吊車鋼絲繩防絞裝置的設(shè)計(jì)

沈亮遠(yuǎn)

（中國(guó)人民解放軍第二炮兵工程大學(xué) 士官學(xué)院，山東 青州262500）

0 引言

吊車起升機(jī)構(gòu)是使物品獲得升降運(yùn)動(dòng)的基本組成，起升機(jī)構(gòu)工作的好壞將直接影響整臺(tái)起重機(jī)的工作性能。起升機(jī)構(gòu)吊車起升機(jī)構(gòu)均采用卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，設(shè)置了鋼絲繩卷繞系統(tǒng)，保證鋼絲繩有序地繞在卷筒上，然而我們?cè)趯?shí)際作業(yè)過(guò)程中，特別是在空載展車或輕載時(shí)，由于鋼絲繩的收放不及時(shí)，會(huì)出現(xiàn)鋼絲繩絞繩現(xiàn)象，大大增加鋼絲繩的磨損，嚴(yán)重的會(huì)使鋼絲繩卷繞系統(tǒng)卡滯，不能正常工作。為了避免絞鋼絲繩，在鋼絲繩卷繞系統(tǒng)上設(shè)計(jì)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(xiàn)象分析

吊車起升機(jī)構(gòu)的鋼絲繩卷繞系統(tǒng)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(shè)置有導(dǎo)向輪，卷筒有導(dǎo)向繩槽，并在卷筒后設(shè)有壓繩滾筒，可以隨時(shí)壓卷筒上的鋼絲繩按照導(dǎo)向繩槽纏繞，層層疊壓，實(shí)現(xiàn)多層繞繩。

卷筒多層繞繩是一個(gè)非常敏感的過(guò)程，受到許多因素的影響，包括設(shè)備、鋼絲繩和操作方式。在起吊重物時(shí)基本不會(huì)出現(xiàn)絞繩現(xiàn)象，最常見(jiàn)的繞繩問(wèn)題是使用的過(guò)程中，收放鋼絲繩時(shí)由于載荷小，鋼絲繩未達(dá)到要求的預(yù)緊力，內(nèi)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(shí)，卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，而鋼絲繩不能及時(shí)放出，出現(xiàn)絞鋼絲繩現(xiàn)象，如不及時(shí)處理將越絞越嚴(yán)重。

從以上分析可以得出一個(gè)結(jié)論，鋼絲繩絞繩的一個(gè)重要因素在于收放鋼絲繩中沒(méi)有保證一定的預(yù)緊力。

2 鋼絲繩防絞裝置的總體設(shè)計(jì)

保證一定的預(yù)緊力，就是要卷筒上鋼絲繩能夠保證一個(gè)拉力，拉力的大小應(yīng)為安全工作載荷的10%。鋼絲繩防絞裝置采用液壓低速馬達(dá)拉緊方案。利用汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)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(dá)、減速器、拉繩輪組及液壓回路組成。

拉繩輪組根據(jù)起吊負(fù)載大小控制液壓回路，當(dāng)起吊負(fù)載小于預(yù)緊力時(shí)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)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(gè)拉力，從而防止絞鋼絲繩現(xiàn)象；當(dāng)起吊負(fù)載大于預(yù)緊力時(shí)，馬達(dá)停止，拉繩輪組與鋼絲繩分離，正常起吊作業(yè)。

3 防絞裝置液壓回路的設(shè)計(jì)

在原來(lái)吊車液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)一個(gè)拉繩液壓回路，由于預(yù)壓力相對(duì)不大，均采用常用的小型化、簡(jiǎn)便化設(shè)備，主要由控制閥、減壓閥、溢流閥及雙向低速馬達(dá)組成。

雙向低速馬達(dá)的輸出軸與減速器相連，驅(qū)動(dòng)拉繩輪組主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。由于預(yù)壓力相對(duì)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(tǒng)輸送來(lái)的壓力油減壓至調(diào)定壓力，從而調(diào)定馬達(dá)的轉(zhuǎn)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(dòng)輪相連，另一端設(shè)有彈簧，在彈簧和拉繩輪組從動(dòng)輪的作用下，控制閥芯動(dòng)作。

當(dāng)起升機(jī)構(gòu)下降放鋼絲繩時(shí)，如果空載狀態(tài)或負(fù)載較小，小于設(shè)定的預(yù)拉力時(shí)，鋼絲繩對(duì)拉繩輪組從動(dòng)輪的分壓力較小，不能克服彈簧力，控制閥芯處于接通狀態(tài)，系統(tǒng)壓力油通過(guò)控制閥芯經(jīng)減壓閥減壓，進(jìn)入馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)減速器帶動(dòng)拉繩輪組主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使卷筒上鋼絲繩拉緊。如果起吊負(fù)載增大時(shí)，大于設(shè)定的預(yù)拉力時(shí)，鋼絲繩對(duì)拉繩輪組從動(dòng)輪的分壓力增大，克服彈簧力，控制閥芯移動(dòng)，處于截止?fàn)顟B(tài)，馬達(dá)停轉(zhuǎn)，同時(shí)由于從動(dòng)輪下移，使鋼絲繩與拉繩輪組主動(dòng)輪脫離，由起吊負(fù)載拉緊鋼絲繩，從而保證了起升機(jī)構(gòu)下降放鋼絲繩的預(yù)緊力。

同理，當(dāng)起升機(jī)構(gòu)上升收鋼絲繩時(shí)，如果空載或負(fù)載小于設(shè)定的預(yù)拉力時(shí)，控制閥芯處于接通狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)減速器帶動(dòng)拉繩輪組主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使卷筒上鋼絲繩拉緊，拉緊后通過(guò)溢流閥溢流，馬達(dá)停轉(zhuǎn)。如果起升機(jī)構(gòu)繼續(xù)收鋼絲繩，就要克服馬達(dá)的扭力，馬達(dá)反轉(zhuǎn)，變成了阻力器件，使卷筒一直在鋼絲繩拉緊的狀態(tài)下收鋼絲繩。此時(shí)回路油液保持一定壓力，從溢流閥溢流。如果起吊負(fù)載增大時(shí)，大于設(shè)定的預(yù)拉力時(shí)，鋼絲繩對(duì)拉繩輪組從動(dòng)的分壓力增大，克服彈簧力，控制閥芯移動(dòng)處于截止?fàn)顟B(tài)，馬達(dá)停轉(zhuǎn)，同時(shí)由于從動(dòng)輪下移，使鋼絲繩與拉繩輪組主動(dòng)輪脫離，由起吊負(fù)載拉緊鋼絲繩進(jìn)行收放鋼絲繩，從而保證了起升機(jī)構(gòu)上升收鋼絲繩的預(yù)緊力。

為了防止拉繩輪組與吊鉤間鋼絲繩過(guò)松，使鋼絲繩偏出拉繩輪組，在拉繩輪組一側(cè)的吊臂上設(shè)置一V形導(dǎo)繩槽。

4 結(jié)束語(yǔ)

鋼絲繩絞繩的重要因素在于收放鋼絲繩中的預(yù)緊力大小，為了保證此預(yù)緊力，鋼絲繩防絞裝置采用了液壓驅(qū)動(dòng)，拉力控制的方案，通過(guò)鋼絲繩對(duì)拉繩輪組從動(dòng)輪的分壓力的大小，反應(yīng)鋼絲繩的拉緊力，與彈簧彈力的比較，控制液壓回路驅(qū)動(dòng)馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，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(tài)，從而大大降低了絞繩現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)率。

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