卷筒绳槽旋向、钢丝绳捻向的选配

王鹏阁，石小飞，赵小伟，丁振兴，张经勇

(1.华电郑州机械设计研究院有限公司，郑州 450046； 2.南宁市勘察测绘地理信息院，南宁 530022)

0 引言

卷筒、钢丝绳是各类起重机中常用配件，面对如此司空见惯的配件，工作中经常遇到很多设计人员不知如何正确判断钢丝绳捻向和卷筒旋向，更不知如何正确选配钢丝绳和卷筒，一知半解地抄图，可能给起重机的安全使用留下隐患，也可能缩短钢丝绳的正常使用寿命。基于此，本文简单讨论如何正确选配卷筒绳槽旋向和钢丝绳捻向的问题，以期为起重机的安全使用护航，并降低使用成本。

1 钢丝绳捻转方向判断方法

在判断钢丝绳捻向之前，先阐述一个概念：钢丝绳绳股通常是由一定形状和尺寸的钢丝绕一中心沿相同方向捻制、一层或多层的螺旋状结构[1]。

钢丝绳按捻向可分为单捻向和双捻向钢丝绳。单捻向钢丝绳一般均为单股钢丝绳。单股钢丝绳即单股成绳，单捻向钢丝绳截面如图1所示。图中数字1代表钢丝绳只有1股，数字7代表股中钢丝的数量，单捻向钢丝绳主要用于钢绞线，在起重机械中应用较少，本文不做过多讨论。

图1 单捻向钢丝绳

顾名思义：单捻向钢丝绳只有一个捻向，按钢丝的捻绕方向分为左捻和右捻[1]，可用图2所示字母“s”“z”准确、快速地判断出钢丝绳的捻转方向，字母“s”代表“左捻”、字母“z”代表“右捻”。

图2 钢丝绳捻转方向

双捻向钢丝绳一般均为多股钢丝绳。多股钢丝绳先由钢丝捻制成股，再由股捻制成绳，钢丝绳截面如图3所示。图中下部文字“6×19S+IWR”“35W×7”“6×36WS+FC”表示钢丝绳的结构形式，前面数字6，35，6代表钢丝绳的股数，后面数字19，7，36代表单股中钢丝的数量，字母S，IWR，W等补充了钢丝绳的结构信息，本文主要讨论钢丝绳捻向，对此不做过多说明。

图3 双捻向钢丝绳

上述双捻向钢丝绳的捻制类型和捻制方向可用下列字母代号标记[1]：左同向捻(sS)，左交互捻(zS)，右同向捻(zZ)，右交互捻(sZ)。

补充说明：股的捻向用小写字母“z”或“s”表示，钢丝绳的捻向用大写字母“Z”或“S”表示。

上述第1个字母表示钢丝在股中的捻制方向，第2个字母表示股在钢丝绳中的捻制方向。股在钢丝绳中的捻向决定了钢丝绳的整体捻向，当二者捻向相同时，称为同向捻，反之称为交互捻。

2 卷筒绳槽旋向判断方法

钢丝绳在卷筒上的绳槽一般有螺旋绳槽和折线绳槽2种，且2种绳槽均分左、右方向。螺旋绳槽通常用于单层缠绕，折线绳槽通常用于多层缠绕[2]。图4所示是双联、单层、螺旋绳槽卷筒，与判断钢丝绳捻转方向类似，左侧绳槽为“横S”型，为左旋向绳槽，右侧绳槽为“横Z”型，为右旋向绳槽。

图4 卷筒螺旋绳槽旋向

3 卷筒绳槽旋向、钢丝绳捻向的选配

钢丝绳在卷筒上的缠绕方向，必须是使钢丝绳紧捻而不是松捻的方向缠绕[3]，这就要求钢丝绳的捻转方向应与绳槽旋向相反，如图5所示。

图5 卷筒绳槽旋向、钢丝绳捻向的选配

在图5中，卷筒左侧为“横S”形状，左旋绳槽，钢丝绳固定在左侧端部，钢丝绳在卷筒上缠绕时的移动方向如图中箭头所示，由左向右；与此同时，为“Z”形状的右捻向钢丝绳在卷筒上缠绕时的紧捻方向，也是由左向右，如图中箭头所示。由此说明，卷筒左旋绳槽和右捻向钢丝绳选配正确。 卷筒右侧，反之亦然。

上述钢丝绳捻向通常是指同向捻，右同向捻钢丝绳在左旋卷筒上缠绕时不但使得股在绳中紧捻，同时使钢丝在股中同样紧捻，仅从捻向角度考虑，每一次缠绕都是对钢丝绳的一次正向强化[4]，这对钢丝绳的使用寿命有利。

右交互捻钢丝绳在左旋卷筒上缠绕时，股在绳中紧捻，这压缩了绳的直径，而钢丝在股中却是松捻，这膨松了股的直径；而左交互捻钢丝绳在左旋卷筒上缠绕时股在绳中松捻，这膨松了绳的直径，而钢丝在股中却是紧捻，这压缩了股的直径。这两种形式的撕扯都势必会破坏钢丝绳的致密结构，造成钢丝绳松绳，降低钢丝绳的使用寿命[5]。

左同向捻钢丝绳在左旋卷筒上缠绕时不但使股在绳中松捻，同时使钢丝在股中同样松捻，仅从捻向角度考虑，每一次缠绕都是对钢丝绳的一次削弱，这对钢丝绳的使用寿命极为不利。

通常的说法是：交互捻钢丝绳既适用于左旋卷筒，也适用于右旋卷筒。但从钢丝绳捻向角度分析，考虑钢丝绳的使用寿命，左旋绳槽更适合采用右同向捻钢丝绳，其次是右交互捻或左交互捻钢丝绳，最不适合采用左同向捻钢丝绳。

参考文献[3]中的统计资料也表明，在相同工况条件下，交互捻钢丝绳使用寿命平均只有同向捻(左捻或右捻)钢丝绳的一半[6-9]。

4 左、右手定则

左、右手定则是一种快速、准确判断卷筒绳槽旋向和钢丝绳捻向选配，以及钢丝绳在卷筒上固定位置和出绳位置的简便方法。

结合左、右手定则(大拇指侧为钢丝绳在卷筒上固定侧，手背朝上表示上出绳，手背朝下表示下出绳)，卷筒右旋向绳槽，选用左捻向钢丝绳，适用左手定则，如图6a所示；卷筒左旋向绳槽，选用右捻向钢丝绳，适用右手定则，如图6b所示。

5 选配原则总结

卷筒绳槽旋向、钢丝绳捻向的选配原则汇总见表1。

表1 卷筒绳槽旋向、钢丝绳捻向选配原则

图6 卷筒绳槽旋向、钢丝绳捻向的选配

6 结束语

本文只是抛砖引玉，并未全面考虑单/双折线卷筒绳槽、深槽等卷筒形式，也没有考虑多层缠绕问题，但不失一般性，上述理论可用于各种形式卷筒绳槽旋向、钢丝绳捻向的选配分析。