起重机械起升机构滑轮与钢丝绳的匹配

阎 涛 孙书成 王俊彤 天津市特种设备监督检验技术研究院

起重机械起升机构滑轮与钢丝绳的匹配

阎 涛 孙书成 王俊彤 天津市特种设备监督检验技术研究院

起重机械起升机构滑轮与钢丝绳的最佳匹配，可以减小起重机动载荷及附加载荷，提高机械效率，做到制造和使用成本更低，从而使起重机在制造和使用中更加节能环保。

起重机械；滑轮；钢丝绳；节能

在起重机械的起升机构中滑轮与钢丝绳是紧密相连而密不可分的关系，它们相互支撑、相互作用又相互配合完成起重设备功能，因此起重机械起升机构滑轮与钢丝绳的匹配在起重机械起升机构运行中具有重要意义。

1 、滑轮与钢丝绳的匹配

为了起重机械起升机构滑轮与钢丝绳的最佳匹配，应多从以下几方面考虑。

1.1 、滑轮和钢丝绳的选材

滑轮和钢丝绳是起重机械起升机构中的重要零件，选择合适的滑轮和钢丝绳材质直接影响到起重机械的性能。不同材质滑轮和钢丝绳之间有不同摩擦系数，滑轮及钢丝绳在工作时，滑轮槽与钢丝绳构成一对摩擦副，考虑润滑不利时摩擦系数选择不当会使它们之间的磨损速度加快，直接影响到滑轮和钢丝绳的使用寿命。

对于不同场合不同用途起重机械起升机构的滑轮和钢丝绳应选择不同的材料，如吊运熔融金属的起重机不得使用铸铁滑轮，而钢丝绳要选耐高温的重要用途钢丝绳。

不同硬度材质的滑轮对钢丝绳使用寿命的影响不同。而滑轮若材料硬度不够就会出现滑轮槽磨损；当滑轮槽硬度较高时，在使用中钢丝绳磨损速度会加快，钢丝绳寿命会明显下降；还应注意普通滑轮和普通钢丝绳，其自身耐磨性在各类钢质滑轮中相对较差，与之配合使用的钢丝绳寿命也相对减短。

起重机械起升机构运行使用脆性偏高的钢丝制造的钢丝绳，当钢丝绳绕过卷筒和滑轮时，在很短的时间内就会出现断丝的情况，直接影响起重机械的使用。

1.2 、滑轮和钢丝绳的选型

在起重机械滑轮选型时，应根据起重机械起升机构速度及机构级别合理考虑滑轮公称直径与钢丝绳公称直径的比值范围，比值过小滑轮和钢丝绳损坏速度加快，容易造成起重机械作业安全性危害发生，并且造成使用成本过高；比值过大会直接导致制造成本过高，造成浪费而且不节能。

在起重机械起升机构滑轮选型时，应根据起重机械起升机构速度及机构级别合理考虑滑轮或滑轮组的数量，滑轮的数量越多钢丝绳弯曲次数越多，钢丝绳中的钢丝越容易疲劳或磨损，造成缺陷的速度越快，根据起重机械实际情况合理确定滑轮或滑轮组的数量，以便提高机械效率，减少对钢丝绳使用寿命的影响，从而使起重机更加节能。

根据使用环境以及功能性的要求选择不同型号的钢丝绳，以便保证滑轮或滑轮组和钢丝绳满足起重机械工作性能的要求。

在起重机械起升机构滑轮和钢丝绳选型时，滑轮绳槽形状必须与钢丝绳形状匹配，不能出现细钢丝绳与滑轮大绳槽组合或粗钢丝绳与滑轮小绳槽组合，不能出现滑轮异形绳槽与圆钢丝绳组合。

在起重机械起升机构钢丝绳选型时，应选择在滑轮绳槽和钢丝绳接触面处支撑点较多有较大的抗挤压强度，不易变形的钢丝绳，以减小滑轮绳槽和钢丝绳接触面过早磨损。

1.3 、滑轮与钢丝绳的缠绕

钢丝绳绕过滑轮时，为防止发生跳槽，利用滑轮绳槽的侧壁起导向作用，使钢丝绳顺利地进入滑轮槽内，槽底的圆弧曲面则起到支承钢丝绳并改变其传力方向的作用。钢丝绳在滑轮组上进行缠绕要有合理的缠绕方式，按钢丝成股和股成绳的钢丝绳捻向，钢丝绳绕过滑轮的方向及绕过滑轮的先后次序必须合理，以便防止钢丝绳因相互干扰而对钢丝绳使用寿命的影响。

钢丝绳绕过滑轮时，必须保证起重机械起升机构滑轮与钢丝绳的偏角在合理的范围内，以便钢丝绳绕滑轮运动时不发生与滑轮槽侧壁的干涉，并能防止发生钢丝绳跳槽，减少对滑轮和钢丝绳使用寿命的影响。

1.4 、滑轮和钢丝绳的使用

新滑轮和新钢丝绳开始使用阶段，因滑轮绳槽和钢丝绳本身加工工艺不同，滑轮绳槽和钢丝绳接触面存在早期磨合磨损现象，随其滑轮绳槽和钢丝绳接触面接触次数的增加磨损量随之处于相对稳定态，形成良好匹配，所以新滑轮和新钢丝绳开始使用阶段不能在高运转速度大负荷状态下运行，以免造成滑轮绳槽和钢丝绳接触面过快磨损，而形成匹配不良现象，即新钢丝绳在进行高速、重负荷作业前必须经过初期磨合阶段。

起重机械起升机构在运行中应避免速度急剧变化，避免冲击载荷。运转速度越低，负荷越轻的滑轮绳槽和钢丝绳损伤越少，滑轮和钢丝绳的匹配才能逐渐进入最佳状态。

钢丝绳如果过载使用，则将急速加剧其被挤压变形程度、内部钢丝之间及外部钢丝与匹配绳槽之间的磨损程度，对作业安全性带来严重危害，同时缩短滑轮和钢丝绳的使用寿命。

1.5 、滑轮与钢丝绳的维护

滑轮和钢丝绳使用阶段应及时的维护保养，使滑轮和钢丝绳的匹配始终处于最佳状态。

检查滑轮组与钢丝绳的运行情况，滑轮与钢丝绳均要动作灵活，无卡绳、磨绳等现象，并保持良好的润滑；检查钢丝绳无锈蚀无明显变形；检查滑轮或滑轮组无裂纹无缺损无明显变形；检查滑轮或滑轮组与钢丝绳的磨损量，滑轮直径与钢丝绳直径的比值范围合理，滑轮绳槽平滑；查防止钢丝绳跳槽防护装置的工作状态，确保其有效性。

2 、匹配的最佳状态

合理选择、合理使用、合理维护起重机械起升机构的滑轮和钢丝绳，使其匹配进入最佳状态，可以减小起重机动载荷及附加载荷，提高机械效率，做到制造和使用成本更低，从而使起重机在制造和使用中更加节能环保。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.18.049