双辐板滑轮的发展及应用

江一行+宋远卓

摘 要 本文介绍了四种不同形式的双辐板滑轮，以及它们在结构、制造工艺、成本和使用寿命上的特点，并简述了相关应用实例，为起重机械中滑轮的设计与选择提供参考。

关键词 滑轮；双辐板；绳槽；使用寿命

中图分类号 TH12

文献标识码 A

文章编号 1674-6708（2016） 154-0064-02

滑轮是起重机械的重要零部件，用以支撑钢丝绳和改变钢丝绳的方向，达到省力或者增速的目的。滑轮自身的寿命、强度、稳定性与其自身的材料及结构形式有关，而滑轮的质量也决定了钢丝绳的使用寿命，滑轮的自重也影响到传动机构的自重，从而影响机械效率。为了提高钢丝绳寿命，降低自重，节省成本，对滑轮结构形式及制作工艺进行研究并改进具有重要意义。

滑轮按制作工艺可分为铸造滑轮、锻造滑轮、焊接滑轮、轧制滑轮。铸造滑轮制造过程能耗大，污染严重，切削加工量大，质量不稳定，关键部位难以避免存在金属收缩类缺陷，废品率高，制造周期长，自重大等缺点：锻造滑轮材料利用率低，毛坯制作以及机械加工成本高，总体制作成本高；焊接滑轮及轧制滑轮自重较轻，对于大规格滑轮减轻自重有重要意义，但出于便于焊接和轧制的工艺要求，材料一般选用含碳量较低的钢，所以绳槽的耐磨性差，使用寿命短。

基于上述各种形式滑轮的不足之处，在焊接滑轮和轧制滑轮的基础上发展出了结构独特的双辐板滑轮。它既有焊接滑轮自重轻、能延长钢丝使用寿命的特点，又有轧制滑轮强度高、制造周期短的优点，是目前较为先进且广泛使用的一种滑轮。

1 双辐板滑轮的发展及应用

1.1 双辐板压制滑轮

江苏镇江市黄墟锚链厂最早于1992年研制出了尼龙绳槽双辐板压制滑轮，如图1所示。

图1双辐板压制滑轮1一绳槽衬；2一胀铆接管；3--轮辐；4--轮毂；5一储油腔

双辐板压制滑轮采用圆形钢板坯料压制成具有1/2绳槽的单片轮辐，将2个单片轮辐合拢，用胀铆接管固定两个辐板，在两个单片轮辐中间设有储油腔，可使轮毂内的轴承具备良好的润滑条件，最后在轮缘绳槽处套上MC铸型尼龙作为绳槽衬。此种双辐板压制滑轮在有磨损时不需更换滑轮总成，只需更换铸型尼龙绳槽衬。但由于绳槽衬选用工程塑料，它的线膨胀系数比金属大3～10倍，在实际使用中可能因此而造成绳槽衬松动，所以需要合理选择滑轮与绳槽衬的配合过盈量。同时，由于采用胀铆接管将两片辐板连接，不需要焊接，不产生焊接变形，故无需进行金属切削加工且易保证滑轮制造质量。

如图2所示，尼龙绳槽具有弹性大、摩擦系数小的特点，可降低其表面的接触应力并减小其磨损速度，因而大大地提高了绳槽及钢丝绳的使用寿命。经实践证明，钢丝绳寿命提高2～8倍以上。大连港香炉礁港务公司使用了此滑轮，对其使用一年的观测，作业2046h，装卸货物11万吨，尼龙绳槽衬只磨损了0.3mm～2.2mm，按此最大磨损量计算尼龙绳槽衬可使用4～5年。上海某港务公司应用此滑轮装卸散矿、散话费等散货，抓斗与抓取量共重8吨，运行1440小时，装卸10.8万吨后，绳槽衬磨损<0.6mm。

1.1 拼接双辐板轻型滑轮

1一绳槽轮缘；2--辐板；3--压环；4--轮毂；5--圆环槽；6--

连接套；

拼接双辐板滑轮于2002年获得国家实用新型专利，由两片辐板、绳槽轮缘、压环、轮毂及连接套构成，如图3所示。两片辐板一端与绳槽轮缘固定，另一端与轮毂固定，通过压环压紧。每片辐板由多片扇形板用咬合或焊接方式拼接而成，两块扇形板中部有开孔，孔卷边内套连接套。滑轮重量轻，从而吊钩滑轮组、起重机吊臂前端及尾端配重的重量随之减轻，吊机本身所受荷载小、应力低，同时轮压下降，码头建筑构件受载小，延长了吊机及码头建筑构件的使用寿命。

1.3 环形轮缘双辐板滑轮

2012年上海振华重工有限公司研制出了一种新型双辐板滑轮，如图4所示。

图4环形轮缘双辐板滑轮

1一轮缘；2--辐板；3--连接管；4--轮毂

环形轮缘双辐板滑轮由轮缘、辐板、连接管和轮毂组成。环形轮缘经轧制成形，其侧壁即为绳槽。两块环状辐板经冲压成型后，分别焊接于轮缘的两侧。两块辐板上的连接孔内插有连接管，连接管与两块辐板通过焊接固定。轮毂嵌入辐板的内环中并与辐板焊接。

此种滑轮的双辐板结构能够加强滑轮的整体刚度，其轧制绳槽可消除绳槽收缩类缺陷，并有利于提高硬度、降低成本。

1.4 焊接绳槽双辐板滑轮

焊接绳槽双辐板滑轮于2013年获得国家实用新型专利，此滑轮包括由两块辐板焊接形成的轮体，如图5所示。单片辐板的外边缘向外轧制成1/2的v形绳槽，两个1/2的v形绳槽底部通过焊接形成一个完整的绳槽。两块辐板靠近绳槽处设有若干圆周均匀分布的铆钉孔，并通过铆钉固定。辐板中间内孔装入轮毂并与轮毂通过焊接固定。

1--辐板；2--轮体；3--V形绳槽；4--铆钉；5--轴承孔；6--

轮毂

焊接绳槽双辐板滑轮结构简单稳固，外形美观，使用寿命长，生产成本低，适宜大范围推广应用。图6为乌江思林电厂升船机主提升机构所用的焊接绳槽双辐板滑轮，滑轮主要结构参数参数为：名义直径4m，最大外形尺寸4.09m，环向均布筋板16个，环向均布无缝钢管（即铆钉）8个。此滑轮的强度、刚度均可满足设计要求‘“。

2 结论

双辐板滑轮相比于传统滑轮，由于其独特的结构形式而有以下共同特点。

1）自重轻，机械效率高，相关的传动机构及受力部件寿命高。

2）结构简单稳固，刚度高。

3）制造成本低，工期短。