雙輻板滑輪的發(fā)展及應用

江一行+宋遠卓

摘 要 本文介紹了四種不同形式的雙輻板滑輪，以及它們在結構、制造工藝、成本和使用壽命上的特點，并簡述了相關應用實例，為起重機械中滑輪的設計與選擇提供參考。

關鍵詞 滑輪；雙輻板；繩槽；使用壽命

中圖分類號 TH12

文獻標識碼 A

文章編號 1674-6708（2016） 154-0064-02

滑輪是起重機械的重要零部件，用以支撐鋼絲繩和改變鋼絲繩的方向，達到省力或者增速的目的。滑輪自身的壽命、強度、穩(wěn)定性與其自身的材料及結構形式有關，而滑輪的質量也決定了鋼絲繩的使用壽命，滑輪的自重也影響到傳動機構的自重，從而影響機械效率。為了提高鋼絲繩壽命，降低自重，節(jié)省成本，對滑輪結構形式及制作工藝進行研究并改進具有重要意義。

滑輪按制作工藝可分為鑄造滑輪、鍛造滑輪、焊接滑輪、軋制滑輪。鑄造滑輪制造過程能耗大，污染嚴重，切削加工量大，質量不穩(wěn)定，關鍵部位難以避免存在金屬收縮類缺陷，廢品率高，制造周期長，自重大等缺點：鍛造滑輪材料利用率低，毛坯制作以及機械加工成本高，總體制作成本高；焊接滑輪及軋制滑輪自重較輕，對于大規(guī)格滑輪減輕自重有重要意義，但出于便于焊接和軋制的工藝要求，材料一般選用含碳量較低的鋼，所以繩槽的耐磨性差，使用壽命短。

基于上述各種形式滑輪的不足之處，在焊接滑輪和軋制滑輪的基礎上發(fā)展出了結構獨特的雙輻板滑輪。它既有焊接滑輪自重輕、能延長鋼絲使用壽命的特點，又有軋制滑輪強度高、制造周期短的優(yōu)點，是目前較為先進且廣泛使用的一種滑輪。

1 雙輻板滑輪的發(fā)展及應用

1.1 雙輻板壓制滑輪

江蘇鎮(zhèn)江市黃墟錨鏈廠最早于1992年研制出了尼龍繩槽雙輻板壓制滑輪，如圖1所示。

圖1雙輻板壓制滑輪1一繩槽襯；2一脹鉚接管；3--輪輻；4--輪轂；5一儲油腔

雙輻板壓制滑輪采用圓形鋼板坯料壓制成具有1/2繩槽的單片輪輻，將2個單片輪輻合攏，用脹鉚接管固定兩個輻板，在兩個單片輪輻中間設有儲油腔，可使輪轂內的軸承具備良好的潤滑條件，最后在輪緣繩槽處套上MC鑄型尼龍作為繩槽襯。此種雙輻板壓制滑輪在有磨損時不需更換滑輪總成，只需更換鑄型尼龍繩槽襯。但由于繩槽襯選用工程塑料，它的線膨脹系數比金屬大3～10倍，在實際使用中可能因此而造成繩槽襯松動，所以需要合理選擇滑輪與繩槽襯的配合過盈量。同時，由于采用脹鉚接管將兩片輻板連接，不需要焊接，不產生焊接變形，故無需進行金屬切削加工且易保證滑輪制造質量。

如圖2所示，尼龍繩槽具有彈性大、摩擦系數小的特點，可降低其表面的接觸應力并減小其磨損速度，因而大大地提高了繩槽及鋼絲繩的使用壽命。經實踐證明，鋼絲繩壽命提高2～8倍以上。大連港香爐礁港務公司使用了此滑輪，對其使用一年的觀測，作業(yè)2046h，裝卸貨物11萬噸，尼龍繩槽襯只磨損了0.3mm～2.2mm，按此最大磨損量計算尼龍繩槽襯可使用4～5年。上海某港務公司應用此滑輪裝卸散礦、散話費等散貨，抓斗與抓取量共重8噸，運行1440小時，裝卸10.8萬噸后，繩槽襯磨損<0.6mm。

1.1 拼接雙輻板輕型滑輪

1一繩槽輪緣；2--輻板；3--壓環(huán)；4--輪轂；5--圓環(huán)槽；6--

連接套；

拼接雙輻板滑輪于2002年獲得國家實用新型專利，由兩片輻板、繩槽輪緣、壓環(huán)、輪轂及連接套構成，如圖3所示。兩片輻板一端與繩槽輪緣固定，另一端與輪轂固定，通過壓環(huán)壓緊。每片輻板由多片扇形板用咬合或焊接方式拼接而成，兩塊扇形板中部有開孔，孔卷邊內套連接套。滑輪重量輕，從而吊鉤滑輪組、起重機吊臂前端及尾端配重的重量隨之減輕，吊機本身所受荷載小、應力低，同時輪壓下降，碼頭建筑構件受載小，延長了吊機及碼頭建筑構件的使用壽命。

1.3 環(huán)形輪緣雙輻板滑輪

2012年上海振華重工有限公司研制出了一種新型雙輻板滑輪，如圖4所示。

圖4環(huán)形輪緣雙輻板滑輪

1一輪緣；2--輻板；3--連接管；4--輪轂

環(huán)形輪緣雙輻板滑輪由輪緣、輻板、連接管和輪轂組成。環(huán)形輪緣經軋制成形，其側壁即為繩槽。兩塊環(huán)狀輻板經沖壓成型后，分別焊接于輪緣的兩側。兩塊輻板上的連接孔內插有連接管，連接管與兩塊輻板通過焊接固定。輪轂嵌入輻板的內環(huán)中并與輻板焊接。

此種滑輪的雙輻板結構能夠加強滑輪的整體剛度，其軋制繩槽可消除繩槽收縮類缺陷，并有利于提高硬度、降低成本。

1.4 焊接繩槽雙輻板滑輪

焊接繩槽雙輻板滑輪于2013年獲得國家實用新型專利，此滑輪包括由兩塊輻板焊接形成的輪體，如圖5所示。單片輻板的外邊緣向外軋制成1/2的v形繩槽，兩個1/2的v形繩槽底部通過焊接形成一個完整的繩槽。兩塊輻板靠近繩槽處設有若干圓周均勻分布的鉚釘孔，并通過鉚釘固定。輻板中間內孔裝入輪轂并與輪轂通過焊接固定。

1--輻板；2--輪體；3--V形繩槽；4--鉚釘；5--軸承孔；6--

輪轂

焊接繩槽雙輻板滑輪結構簡單穩(wěn)固，外形美觀，使用壽命長，生產成本低，適宜大范圍推廣應用。圖6為烏江思林電廠升船機主提升機構所用的焊接繩槽雙輻板滑輪，滑輪主要結構參數參數為：名義直徑4m，最大外形尺寸4.09m，環(huán)向均布筋板16個，環(huán)向均布無縫鋼管（即鉚釘）8個。此滑輪的強度、剛度均可滿足設計要求‘“。

2 結論

雙輻板滑輪相比于傳統(tǒng)滑輪，由于其獨特的結構形式而有以下共同特點。

1）自重輕，機械效率高，相關的傳動機構及受力部件壽命高。

2）結構簡單穩(wěn)固，剛度高。

3）制造成本低，工期短。