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(tǒng)實現(xiàn)運動形式的轉變,即把由電動機輸入的回轉運動轉換成執(zhí)行裝置的直線動作任務。滑輪和卷筒的缺陷、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(fā)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。
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(qū)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。滑輪對鋼絲繩的作用是借助滑輪的合理結構和尺寸實現(xiàn)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(fā)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。滑輪組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(jù)繞入卷筒的鋼絲繩分支數(shù)可分為單聯(lián)滑輪組和雙聯(lián)滑輪組。單聯(lián)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(lián)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(shù),同時也是減速的倍數(shù),用m表示。倍率越高,單根鋼絲繩的受力越小。雙聯(lián)滑輪組的分辯率等于懸掛物品鋼絲繩分支數(shù)的一半;單聯(lián)滑輪組的倍率就等于懸掛物品的鋼絲繩分支數(shù)。滑輪組倍率不是越大越好,要根據(jù)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(tài)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(shù)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。滑輪的效率與鋼絲繩構造、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(guī)定值。滑輪不應有缺損和裂紋,滑輪槽應光潔平整,不得有損傷鋼絲繩的缺陷。滑輪應配置防止鋼絲繩跳槽的裝置。
金屬鑄造的滑輪,當出現(xiàn)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(fā)生,就應報廢。