折线绳槽卷筒

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第２ ９卷 第 ６期
李丽 丽 ： 通 车床加 工平 行折 线 型卷 筒绳槽 技 术 普
・ ５・ ４
５ ０ Ｎ固定 卷 扬 式 启 闭机 ， 卷 筒 设 计 要 求 为 平 ０ ０ ｋ 其 行 折线 绳 槽 ， 筒 直 径 为 ２０ ０ｍ 长 度 为 ４３２ 卷 ０ ｍ， ７ ｍｍ， 绳槽 节 距 ｔ ０Ｉｍ。将 该 卷 筒 作 为 加 工 的工 ＝６ ｎ 件， 为便于 说 明工装 设备 ， 先介 绍一 下该 卷简 平行 首 折 线 绳槽 在 圆周上 的轨 迹 ： 行 折 线 绳 槽 在 卷 筒 上 平 从 Ｏ起步 ， ０ 。 在 。～１６ 范 围 内开 出一 直 线 绳 槽 ， ２。 长
初应 用 于矿 山机 械 。近 几 年 来 ， 着 大 中 型 水 电站 须对 车床 进 行 技 术 改 造 。其 实 ， 要 根 据 平 行 折 线 随 只
相 继 开发建 设 ， 大启 闭 力 、 扬 程启 闭机需 求 量 也 相 型卷筒 绳槽 斜线 段 的螺距 ， 高 计算 挂 轮组 并进 行 搭 配 ， 应增 加 ， 由于平 行 折 线 型 卷 筒 能 实 现 多层 卷 绕 并 具 按 加 工 普 通 绳 槽 卷筒 的 加工 方 式 驱 动 刀 架 ， 可 使 就
产效 率较 高 。
械船舶 有 限公 司的 Ｈ 一 ８重 型 卧式 车床 上进行 了研 ３ 制 ， 取得 了 良好 的效果 。 并
１ 平行折线卷简绳槽加 工的设计思路
在 同一卷 筒 上 ， 行 折 线 型 卷 筒 绳 槽 斜 线 段 的 平 的平 行 折 线 型 卷 筒 ， 绳 槽 实 际 上 是 由螺 距 为 零 的 其
０ 引言
直线段与螺距为恒定值 的斜线段交替连续形成 ，

在 钢 丝 绳 爬 升 问 题 ，要 求 每 一 层 都 加 １ 合 适 的爬
台 ，以保 证钢 丝 绳在 爬 升时 很好 地排 列 。考 虑 到加
丁 的复 杂性 和实 际使 用 的要求 ，往往 只要求 做 好 １ 到 ２ 的爬 升平 台 ，只要 把 下 面两层 钢 丝绳 两侧 的 层 间 隙及 爬 台问题 解决 好 ，就 能保 证 以后各 层 钢丝 绳 很 好 的定 位 ，使 钢丝 绳不 乱 。 以前 更 注 重 钢 丝 绳 从 第 ｉ 向第 ２层 爬 台 的 层 加 工 ，在 第 １ 钢丝 绳 引入 处 ，只是 用 一个 等高 的 层 折线 凸台将 钢 丝 绳 与卷 筒 挡板 的 间隙填 充 ，如 图 １
分 析 进 绳 口处 折 线 段 钢 丝 绳 的 运 行 情 况 ，即 同 中
钢 丝 绳第 ｌ 向第 ２ 爬 升 的要求 ，而在 实 际使 用 层 层
过 程 中 ，发 现 卷 筒 的 另 一 端 即第 ｌ 钢 丝 绳 引 入 层 端 ，出 现钢 丝绳 乱 绳 。经 分 析认 为是 钢 丝绳 从 第 ２
问题 进 行分 析 。
第 ３层爬 升 的钢 丝 绳定 义为第 ２５层 ，图 中阴影 线 ．
［ 稿 日期 ］２ １－ ２ ２ 收 ０ １０— ８ ［ 讯 地 址 ］胡 水 根 ，郑 州 市 陇 海 中路 ５ 通 ７号 华 电郑 州 机 械 设 计 研 究 院 有 限 公 司
２ 钢 丝绳 ２ 、３层 间爬 升 时 的 乱 绳 问题
１ 、３ 、２ 、４、５位 置 ，第 ２层 钢 丝绳 从卷 筒 另一 端
卷 回来 后 经 过 ６ 、８ 、１ 置 ，再 转 过 一 圈 、７ 、９ ０位
第２ 层见 图 ３ ，此处间 隙范 围为 ｄ≥ ｂ≥ ｄ 。 ｂ） ／ ２

４ ．出绳孔
７ ．第 ４层垫块
５ ．筒体
６ 第 ２层垫块 ．
９ ．法兰
８ ．第 ６层垫块
根据 生 产 实 践 经 验 ，在设 计 扬 程 ≥５ 启 闭 ０ｍ
机卷筒时，较多采用了莱伯斯折线绳槽这～技术 ，
卷筒 折线 度数 多 采 用 为 ５ 。 ２ 、４ 。 ４ 、５ 。 ５ ，钢 丝绳 爬 坡最 为理 想 ，恩 施 洞 坪 电 站 ６５０ｋ ０ Ｎ启 闭机 选 用
５。 角。 ４偏
在 一般 螺 旋 线 型 绳 槽 中 ，上 层 钢 丝 绳 与下 层 钢 丝
绳 交叉 过 渡 的位 置很 难 固定 。 因 此成 排 列 疏 密 不 一 致 。 而 平 行 折 线 绳 槽 改 善 了这 种 现 象 ，使 钢 丝 绳 的 交 叉 过 渡 位 置 固定 。 设 置 ２段 直 线 绳 槽 的作 用 是 上 一 层 钢 丝 绳 除 了需
纹 ６ ｍ 长距 离 ，此 时折线绳 槽 螺距应 为 ２ｍ
（ ６ 。 １ ８ ）× ２＝２ ６ ７ｒｍ ３０／０ 。 ６ ０． ａ
《 重运输机械》 ２０ （ Ｉ 起 ０８ １）
按确定位置反 向过渡 ，即按照与下一层钢 丝绳的
绕进方 向相 反 进 行 缠 绕 。只 要 阶梯 法 兰 盘 的 形 状
设 置 ２折 线 绳 槽 是 固 定 钢 丝 绳 进 行 多 层 缠 绕 时 ， 上 一层 钢 丝 绳 与 下 一 层 钢 丝 绳 交 叉 过 渡 的 位 置 。 因为上 一层 钢 丝 绳 绕 进 方 向正 好 与 下 一 层 钢 丝 绳
绕 进 方 向 相 反 ，两 者 之 间 必 然 要 有 交 叉 过 渡 段 。
～
３０） ６ 。 ，２段折线 （ 对 圆心 角 ２ｘ ５ ，分别 处 所 ４ 。

交， 因此 绳 槽 必 然 出现 拐 折 现 象 ， 而 得 名 “ 线 绳 故 折
２ １ 拼接 式绳 槽 的加工 ．
这种绳槽的制造方法是把直槽体和斜槽体分别
加工 成 圆筒状 ， 然后 按 要 求 把 圆 筒体 切 割 成 瓦片 状 。 将切 开后 的 ２件 直槽 体 与 ２件 斜槽 体 问 隔组 焊 在 光 滚筒 体外 圆上 。在爬 坡段设 有爬 坡 块 ， 坡 块一 般采 爬 用精 密铸 造而成 ， 爬坡 块 与绳槽 体 同时 配焊 在滚 筒体
上述要求 ， 本机床的设计主要突出高精度及重切削。
３ １ 主传动 ．
由德 国 西 门 子 公 司 的 主 轴 电 机 １Ｈ （ １ Ｐ ７ ５／ ８ ｋ 驱 动 ， 过 液 压 油 缸 改 变 齿 轮 级 实 现 可 １～ １Ｗ） 通 ２０／ ｉ 档 无 极 调 速 ， 轴 前 后 轴 承 采 用 １ ０ ｒｍ 。
２ ３ 塞焊 式绳 槽的 加工 ．
由于 加 工 Ｉｂｓ卷筒 要 求 主轴 转 速 和 伺 服 响 应 ＿ｕ ｅ 匹配 ， 响应 慢则 容 易 出现 绳槽 紊 乱 ， 夹 工 件 时 需 若 装
查 看主 轴 和 工 件 的 角 度 ， 数 控 系 统 选 择 为 ＳＥ 故 Ｉ—
靠手工对接， 其制造误差较大 ， 制造精度低 ， 绳槽各参
数 的正 确性 很难 得到保 证 。 ２２ 整体式 绳槽 的加 工 ． 这 种 结构是 将绳槽 设计 在 滚筒 体上 ， 不需 要 分开
来加工 ， 而是采用左右侧爬坡段、 直槽体段 、 斜槽体段 整体加 工 。这种 加工方 法 由于绳 槽槽 宽 大 ， 使用 专 且
用 的成 型 刀车削 形成 槽 体 ， 具 伸 出很 长 ， 头 部 位 刀 刀

渡时 , 在一个绳槽直线段 , 钢丝绳与卷筒挡环间会 形成一个宽度为半个绳径的空档, 如图 2 所示。使 更上一层钢丝绳绕到此处时有部分陷入此空档内 , 使钢丝绳挤压力增大 , 且此处钢丝绳卷绕形成的圆 圈表面凹陷, 影响后续层钢丝绳的排列。
图 3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ单 折线绳槽
单折线绳槽克服了双折线绳槽的这种缺陷, 单 折线绳槽在卷筒每一圈范围内只有一段直线和一段 斜线 , 如图 3 所示。上下层钢丝绳在斜线段交叉过 渡, 且上层钢丝绳一次跨过下层钢丝绳两个绳顶而 进入下一个直线段。 单折线绳槽可以看成是双折线绳槽的 变化形
图 2 双折线绳槽 图 1 螺旋 绳槽
建筑机械 2001 ( 1)
专题综述
双折线绳槽是 80 年代引入的一种新型卷筒绳 槽, 如图 2 所示。最初主要用于一些大型的卷扬装置 中, 由于其独特的卷绕方式 , 近年来应用越来越多。 双折线绳槽的结构形式是 : 在卷筒的每一周有 两段对应圆周角为 135 的直线绳槽和两段对应圆周 角各为 45 的斜线绳槽, 直线绳槽和斜线绳槽相间 布置 , 每段斜线绳槽沿卷筒轴向绕进半个节距, 每 一周可通过两段斜线绳槽沿卷 筒轴向绕进一 个节 距。 双折线绳槽大部分为直线段, 钢丝绳在进行多 层卷绕时, 上下层钢丝绳交叉过渡在斜线段进行 , 而直线段上层钢丝绳完全落入下层钢丝绳两相邻绳 圈形成的绳槽内 , 使钢丝绳接触情况改善, 提高了 钢丝绳使用寿命。 双折线绳槽的加工要有专用装置, 无法连续切 削加工。 1 3 单折线绳槽 由于双折线绳槽在下层钢丝绳向上层钢丝绳过 式 , 当双折线绳槽中一直线段加长, 而另一直线段 缩短, 即将形成空档的直线段缩短成 0 时, 两斜线 段合并成一段斜线段, 即为单折线绳槽。 单折线绳槽比双折线绳槽具有更多优越性 : ( 1) 钢丝绳卷绕弯折次数少, 钢丝绳与卷筒挡 环间不会有空挡, 有利于钢丝绳卷绕稳定排列。 ( 2) 加工更简单, 绳槽每一周只有一段斜线, 且阶梯挡环结构也更简单。

科技 创新 与应 用 Ｉ ２ ０ １ ３ 年 第２ ２ 期
工 业 技 术
浅谈卷筒设计及故障分析
袁 朝 国
（ 徐 州科 源液压股份有 限公 司， 江苏 徐 州 ２ ２ １ １ １ ６ ）
摘 要： 通 过 对 目前 卷 筒的 故 障分 析 ， 设计 出一种 新 型 的单 台阶双 折 线铸 造 绳槽 卷 筒 ， 解 决 了卷 筒乱 绳 问题 。 关键词： 卷筒； 双折线； 单台阶 ； 铸造绳槽； 乱绳 随着 我们 国家 经济 建设 的不 断深 入 发展 。 工程 机 械领 域 也 迎来 了前 所 未 有 的发 展 机 遇 ， 正处 于 高 速 发 展 阶段 ， 卷扬 减 速 机广 泛 的 应 为 卷扬 减 速 机 的重 要 零 件越 来 越 受 到工 程 界 的广泛 关 注 ， 尤 其是 发 生 在 卷筒 上 的乱绳 、 咬绳 、 勒 绳 等 问题 一 直 是 困扰工 程 机 械领 域 中的 难题 ，也 是用 户 投诉 最 多 、 最集中的地方。卷筒乱绳轻则影 响钢丝绳的使用寿命 ， 给主机厂家 带来一定的经济损失 ， 严重的将直接影 响主机安全甚至造成人身安 全事故 ，应引起我们广大工程技术人员和主机厂家的高度重视 ， 如 果这个问题解决的好 ， 将会直接提高主机厂家的产 品质量并提高企 业形象 ， 是 产 品在 同行 业 中更具 有 竞 争力 。我 们应 该 充 分认 识 到 这 点， 卷 筒 的质 量 的好 坏 不 仅是 关 系 到一 个 卷 扬减 速 机 机 质量 的好 坏， 它将决定整个车辆 的好坏 ， 即使你 的车辆外观再美观 ， 性能再优 越， 系 统配 置再 先 进 ， 如 果没 有 一 个高 质 量 、 优 良结 构 的卷 筒作 为保 证 的话 ， 一切将 变为零 ， 一 旦卷筒经常出现缠绕故障 ， 无 法 正 常 工 作， 客 户照 样 对你 的产 品不 认 可 ， 严重 时将 要 求退 货 ， 这 样 将会 给企 业 带 来 重 大 的经 济 损 失 ， 影 响 企 业 的形 象 ， 同 时 给企 业 带 来 严 重 的

变幅 绞车 和起 升绞 车卷筒 都属 于大 直径 钢丝绳 的多层 缠 绕 ， 实践 中 ， 出现 钢丝 绳互 相交 迭缠 绕 在 常 现象 ， 俗称 “ 乱绳 ” 。乱绳 会 使钢 丝 绳 的挤 压 强 度增 大 ， 至会 造成 部分 钢丝 绳被 压扁 ， 而大大 缩短 其 甚 从
卷筒 两端 的法 兰 盘处增 加 了专 门 的嵌 入件 和 引 升 凸 台组 成 的过 渡 区段 ， 钢 丝 绳 在 完 成 了每 一层 使 缠 绕后都 能 够顺利 进入 下 一 层 ， 而 保 证 了钢 丝绳 从
４台 １１０ ｋ ０ Ｎ变 幅绞车 和 ４台 ２× ５ Ｎ主 吊起 升 ４ ０ｋ
而确 保钢 丝绳 整 齐 向前排 列 。在 多层 缠 绕 时 ， 线 折 绳槽 处上 层钢 丝绳 同下 层 钢 丝 绳 仍 然交 叉 ， 线绳 直 槽处 上层 钢丝 绳落 在下 层钢 丝绳 两绳 之 间行程 的凹 槽 内 ， 层缠 绕后 形成 一个 金字 塔性 的稳 定结 构 ， 多 使 钢 丝绳 的缠绕 非 常平 滑和均 匀 。一般 直线 绳槽 占到 周长 的 ８％ ， ０ 而折 线绳 槽 只 占 ２ ％ 。大量直 线绳 槽 ０ 的存 在 ， 大大缩 短 了上 下两层 钢丝 绳 交错 的距 离 ， 使 每层 钢丝 绳都 能够 整 齐 排 列 ， 使 传 统 卷筒 上 下层 也 钢丝 绳 间 的点 接触 变为 线 接 触 ， 而 保 证 每 一层 钢 从 丝绳 的载 荷都 能够 均 匀 分 布 ， 效 避 免 下层 钢 丝绳 有 被压 扁或 者嵌 入上 层 钢 丝 绳 之 间 ， 证 了缠 绕 过程 保
关键词 ： 起重船 ； 双折线绳槽 ； 多层卷绕
中 图 分 类 号 ： ６４ ３ Ｕ ７ ．５ 文 献 标 识 码 ： Ｂ

（ １ ８ ０ 。 ＜ ４ １ ８ ０ 。 ＋ Ａ ）
槽 Ｒ 圆心水平 方 向偏移 轨迹 为
定 ，故 螺旋 式 卷 筒 卷 绕 层 数 一 般 不 超 过 ２层 。常
用 双层 缠 绕 ，上 下 层 钢 丝 绳 为 １根 ，上 层 钢 丝 绳
图 １ 双 折 线 缠 绕 示 意 图
２ 导 向环 的设 计
２ ． １ 卷 筒参数
比下层 钢 丝 绳 滞 后 ３圈 ，以便 使 下 层 钢 丝 绳 卷 绕
起重 机 卷 筒 的双 折 线 多 层 缠 绕
孙 彩虹 马 利 任 远。
ｌ太原 重工股份 有 限公 司技 术 中心 太原
０ ３ ０ ０ ２ ４ ２北 京起 重运输 机械 设计研 究 院
北京
１ ０ ０ ０ ０ ７
３中 国人 民解放 军 ９ ５ ８ ８ ０部 队 北 京 １ ０ ０ ０ ３ ６ 文章 编号 ：１ ０ ０ １ —０ ７ ８ ５（ ２ ０ １ ７ ）０ ２— ０ ０ ８ ０—０ ３
到 卷筒 上 后 形 成 一 个 固定 的绳 槽 ，使 上 层 钢 丝 绳
一
如 图 ２所示 ，卷 筒 的设 计参 数 有 ：直 径 Ｄ、底
槽 、节距 ｔ 、钢丝绳直径 ｄ 、槽高 ｈ 。第一 段折线
《 起重运输机械》 ２ ０ １ ７（ ２ ）
８ ０ 一
区０ 。 ～ Ａ，第二段 折线 区 １ ８ ０ 。 ～１ ８ ０ 。 ＋ ，其余 均 为
螺杆 排 绳装 置 ，实 际使 用并 不理 想 。
１ ． ２ 螺 旋式 卷筒 多层 卷绕
螺 旋式 卷 筒 是 在 卷 筒 表 面 切 出 螺 旋 槽 ，增 加
卷筒 与钢 丝 绳 的 接 触 面 积 ，避 免 相 邻 钢 丝 绳 之 间

摘要 ： 随着 高扬程卷 扬 机的 使 用越 来越 广 泛 ， 用折 线 绳 槽卷 筒 的方 式 来 解决 钢 丝 绳的 多 绕问 题 也越 来 越普 使 层 缠 遍 为 了能更好 设计 折 线 绳槽 卷筒。 挥 其优 势 ， 文 对折 线 绳槽 卷 筒的 设 计提 了几点 注 意事 项 发 本 ０ ． ． ． － ．一
图 ２ 双 折 线 绳 槽
三 、 意 事 项 注 由于 折 线 绳 槽 使 各 层 之 间 的负 荷 均 匀 分 布 ， 践 证 明 大 大 延 实
长 了 钢 丝 绳 的 寿命 。 实 上 ， 验 表 明 可延 长 钢丝 绳 寿 命 ５ ０ 以 事 试 ０％ 上 。减 少 钢 丝 绳 的损 坏 就 是 提 高 安 全 性 ， 且 减 少 了机 械 的停 工 并
关 键 词 拆 线 绳穗 卷 笺 合 理 延
一
、
引 言
随着 我 国 现 代 化 建设 的 不 断 深 入 ， 用 高 扬 程 卷 扬 机 的场 合 使 越 来 越 广 泛 ， 其 在 高 坝 水 电 站 和 大 型 塔 机 上 ， 扬 机 的 绕 绳 量 尤 卷 很 大 。 为 了 保 证 钢 丝 绳 在 卷 简 上 均 匀 缠 绕 ， 使 钢 丝 绳 与卷 筒 的 又 偏 角 符 合要 求 ， 于是 使 用 折线 绳槽 卷 筒 的 方 式 来 解 决 钢 丝 绳 的 多 层 缠绕 问题 越 来 越 普 遍 。 二 、 线 绳 槽 卷 简 折 折 线绳 槽 起 源 于 美 国 ，是 由美 国 Ｌ ｂ ｓ国际 有 限公 司ｆ ｅ ｕ ｅｕ Ｌｂｓ Ｉｔ ｎ ｔ ｎ ｌ ｎ ． 的创 始 人 Ｆ ａ ｋＬＬ ｂ ｓ 生 发 明 的 ， 国 外 一 ｎｅ ａ ｏ ａ Ｉ ｃ 、 ｒ ｉ ｒｎ ．．ｅ ｕ 先 故 般 称 这 种 绳 槽 为 “ ｅ ｕ ｒｏ ｅ ”， Ｌ ｂ ｓ 槽 ， 内普 遍 称 之 Ｌ ｂ ｓＧ ｏ ｖ ｓ 即 ｅ ｕ 绳 国 为 折 线 绳槽 。Ｌ ｂ ｓ 司 声 称 采 用 折 线 绳 槽 的钢 丝 绳 直 径 可 以从 ｅｕ 公 ｌ ｍｍ 到 １ ０ ０ ｍｍ． 数 可 以 到 ５ 层 Ｏ层 ， 简 直 径 最 大 可 以 到 ５ 而 卷 ｍ， 钢 丝 绳 的线 速 度 则 无 限制 。 根 据 现 有 资 料 ， 丝 绳 直 径 最 大 为 ９ ｍ 用 在 日本 ［ 钢 ４ ｍ 响声 丸 ］ 号 船 的 ５ ０ 起 重 机 上 ． 筒 的 名 义 直径 为 ２ ９ ｍｍ， 筒 法 兰 间 ０ｔ 卷 ０４ 卷 距 为 １ ５ ｍ 共 缠 绕 ７层 。 钢 丝 绳 层 数 最 多 为 ４ ９ ３ ｍ， ９层 ， 在 日本 用 『 百凤 丸 １ 海洋 研 究 船 的 ３号 起 重 机 上 ， 丝 绳 直 径 ６ ｍ， 简 直 号 钢 ａ ｒ 卷 径 ４０ ５ ｍｍ， 兰 间距 ６ ８ ｍ。卷 简 的 容绳 量 最 大 为 １０ ０ 用 在 法 ９ｍ ０ ０ ｍ，