏繞卷筒的筒體端部應有凸緣,在卷筒全部收回鋼絲繩后,端部凸緣富余的高度應大于鋼絲繩的2倍,以防止鋼絲繩從卷筒端部滑脫。
      當卷筒出現裂紋、筒壁磨損量達原壁厚的20%或繩槽磨損量大于鋼絲繩直徑1/4且不能修復時,卷筒應報廢。
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