起重機械起升機構滑輪與鋼絲繩的匹配

閻 濤 孫書成 王俊彤 天津市特種設備監督檢驗技術研究院

起重機械起升機構滑輪與鋼絲繩的匹配

閻 濤 孫書成 王俊彤 天津市特種設備監督檢驗技術研究院

起重機械起升機構滑輪與鋼絲繩的最佳匹配，可以減小起重機動載荷及附加載荷，提高機械效率，做到制造和使用成本更低，從而使起重機在制造和使用中更加節能環保。

起重機械；滑輪；鋼絲繩；節能

在起重機械的起升機構中滑輪與鋼絲繩是緊密相連而密不可分的關系，它們相互支撐、相互作用又相互配合完成起重設備功能，因此起重機械起升機構滑輪與鋼絲繩的匹配在起重機械起升機構運行中具有重要意義。

1 、滑輪與鋼絲繩的匹配

為了起重機械起升機構滑輪與鋼絲繩的最佳匹配，應多從以下幾方面考慮。

1.1 、滑輪和鋼絲繩的選材

滑輪和鋼絲繩是起重機械起升機構中的重要零件，選擇合適的滑輪和鋼絲繩材質直接影響到起重機械的性能。不同材質滑輪和鋼絲繩之間有不同摩擦系數，滑輪及鋼絲繩在工作時，滑輪槽與鋼絲繩構成一對摩擦副，考慮潤滑不利時摩擦系數選擇不當會使它們之間的磨損速度加快，直接影響到滑輪和鋼絲繩的使用壽命。

對于不同場合不同用途起重機械起升機構的滑輪和鋼絲繩應選擇不同的材料，如吊運熔融金屬的起重機不得使用鑄鐵滑輪，而鋼絲繩要選耐高溫的重要用途鋼絲繩。

不同硬度材質的滑輪對鋼絲繩使用壽命的影響不同。而滑輪若材料硬度不夠就會出現滑輪槽磨損；當滑輪槽硬度較高時，在使用中鋼絲繩磨損速度會加快，鋼絲繩壽命會明顯下降；還應注意普通滑輪和普通鋼絲繩，其自身耐磨性在各類鋼質滑輪中相對較差，與之配合使用的鋼絲繩壽命也相對減短。

起重機械起升機構運行使用脆性偏高的鋼絲制造的鋼絲繩，當鋼絲繩繞過卷筒和滑輪時，在很短的時間內就會出現斷絲的情況，直接影響起重機械的使用。

1.2 、滑輪和鋼絲繩的選型

在起重機械滑輪選型時，應根據起重機械起升機構速度及機構級別合理考慮滑輪公稱直徑與鋼絲繩公稱直徑的比值范圍，比值過小滑輪和鋼絲繩損壞速度加快，容易造成起重機械作業安全性危害發生，并且造成使用成本過高；比值過大會直接導致制造成本過高，造成浪費而且不節能。

在起重機械起升機構滑輪選型時，應根據起重機械起升機構速度及機構級別合理考慮滑輪或滑輪組的數量，滑輪的數量越多鋼絲繩彎曲次數越多，鋼絲繩中的鋼絲越容易疲勞或磨損，造成缺陷的速度越快，根據起重機械實際情況合理確定滑輪或滑輪組的數量，以便提高機械效率，減少對鋼絲繩使用壽命的影響，從而使起重機更加節能。

根據使用環境以及功能性的要求選擇不同型號的鋼絲繩，以便保證滑輪或滑輪組和鋼絲繩滿足起重機械工作性能的要求。

在起重機械起升機構滑輪和鋼絲繩選型時，滑輪繩槽形狀必須與鋼絲繩形狀匹配，不能出現細鋼絲繩與滑輪大繩槽組合或粗鋼絲繩與滑輪小繩槽組合，不能出現滑輪異形繩槽與圓鋼絲繩組合。

在起重機械起升機構鋼絲繩選型時，應選擇在滑輪繩槽和鋼絲繩接觸面處支撐點較多有較大的抗擠壓強度，不易變形的鋼絲繩，以減小滑輪繩槽和鋼絲繩接觸面過早磨損。

1.3 、滑輪與鋼絲繩的纏繞

鋼絲繩繞過滑輪時，為防止發生跳槽，利用滑輪繩槽的側壁起導向作用，使鋼絲繩順利地進入滑輪槽內，槽底的圓弧曲面則起到支承鋼絲繩并改變其傳力方向的作用。鋼絲繩在滑輪組上進行纏繞要有合理的纏繞方式，按鋼絲成股和股成繩的鋼絲繩捻向，鋼絲繩繞過滑輪的方向及繞過滑輪的先后次序必須合理，以便防止鋼絲繩因相互干擾而對鋼絲繩使用壽命的影響。

鋼絲繩繞過滑輪時，必須保證起重機械起升機構滑輪與鋼絲繩的偏角在合理的范圍內，以便鋼絲繩繞滑輪運動時不發生與滑輪槽側壁的干涉，并能防止發生鋼絲繩跳槽，減少對滑輪和鋼絲繩使用壽命的影響。

1.4 、滑輪和鋼絲繩的使用

新滑輪和新鋼絲繩開始使用階段，因滑輪繩槽和鋼絲繩本身加工工藝不同，滑輪繩槽和鋼絲繩接觸面存在早期磨合磨損現象，隨其滑輪繩槽和鋼絲繩接觸面接觸次數的增加磨損量隨之處于相對穩定態，形成良好匹配，所以新滑輪和新鋼絲繩開始使用階段不能在高運轉速度大負荷狀態下運行，以免造成滑輪繩槽和鋼絲繩接觸面過快磨損，而形成匹配不良現象，即新鋼絲繩在進行高速、重負荷作業前必須經過初期磨合階段。

起重機械起升機構在運行中應避免速度急劇變化，避免沖擊載荷。運轉速度越低，負荷越輕的滑輪繩槽和鋼絲繩損傷越少，滑輪和鋼絲繩的匹配才能逐漸進入最佳狀態。

鋼絲繩如果過載使用，則將急速加劇其被擠壓變形程度、內部鋼絲之間及外部鋼絲與匹配繩槽之間的磨損程度，對作業安全性帶來嚴重危害，同時縮短滑輪和鋼絲繩的使用壽命。

1.5 、滑輪與鋼絲繩的維護

滑輪和鋼絲繩使用階段應及時的維護保養，使滑輪和鋼絲繩的匹配始終處于最佳狀態。

檢查滑輪組與鋼絲繩的運行情況，滑輪與鋼絲繩均要動作靈活，無卡繩、磨繩等現象，并保持良好的潤滑；檢查鋼絲繩無銹蝕無明顯變形；檢查滑輪或滑輪組無裂紋無缺損無明顯變形；檢查滑輪或滑輪組與鋼絲繩的磨損量，滑輪直徑與鋼絲繩直徑的比值范圍合理，滑輪繩槽平滑；查防止鋼絲繩跳槽防護裝置的工作狀態，確保其有效性。

2 、匹配的最佳狀態

合理選擇、合理使用、合理維護起重機械起升機構的滑輪和鋼絲繩，使其匹配進入最佳狀態，可以減小起重機動載荷及附加載荷，提高機械效率，做到制造和使用成本更低，從而使起重機在制造和使用中更加節能環保。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.18.049