第二章第二章 滑轮组、钢丝绳与卷筒滑轮组、钢丝绳与卷筒 重重 点：点： 滑轮组、钢丝绳与卷筒是起重机的主要零滑轮组、钢丝绳与卷筒是起重机的主要零 部件，它直接承担起重任务使物品作升降运动。部件，它直接承担起重任务使物品作升降运动。滑轮组钢 最新 1 1 滑轮组滑轮组定定 义：义： 滑轮组是绳索和一定数量的定滑轮与动滑轮的组滑轮组是绳索和一定数量的定滑轮与动滑轮的组合体，多作为起升机构中的一个组成部分，但也可合体，多作为起升机构中的一个组成部分，但也可单独作为起重装置使用。单独作为起重装置使用。一、轮滑组的组成形式一、轮滑组的组成形式 1. 1.分分 类：类： 增速滑轮组：增速滑轮组： 省力滑轮组：省力滑轮组： 滑轮组的倍率是用来表征滑轮滑轮组的倍率是用来表征滑轮 组减速（或省力）的大小的。组减速（或省力）的大小的。滑轮组钢 最新1 1 滑轮组滑轮组n倍率通常等于卷筒圆周速度倍率通常等于卷筒圆周速度Vj与物品的起升与物品的起升速度速度V之比，也等于滑轮组中承载绳索分支之比，也等于滑轮组中承载绳索分支数数ZC与绕入卷筒的绳索分支数与绕入卷筒的绳索分支数Zj之比。之比。滑轮组钢 最新单联滑轮组单联滑轮组 ：其特点是绕入卷其特点是绕入卷筒的绳索分支数筒的绳索分支数为一根，即：为一根，即： Z Zj j = 1 = 1缺缺 点点 ： 升降时，有水升降时，有水平移动。平移动。2.2.省力滑轮组：省力滑轮组：1 1 滑轮组滑轮组滑轮组钢 最新1 1 滑轮组滑轮组双联滑轮组双联滑轮组 ： 其特点是绕入卷筒的绳索分支数为二根，即：其特点是绕入卷筒的绳索分支数为二根，即： Z Zj j = 2 = 2 优优 点点 ：升降时，无水平移动。：升降时，无水平移动。 一般在不能设置导向滑轮的起重机一般在不能设置导向滑轮的起重机 中，广泛中，广泛采用双联滑轮组。采用双联滑轮组。 双联滑轮组是由两个倍率相同的单联滑轮组并双联滑轮组是由两个倍率相同的单联滑轮组并联而成的，绳索两端都固定在带有左右螺旋槽联而成的，绳索两端都固定在带有左右螺旋槽的卷筒上。的卷筒上。 为使绳索由一边的单联滑轮组过渡到另一边的为使绳索由一边的单联滑轮组过渡到另一边的单联滑轮组，中间应用了一个平衡滑轮（或平单联滑轮组，中间应用了一个平衡滑轮（或平衡杠杆），来调整两边滑轮组的绳索张力和长衡杠杆），来调整两边滑轮组的绳索张力和长度。正常情况下，平衡滑轮是不转动的，只有度。正常情况下，平衡滑轮是不转动的，只有在张力不等时才会有一些转动。因而绕在它上在张力不等时才会有一些转动。因而绕在它上面的绳索几乎相当于固定，故平衡滑轮没必要面的绳索几乎相当于固定，故平衡滑轮没必要做的很大。做的很大。滑轮组钢 最新滑轮组钢 最新n 滑轮的阻力系数滑轮的阻力系数 1.1.绳索僵性阻力：绳索进入滑轮时由直变弯，离开时由弯变绳索僵性阻力：绳索进入滑轮时由直变弯，离开时由弯变 直，克服绳索的僵性阻力，需要附加的作用力。直，克服绳索的僵性阻力，需要附加的作用力。 2. 2.轮轴阻力：滑轮在轴上转动时，滑轮轮轴阻力：滑轮在轴上转动时，滑轮 轴承的摩擦阻力。两种阻力合成后的轴承的摩擦阻力。两种阻力合成后的 总附加阻力以总附加阻力以F F表示：表示：k k = 1+= 1+滑轮的阻力系数滑轮的阻力系数1 1 滑轮组滑轮组滑轮组钢 最新n 滑轮组的一般计算滑轮组的一般计算 1.1.绳的最大张力：绳的最大张力： 由于各分支绳张力不相等。为由于各分支绳张力不相等。为计算和选择钢丝绳，需先求出计算和选择钢丝绳，需先求出绳索分支中的最大张力。绳索分支中的最大张力。 如图：如图：1 1 滑轮组滑轮组滑轮组钢 最新故：故： 倍率为倍率为ih的滑轮组，最大张力的一般计算公式为：的滑轮组，最大张力的一般计算公式为：1 1 滑轮组滑轮组滑轮组钢 最新2.2.滑轮组的效率：滑轮组的效率： 滑轮组的效率，可由绕入卷筒的绳索分支的理想滑轮组的效率，可由绕入卷筒的绳索分支的理想张力（不计绳索在滑轮上的阻力）与实际张力之张力（不计绳索在滑轮上的阻力）与实际张力之比来确定。比来确定。理想张力：理想张力：滑轮组效率：滑轮组效率：1 1 滑轮组滑轮组滑轮组钢 最新1 1 滑轮组滑轮组表明：效率只与滑轮组的倍率有关表明：效率只与滑轮组的倍率有关滑轮组钢 最新3.3.用效率表示的最大张力：用效率表示的最大张力：1 1 滑轮组滑轮组滑轮组钢 最新1 1 滑轮组滑轮组对双联滑轮组，可视为由两个倍率相同的对双联滑轮组，可视为由两个倍率相同的单联滑轮组共同承受载荷重量，故绳索的单联滑轮组共同承受载荷重量，故绳索的最大张力为：最大张力为：滑轮组钢 最新 2 2 钢丝绳钢丝绳 钢丝绳是起重机的重要零件之一钢丝绳是起重机的重要零件之一 1 1、钢丝绳的钢丝要求很高的强度，通常由含碳量、钢丝绳的钢丝要求很高的强度，通常由含碳量0.5-0.5- 0.8 0.8的优质碳素结构钢制成。的优质碳素结构钢制成。 2 2、钢丝有光面和镀锌的两种，镀锌钢丝多用于露天和、钢丝有光面和镀锌的两种，镀锌钢丝多用于露天和 有腐蚀性环境的场所。有腐蚀性环境的场所。 3 3、钢丝的韧性根据耐弯次数和扭转次数的多少分为：、钢丝的韧性根据耐弯次数和扭转次数的多少分为： 特号、特号、I I号和号和IIII号三种。号三种。 特号用于升降人员和大型浇铸的钢丝绳特号用于升降人员和大型浇铸的钢丝绳 I I号多用于起重机号多用于起重机 II II号用于系物等次要用途。号用于系物等次要用途。滑轮组钢 最新2 2 钢丝绳钢丝绳主要内容：主要内容： 一、钢丝绳的种类一、钢丝绳的种类 二、钢丝绳的选择和计算二、钢丝绳的选择和计算 三、延长钢丝绳使用寿命的途径三、延长钢丝绳使用寿命的途径 四、钢丝绳末端的联接方法四、钢丝绳末端的联接方法 滑轮组钢 最新2 2 钢丝绳钢丝绳n钢丝绳的种类钢丝绳的种类 1. 1.按捻绕次数按捻绕次数 ：A A 单绕绳单绕绳 B B 双重绕绳双重绕绳 2. 2.按绕制方向：按绕制方向： A A 同向捻钢丝绳同向捻钢丝绳 B B 交互捻钢丝绳交互捻钢丝绳 注注 意：意：A A 上述两种双绕绳，按由股捻成绳的方向，分上述两种双绕绳，按由股捻成绳的方向，分 为左旋和右旋。为左旋和右旋。 B B 近年来，制绳工艺上采用预变形的方法；称近年来，制绳工艺上采用预变形的方法；称 为不松散绳。为不松散绳。 滑轮组钢 最新3.3.按股的形状（从横切面看）：按股的形状（从横切面看）：A A 园股绳园股绳 B B 异形股绳异形股绳4.4.按股的构造：按股的构造：A A 点接触绳点接触绳 B B 线接触绳线接触绳 C C 面接触绳面接触绳 线接触绳中各层钢丝的螺距相等，外层钢丝位于内层钢丝之间的线接触绳中各层钢丝的螺距相等，外层钢丝位于内层钢丝之间的沟缝里，内外层钢丝互相接触在一条螺旋线上形成了线接触。为沟缝里，内外层钢丝互相接触在一条螺旋线上形成了线接触。为此，需要采用不同直径的钢丝。其具有优点：此，需要采用不同直径的钢丝。其具有优点： 1 1） 挠性较好挠性较好 2 2） 寿命较长寿命较长 3 3） 承载能力大承载能力大 4 4） 使结构紧凑使结构紧凑 现使用的绝大部分为此类钢丝绳。现使用的绝大部分为此类钢丝绳。5.5.绳绳 芯：芯： 作作 用：增加挠性、弹性和润滑用：增加挠性、弹性和润滑 种种 类：类：A A 有机芯有机芯 B B 石棉芯石棉芯 C C 软钢丝芯软钢丝芯2 2 钢丝绳钢丝绳滑轮组钢 最新滑轮组钢 最新n 钢丝绳的选择和计算钢丝绳的选择和计算 步骤：步骤：1. 1. 确定型式确定型式 按表按表2-22-2 2. 2. 确定尺寸确定尺寸 选定钢丝绳型式后，应按钢丝绳所受的最大静张选定钢丝绳型式后，应按钢丝绳所受的最大静张力和钢丝绳的抗拉强度来确定钢丝绳直径。力和钢丝绳的抗拉强度来确定钢丝绳直径。2 2 钢丝绳钢丝绳即：即： 钢丝绳破断拉力换算系数钢丝绳破断拉力换算系数n n，安全系数，安全系数 钢丝绳的寿命不仅与钢丝绳张力大小，在很大程度上，还决定钢丝绳的寿命不仅与钢丝绳张力大小，在很大程度上，还决定于它所绕过的卷筒和滑轮的直径（弯曲应力的大小）。于它所绕过的卷筒和滑轮的直径（弯曲应力的大小）。 因此，对卷筒和滑轮的最小直径提出如下要求：因此，对卷筒和滑轮的最小直径提出如下要求： 滑轮组钢 最新2 钢丝绳钢丝绳D_D_卷筒和滑轮的名义直径，即槽底直径卷筒和滑轮的名义直径，即槽底直径d_d_钢丝绳直径，即其外接圆直径钢丝绳直径，即其外接圆直径 _ _轮绳直径比，查表轮绳直径比，查表D D0 0=D+d_=D+d_卷筒和滑轮的计算直径（钢丝绳缠卷筒和滑轮的计算直径（钢丝绳缠 绕圈截面中心直径）绕圈截面中心直径）即：即：滑轮组钢 最新滑轮组钢 最新滑轮组钢 最新滑轮组钢 最新n 延长钢丝绳使用寿命的途径延长钢丝绳使用寿命的途径 1. 1.报废标准：见表报废标准：见表2-52-5 2. 2.延长寿命的措施：延长寿命的措施： A A 提高安全系数提高安全系数 n n B B 选大的滑轮和卷筒直径选大的滑轮和卷筒直径 C C 滑轮材料和尺寸滑轮材料和尺寸 D D 减少弯曲次数减少弯曲次数 E E 合理的维护保养合理的维护保养n 钢丝绳末端的联接方法钢丝绳末端的联接方法 5 5种种 （见书）（见书）2 2 钢丝绳钢丝绳滑轮组钢 最新滑轮组钢 最新2 2 钢丝绳钢丝绳 钢丝绳的标记钢丝绳的标记 圆形钢丝绳的直径为钢丝绳的公称外接圆直径。圆形钢丝绳的直径为钢丝绳的公称外接圆直径。 其标记示例为：其标记示例为： 标记由九段数字和字母组成，分别解释为；标记由九段数字和字母组成，分别解释为； 钢丝绳公称直径、钢丝绳表面状态、钢丝绳结构型式、钢丝绳公称直径、钢丝绳表面状态、钢丝绳结构型式、 钢丝绳类型代号、钢丝绳绳芯代号、钢丝公称抗拉强度钢丝绳类型代号、钢丝绳绳芯代号、钢丝公称抗拉强度 （ MPa）、捻向代号、最小破断拉力（）、捻向代号、最小破断拉力（KN）、产品标准）、产品标准 编号。编号。滑轮组钢 最新 3 3 滑轮和卷筒滑轮和卷筒n 滑滑 轮轮 1. 1.材料及制造工艺材料及制造工艺 铸铁铸铁-轻、中级起重机轻、中级起重机 HT HT 铸钢铸钢-重级、特重级起重机重级、特重级起重机 ZG ZG 铝合金铝合金伸臂式起重机伸臂式起重机 工艺：工艺： 小型小型-铸铸 大型大型-焊焊 2. 2.滑轮绳槽截面形状及尺寸滑轮绳槽截面形状及尺寸 对槽形要求：对槽形要求： a a 保证绳槽有足够的接触面积保证绳槽有足够的接触面积 b b 允许钢丝绳有一定偏斜，不使钢丝绳与绳槽边缘摩擦允许钢丝绳有一定偏斜，不使钢丝绳与绳槽边缘摩擦 c c 绳槽截面的具体尺寸可查资料绳槽截面的具体尺寸可查资料滑轮组钢 最新 滑轮的名义直径滑轮的名义直径D D是由绳槽底部测量的，大小应根据钢丝是由绳槽底部测量的，大小应根据钢丝绳直径来决定。绳直径来决定。3.3.滑轮支撑与润滑滑轮支撑与润滑 一般都通过心轴的中心油孔将润滑油注入一般都通过心轴的中心油孔将润滑油注入 滑轮组钢 最新n卷卷 筒筒 1. 1.结构结构 圆柱形卷筒圆柱形卷筒 1 1） 光面卷筒光面卷筒 多层缠绕，结构简单多层缠绕，结构简单 2 2） 螺旋槽面卷筒螺旋槽面卷筒 分浅槽（标准槽）和深槽两种。分浅槽（标准槽）和深槽两种。 3 3） 用于单联滑轮组的卷筒采用单螺旋槽（右旋）；用于单联滑轮组的卷筒采用单螺旋槽（右旋）；双联则采用双螺旋槽（一边左旋，一边右旋）。双联则采用双螺旋槽（一边左旋，一边右旋）。 滑轮组钢 最新滑轮组钢 最新滑轮组钢 最新 2.2.卷筒计算卷筒计算 1 1）材料：）材料：HT20-40HT20-40、ZG25ZG25 2 2）直径：）直径： 3 3）长度）长度L L： 决定于绕在其上的绳索工作圈数或绳索工作长度（绕绳量）决定于绕在其上的绳索工作圈数或绳索工作长度（绕绳量） 而则由起升高度与滑轮组型式和倍率来决定。而则由起升高度与滑轮组型式和倍率来决定。 当单滑轮组时，则工作圈数为：当单滑轮组时，则工作圈数为： 除工作圈数外，还应加上附加圈数除工作圈数外，还应加上附加圈数0 0, ,作用是利用它们与绳槽间作用是利用它们与绳槽间的摩擦力，来减少绳端在卷筒固定端处的作用力。的摩擦力，来减少绳端在卷筒固定端处的作用力。3 3 滑轮和卷筒滑轮和卷筒滑轮组钢 最新3 3 滑轮和卷筒滑轮和卷筒故卷筒上缠绕绳圈部分的长度：故卷筒上缠绕绳圈部分的长度：卷筒总长度卷筒总长度L,L,除包括除包括L0L0外，还应考虑到绳外，还应考虑到绳索固定部分所占的长度和两边的边缘长度索固定部分所占的长度和两边的边缘长度（包括凸缘）。（包括凸缘）。滑轮组钢 最新3 3 滑轮和卷筒滑轮和卷筒应用双联滑轮组的卷筒长度为：应用双联滑轮组的卷筒长度为：式中式中 双联卷筒中间不切槽部分长度双联卷筒中间不切槽部分长度, ,见图见图2-222-22滑轮组钢 最新 3 3 滑轮和卷筒滑轮和卷筒滑轮组钢 最新 3 3 滑轮和卷筒滑轮和卷筒滑轮组钢 最新4）壁厚）壁厚： 壁厚在初步计算时，可先由下面经验公式决壁厚在初步计算时，可先由下面经验公式决定，然后验算强度。定，然后验算强度。 3 3 滑轮和卷筒滑轮和卷筒滑轮组钢 最新 5 5）强度计算）强度计算 卷筒强度计算根据受力情况决定，卷筒壁主要受卷筒强度计算根据受力情况决定，卷筒壁主要受钢丝绳缠绕所产生的压缩应力，此外，还承受弯曲和钢丝绳缠绕所产生的压缩应力，此外，还承受弯曲和扭转。扭转。 （1 1）L3D L3D 只按压缩应力计算只按压缩应力计算3 3 滑轮和卷筒滑轮和卷筒按拉曼公式，最大压缩应力在筒壁的内表面，为：按拉曼公式，最大压缩应力在筒壁的内表面，为：滑轮组钢 最新3 3 滑轮和卷筒滑轮和卷筒滑轮组钢 最新 3 3 滑轮和卷筒滑轮和卷筒（2 2）L L3D 3D 应计入由弯曲力矩产生的拉应力（因扭转应力甚应计入由弯曲力矩产生的拉应力（因扭转应力甚 小，忽略不计）小，忽略不计）滑轮组钢 最新 3 3 滑轮和卷筒滑轮和卷筒滑轮组钢 最新（3 3）D D1.21.2米，米，L L2D 2D 应验算卷筒壁的抗压稳定性应验算卷筒壁的抗压稳定性3 3 滑轮和卷筒滑轮和卷筒滑轮组钢 最新3.3.钢丝绳在卷同上的固定（参书）钢丝绳在卷同上的固定（参书） 3 3 滑轮和卷筒滑轮和卷筒滑轮组钢 最新