吊車鋼絲繩防絞裝置的設計

沈亮遠

（中國人民解放軍第二炮兵工程大學 士官學院，山東 青州262500）

0 引言

吊車起升機構是使物品獲得升降運動的基本組成，起升機構工作的好壞將直接影響整臺起重機的工作性能。起升機構吊車起升機構均采用卷揚機構，設置了鋼絲繩卷繞系統，保證鋼絲繩有序地繞在卷筒上，然而我們在實際作業過程中，特別是在空載展車或輕載時，由于鋼絲繩的收放不及時，會出現鋼絲繩絞繩現象，大大增加鋼絲繩的磨損，嚴重的會使鋼絲繩卷繞系統卡滯，不能正常工作。為了避免絞鋼絲繩，在鋼絲繩卷繞系統上設計一套防絞裝置，確保在各種情況下鋼絲繩能夠可靠地繞在卷筒上。

1 鋼絲繩絞繩現象分析

吊車起升機構的鋼絲繩卷繞系統主要由鋼絲繩、卷筒、滑輪組、壓繩滾筒等組成，為了防止絞鋼絲繩，吊臂上設置有導向輪，卷筒有導向繩槽，并在卷筒后設有壓繩滾筒，可以隨時壓卷筒上的鋼絲繩按照導向繩槽纏繞，層層疊壓，實現多層繞繩。

卷筒多層繞繩是一個非常敏感的過程，受到許多因素的影響，包括設備、鋼絲繩和操作方式。在起吊重物時基本不會出現絞繩現象，最常見的繞繩問題是使用的過程中，收放鋼絲繩時由于載荷小，鋼絲繩未達到要求的預緊力，內層鋼絲繩造成松散，典型特征是繩排之間有間隙。特別是降鉤放鋼絲繩時，卷筒轉動，而鋼絲繩不能及時放出，出現絞鋼絲繩現象，如不及時處理將越絞越嚴重。

從以上分析可以得出一個結論，鋼絲繩絞繩的一個重要因素在于收放鋼絲繩中沒有保證一定的預緊力。

2 鋼絲繩防絞裝置的總體設計

保證一定的預緊力，就是要卷筒上鋼絲繩能夠保證一個拉力，拉力的大小應為安全工作載荷的10%。鋼絲繩防絞裝置采用液壓低速馬達拉緊方案。利用汽車起重機的液壓系統油源，在吊臂上安裝一鋼絲繩防絞裝置，包括液壓雙向低速馬達、減速器、拉繩輪組及液壓回路組成。

拉繩輪組根據起吊負載大小控制液壓回路，當起吊負載小于預緊力時驅動液壓馬達轉動，通過變速器減速增矩，使拉繩輪組拉緊與卷筒間的鋼絲繩，使卷筒上鋼絲繩能夠保證一個拉力，從而防止絞鋼絲繩現象；當起吊負載大于預緊力時，馬達停止，拉繩輪組與鋼絲繩分離，正常起吊作業。

3 防絞裝置液壓回路的設計

在原來吊車液壓系統的基礎上增設一個拉繩液壓回路，由于預壓力相對不大，均采用常用的小型化、簡便化設備，主要由控制閥、減壓閥、溢流閥及雙向低速馬達組成。

雙向低速馬達的輸出軸與減速器相連，驅動拉繩輪組主動輪轉動。由于預壓力相對不大，需要的液壓壓力較小，為此采用定值減壓閥將吊車油源系統輸送來的壓力油減壓至調定壓力，從而調定馬達的轉矩，也就是使卷筒上鋼絲繩能夠保證一定的拉力。

控制閥閥芯一端與拉繩輪組從動輪相連，另一端設有彈簧，在彈簧和拉繩輪組從動輪的作用下，控制閥芯動作。

當起升機構下降放鋼絲繩時，如果空載狀態或負載較小，小于設定的預拉力時，鋼絲繩對拉繩輪組從動輪的分壓力較小，不能克服彈簧力，控制閥芯處于接通狀態，系統壓力油通過控制閥芯經減壓閥減壓，進入馬達，驅動馬達轉動，通過減速器帶動拉繩輪組主動輪轉動，使卷筒上鋼絲繩拉緊。如果起吊負載增大時，大于設定的預拉力時，鋼絲繩對拉繩輪組從動輪的分壓力增大，克服彈簧力，控制閥芯移動，處于截止狀態，馬達停轉，同時由于從動輪下移，使鋼絲繩與拉繩輪組主動輪脫離，由起吊負載拉緊鋼絲繩，從而保證了起升機構下降放鋼絲繩的預緊力。

同理，當起升機構上升收鋼絲繩時，如果空載或負載小于設定的預拉力時，控制閥芯處于接通狀態，驅動馬達轉動，通過減速器帶動拉繩輪組主動輪轉動，使卷筒上鋼絲繩拉緊，拉緊后通過溢流閥溢流，馬達停轉。如果起升機構繼續收鋼絲繩，就要克服馬達的扭力，馬達反轉，變成了阻力器件，使卷筒一直在鋼絲繩拉緊的狀態下收鋼絲繩。此時回路油液保持一定壓力，從溢流閥溢流。如果起吊負載增大時，大于設定的預拉力時，鋼絲繩對拉繩輪組從動的分壓力增大，克服彈簧力，控制閥芯移動處于截止狀態，馬達停轉，同時由于從動輪下移，使鋼絲繩與拉繩輪組主動輪脫離，由起吊負載拉緊鋼絲繩進行收放鋼絲繩，從而保證了起升機構上升收鋼絲繩的預緊力。

為了防止拉繩輪組與吊鉤間鋼絲繩過松，使鋼絲繩偏出拉繩輪組，在拉繩輪組一側的吊臂上設置一V形導繩槽。

4 結束語

鋼絲繩絞繩的重要因素在于收放鋼絲繩中的預緊力大小，為了保證此預緊力，鋼絲繩防絞裝置采用了液壓驅動，拉力控制的方案，通過鋼絲繩對拉繩輪組從動輪的分壓力的大小，反應鋼絲繩的拉緊力，與彈簧彈力的比較，控制液壓回路驅動馬達運轉，不論在收放還是空載滿載的情況下，拉繩輪組與卷筒間的鋼絲繩始終處于拉緊狀態，從而大大降低了絞繩現象的發生機率。

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