纜索式起重機繩索涂油車

黃天蛟

中遠船務（啟東）海洋工程有限公司

【摘 要】纜索式起重機作為工業建造常用的機械設備，其繩索長時間暴露在室外，若無有效潤滑保護則容易銹蝕而報廢。故設計一款重量輕，安裝方便，結構簡單，滿足整根繩索涂油并且涂油均勻的涂油小車對纜索式起重機繩索的使用壽命及其重要。

【關鍵詞】涂油車； 纜索式起重機； 設計原理及參數

纜索式起重機是以懸掛于兩支點之間的鋼索作為承載結構，利用載重小車在其上往返移動進行貨物起重機械，具有跨度大，速度快，效率高，總體結構簡單，結構低廉等優點廣泛應用于采礦工業，森林工業，橋梁建筑，水電建筑工程等的起重和施工作業中。但是起重機繩索暴露在室外，且無自動潤滑裝置，采用人工的方式也很難潤滑，如果不能潤滑，表面就會銹蝕，這種纜索式起重機如果拆下后再次使用，必須更換這些繩索，而這些繩索價值均不菲。

可以理解，爭取工作繩達到盡可能長的使用壽命是重型纜機設計的一重要課題，就是說除做好起升絞車和牽引絞車設計和設置防繩跳槽措施，確保工作繩能正常運行外，還必須在導繞系統設計的諸多方面采取措施，從而增加其使用壽命。因此設計一套纜索式起重機的自動涂油裝置，取代人工登高懸空沿線手工涂油的繁重而危險的作業，具有較高的經濟效益和社會效益。

目前國內有部分的纜索涂油裝置的設計專利，比如說一種給纜索進行維護保養的一種纜索保養加油器，該加油器包括橫豎支架、滾輪、涂油室、蝸輪、蝸桿及儲油桶五大部分；在橫支架兩端，分別安裝有驅動輪及平衡輪，在橫支架的下方，安裝有涂油室及儲油桶；在儲油桶的上端蓋上，安裝有油管及上端安裝有蝸輪的提升軸，蝸輪與蝸桿嚙合，提升軸與儲油桶內的提升盤配合安裝，驅動鏈輪與傳動鏈輪連接；使用時，牽動驅動輪，即可使提升盤上升推動油脂進入儲油室，纜索便被均勻涂上油脂。采用上述方案，可使該加油器全機械化的作業，省工、省時，省錢，極大的提高了工作效率。也有將涂油裝置裝在滑輪上，當工作繩索通過滑輪時進行涂油潤滑的。

本文所要討論設計的纜索式起重機的繩索涂油裝置要求是重量輕，安裝方便，結構簡單，滿足整根繩索涂油，涂油基本均勻，能控制行走速度。以下為主要設計原理及參數。

一、行走方案選擇

通過綜合考慮了行走穩定、涂油均勻、裝置重量等多個因素，在自重式驅動、繩拉式驅動，蠕動式、動力式驅動中，選擇了動力式驅動爬升。其工作原理是，由動力源提供動力，以驅動小車行走并控制其行走速度。動力輸出后通過皮帶輪輸送到一級減震器，然后通過離合器輸送到中間軸，在中間軸上鏈輪通過滾子鏈輸送到行走輪，以驅動小車以某一速度行進，另一部分通過蝸輪減速器輸送到油箱，驅動活塞壓油，以供涂油裝置涂油。

根據動力源不同，又在步進電機、汽油機、直流電機中選擇了由蓄電池供電的直流電機為動力源，優點是工作穩定可靠，便于實現遙控。

二、電動機及減速器選擇

通過對風阻力、坡阻力、滾動摩擦力以及涂油所克服的阻力進行估算，行走功率較小，可忽略不計。通過對工作部分功率進行計算，總功率約為250W。選擇ZXQ-13.5/30電機滿足要求，蓄電池選擇雙飛牌閥控蓄電池6MZ-60，兩個串聯工作。

通過計算，傳動帶、行走鏈條傳動、工作鏈傳動的速比分配分別為1.3、2.0、2.2。綜合考慮使用條件及工作情況后，決定使用三環減速器SH-80-13及蝸桿減速器CW-80-10-V-F。三環減速器體積小，重量輕，兼有行星減速器和普通圓柱齒輪減速器的優點，充分運用了功率分流和多齒嚙合機理。

三、油箱及內部設計

油箱箱體選擇內壁直徑為500mm、壁厚5mm的無縫鋼管加工，法蘭采用厚度為5mm鋼板加工。由于油箱有密封要求，每隔15°使用24個螺栓連接法蘭面。

油箱中，活塞壓油選用螺旋傳動。選用梯形螺紋，螺桿使用45#鋼，不淬火，螺母選用青銅。螺旋傳動將旋轉運動變成直線運動，可以保證壓油速度平穩，結構簡單，加工方便。

根據受力分析情況及計算，油箱的動力輸入端受較大的軸向力作用，故選用33108-2CE圓錐滾子軸承，而另一端僅受螺桿和油的重力作用，故選用6205型深溝球軸承。

在螺母脫離了螺桿之后（實現自我保護）利用彈簧的壓力使活塞抵壓在螺桿軸上，此時反轉螺桿就可以將螺母重新安裝在螺桿軸上。選用碳素鋼彈簧鋼絲（GB4375）（G-810MPa），采用冷卷工藝，使用登記為3級，彈簧兩端并緊磨平，支撐圈為一圈。

油箱內部壓力不大，箱體與端蓋之間用石棉橡膠墊圈，活塞與箱體之間用O型橡膠密封圈，活塞與定位桿之間用J型橡膠密封圈進行密封。

油箱相對于機架豎直放置，這種放置方式在安裝上相對橫放復雜，需要兩側分別用螺栓與機架固接，但每個螺栓受力均勻。它最大的優點是隨著涂油工作的進行，油箱內的油量不斷減少，整個涂油車的重心只在豎直方向上移動，前后行走輪的受力均勻，有利于涂油工作的穩定性和提高涂油質量。

四、機架設計

整個機架采用焊接方式，選用Q235的熱軋等邊角鋼。為使整車具有一定抗彎能力及穩定性。選擇45*4角鋼，焊接全部采用手工電焊弧，角鋼以背對背焊接為主，車輪材質選取45#鋼，車輪上的鏈輪采用整體式結構。

行走于中間軸之間的鏈條長而且近乎垂直，需要設置張緊裝置，張緊裝置利用機架的空間，設置成伸出的懸臂軸，通過移動張進支撐裝置來移動軸端鏈輪，從而壓緊鏈條。

五、涂油嘴設計

通過查閱大量資料，最終確定使用油箱浸潤式涂油。最大優點可以保證涂油均勻，而且保證整根繩索全部涂到。

涂油車各部分組件盡量將重心設置在機架的縱向中心線上，油箱盡量布置在整個機架的中心位置，裝備后利用蓄電池進行重心的調整，使小車位于后拉索的正下方。在行走輪上套上橡膠外套，設置張緊輪。遙控裝置能獨立控制直流電機的啟動，停車；獨立控制離合器，使之結合和分離；獨立控制制動器，使之制動或松剎。

參考文獻：

[1]周玉申，《纜索起重機設計》，機械工業出版社，1993年.

[2]《機械零件設計手冊》，冶金工業出版社，1995年.

[3]王厚成，《鋼絲繩涂油先進方法和裝置》，金屬制品，1991年.

[4]《鋼絲繩涂油裝置的研制及問題處理》，煤礦機械，1998年

[5]《鋼絲繩涂油機構改進》，金屬制品，2005年.