起重機起升鋼絲繩斜拉防搖擺原理分析

霍利杰

（太原重工技術中心， 山西 太原 030024）

起重機是一種用于物料搬運、裝卸、安裝的機械設備,可以減輕或代替人們的體力勞動,提高勞動生產率,它被廣泛應用于國民經濟的各個領域之中。

隨著生產規模的日益發展,對起重機的工作性能提出了更新、更高的要求。為了滿足各種不同場合的使用要求,人們已經開發出各種類型的起重機。與此同時，人們也開發出了各種各樣的起升機構來滿足現在各種用戶越來越多的工藝要求。

1 鋼絲繩斜拉布置結構應用

由于起重機在使用中會很頻繁的啟動、停車；由于慣性的作用，在起重機啟動和停車過程中，吊具裝置就會擺動，而吊具在起吊或放下重物時，要求吊具裝置不能擺動，所以就需加裝1套降低防搖擺的裝置。一般情況下抗防搖擺的結構有兩種：一種為剛性抗防搖擺結構，此種結構的優勢是抗防搖擺性能優越，但是質量增加較多，有時候由于廠房空間的限制，布置此種剛性結構也比較困難；另一種是采用鋼絲繩斜拉布置來降低吊具裝置的防搖擺幅度，此種結構的優點就是好布置，占用的空間小，質量增加的少，但是抗防搖擺性能稍遜于剛性抗防搖擺結構。

在許多板坯夾鉗起重機中，都沒有采用剛性導向裝置，而是采用的鋼絲繩斜拉布置的結構形式。雖然采用斜拉結構的布置，在起重機啟動或者是停車時，吊具仍然會有一定的擺動，但是在較短的時間內，能夠將吊具擺動的能量釋放掉，進而達到防搖擺的目的。

2 吊具擺動能量轉化分析

在實際應用中，有一種斜拉布置鋼絲繩的結構形式，見圖1。常規的吊具鋼絲繩的布置都是垂直的，見圖2。下面對兩種鋼絲繩的布置形式進行分析對比。

圖1 斜拉布置鋼絲繩的結構

圖2 垂直布置鋼絲繩的結構

首先，建立一個模型符合下面兩種結構的鋼絲繩布置形式。斜拉布置鋼絲繩的擺動軌跡可以看做是個橢圓曲線運動，見圖3。垂直布置鋼絲繩的擺動軌跡可以看做是個圓周曲線運行，見圖4。

圖3 橢圓曲線運動

圖4 圓周曲線運行

從圖3可以看出斜拉布置模型的鋼絲繩1和鋼絲繩2將吊具橫梁的運動軌跡進行了過度約束，由于鋼絲繩是柔性約束，不是剛性約束，所以具備了一定的防搖擺功能。

3 結語

斜拉布置鋼絲繩能夠減小重物擺動的主要原因是對吊具進行了過度約束，進而讓吊具的自由度理論上為零，但由于鋼絲繩是柔性的，不能完全將吊具約束固定不動，吊具只能進行輕微的擺動，以此來滿足用戶防搖擺的要求。