嵌入式防钢丝绳滑脱滑轮组的设计

， ， ， ， ， ， 宪芝*

(佳木斯大学a.建筑工程学院,b.临床医学院,c机械工程学院,黑龙江 佳木斯 154007)

0 引 言

滑轮作为一种常用的简单机械被广泛应用在诸多领域，无论是起重机、电梯 、帆船还是在日常家用的滑动窗帘、升降衣架，都可以发现滑轮的身影。滑轮所起到的作用已经不可或缺，尤其是动滑轮组的使用使得起重机的起重能力有了质的飞跃。近年来，对滑轮组承载能力及寿命方面的提高许多学者作了相应的研究，高鹏采用滑轮组装车，通过绞车牵引平板车整体运输一些重型液压支架，可将原有绞车的运输能力增加1倍[1]。杨刚等采用滑轮组起吊技术，在井架上安装滑轮组，地面采用稳车起吊和牵引，使天轮一次性就位，提高了起吊安全性，具有一定的经济效益[2]。崔永峰重新设计加工一种全密封滑轮组，解决了单槽滑轮组在使用中出现的使用寿命短问题，使用寿命比改造前提高了近30倍[3]。李鹏举介绍了一种用于超大吨位起重机的钢丝绳缠绕方法，给出基于该绕绳方法的变幅小车及吊钩，该绕绳方法能够实现多种倍率变换，提升能力显著提高[4]。然而现有的滑轮及滑轮组仍存在不足，每年因滑轮故障而引发的严重事故层出不穷，尤其是建筑领域。每年因钢丝绳滑脱、卡死、卡断而引起的事故不计其数，为此我们设计了嵌入式防钢丝绳滑脱滑轮，该滑轮能有效地解决钢丝绳滑脱问题。在此基础上，开发了嵌入式防钢丝绳滑脱滑轮组，提高嵌入式滑轮的承重能力。

1-滑轮轮盘 2-轴承 3-中心轴 4-外壳 5-螺栓 6-钢丝绳 7-防滑块

1-滑车 2-滑轮一 3-滑轮二4-钢丝绳 5-滑轮三 6-挂钩

1 滑轮组中钢丝绳滑脱的原因

目前滑轮已成为最重要的简单机械之一。随着科学技术的发展，人们对滑轮的需求也越来越高，钢丝绳滑脱、卡死甚至卡断的情况经常出现。分析钢丝绳滑脱的原因主要如下：

(1)传统的滑轮因滑轮轮盘与滑轮外壳连接处间隙过大，滑轮轮盘与滑轮外壳之间有可供钢丝绳滑脱的空间。

(2)钢丝绳质地太过坚硬，不能紧贴轮盘凹槽，钢丝绳使用时间过久，出现松弛现象。

(3)滑轮在高速转动时，由于转速过快及滑轮在转动时受到震动等容易导致钢丝绳滑脱，因钢丝绳滑脱而导致滑轮损毁，更有甚者导致钢丝绳断裂。

(4)滑轮轮盘内的轴承年久失修而出现卡死现象。

2 嵌入式防钢丝绳滑脱滑轮的设计

设计了一种嵌入式防滑脱滑轮，外壳有两种结构形式，“T”字形或“一”字形，以“T”字形外壳结构为例，该滑轮结构见图1所示，主要包括滑轮轮盘、滚动轴承、中心轴，外壳、防滑块等结构。

中心轴内部采用双组滚动轴承，采用双组滚动轴承可增大轮盘的灵活性，在任意一组轴承损坏的情况下滑轮仍能正常工作，延长了滑轮的使用寿命。滑轮外壳为“T”字形，分为前后两部分，“T”字形的三个角分别安有一个防滑块，防滑块为“凹”字形，凹口一侧与滑轮轮盘凹槽相对。使用时通过螺栓将两侧的外壳及防滑块连接在一起，滑轮轮盘使用耐磨材料制成，边缘光滑，通过滚动轴承以及中心轴将滑轮轮盘的边缘部分嵌入到滑轮“T”字形外壳内，使得滑轮轮盘凹槽内的钢丝绳没有可供滑脱的间隙，从而有效地防止了钢丝绳滑脱，增大了滑轮的安全性。

该滑轮减小了钢丝绳的可移动空间，钢丝绳没有可以滑脱的空间，自然不会发生滑脱，从根本上解决了钢丝绳滑脱的问题。安装多组轴承，提高轮盘转动的灵活性，在任意一组轴承卡死时仍能正常工作。

3 嵌入式防钢丝绳滑脱滑轮组的设计

将所设计嵌入式防钢丝绳滑脱滑轮用于工程生产实际中，设计出嵌入式防钢丝绳滑脱的滑轮组，见图2所示，该滑轮组由2个滑轮一、1个滑轮二、2个滑轮三、钢丝绳及挂钩等组成，滑轮组安装在滑车上。

滑轮一采用“一”字形外壳的防滑装置，滑轮二及滑轮三上安置的防滑装置外壳为“T”字形，在防滑装置外壳靠近中心轴一端设置凹孔用以固定防滑装置。滑车安装在塔吊起重臂上，可沿塔吊起重臂水平移动，滑车下方安有2个滑轮一和1个滑轮二，滑轮二位于滑车中央，2个滑轮一均匀的分布在滑轮二两侧，起重挂钩安有2个滑轮三，2个滑轮三均匀的排布在挂钩上方的壳体上，滑车与起重挂钩通过钢丝绳连接，在钢丝绳两端各连接一个起重动力装置，在起重较大重量物体时使用任意一端的动力装置均可完成起重作业，此时滑轮组省力，可以有效提高承重能力，在起重较小重物时同时使用两端的动力装置，可以减少起重时升降的时间，有效的提高工作效率，该滑轮组既可以防绳索滑脱又可以增大承载能力。

3 结 语

在经过多方面了解当今各个行业领域中滑轮以及滑轮组的广泛应用情况和目前在滑轮和滑轮组的应用当中所面临的问题之后，分析总结了滑轮使用过程中造成钢丝绳滑脱问题的原因，并通过项目小组的多次实验，数据分析，设计了一个承重能力强、结构简单、使用方便、能够扩大嵌入式滑轮的适用范围的嵌入式防钢丝绳滑脱滑轮组。该滑轮组还具有防钢丝绳滑脱、不易卡死和使用寿命长等特点。

参考文献：

[1] 高鹏.滑轮组在液压支架拆除装车施工中的应用[J].江西煤炭科技,2017,(2):180-181.

[2] 杨刚,王帅.组合法吊装天轮技术[J].煤矿机械,2014,35(4):173-174.

[3] 崔永峰.液压支护台车凿岩机牵引钢丝绳单槽全密封滑轮组发明与应用[J].有色设备,2017,(1):39-42.

[4] 李鹏举.超大吨位平臂塔式起重机的小车与吊钩[J].起重运输机械,2016,(6):15-18.