对起重机卷筒与钢丝绳缠绕形式的认识

钢丝绳选型及与起重机卷筒旋向间的匹配关系吴雪涛;王克鹏;王辉【摘要】根据实际工程案例,对起重机机械抓斗用钢丝绳在不同载荷分配系数下的选型结果计算比较,总结出其实际工作状态,以此作为此种起重机钢丝绳的选型参考.结合实际工程案例的抓斗起重机布置方案,通过详细的受力模型,分析钢丝绳和起重机卷筒旋向之间的匹配关系,得出起重机卷筒左向槽用右旋钢丝绳,右向槽用左旋钢丝绳.【期刊名称】《起重运输机械》【年(卷),期】2018(000)0z1【总页数】3页(P140-142)【关键词】起重机;钢丝绳;选型;受力模型;卷筒;匹配;旋向【作者】吴雪涛;王克鹏;王辉【作者单位】北京起重运输机械设计研究院有限公司起重工程事业部北京100007;北京起重运输机械设计研究院有限公司起重工程事业部北京 100007;北京起重运输机械设计研究院有限公司起重工程事业部北京 100007【正文语种】中文【中图分类】TH218钢丝绳作为起重设备的易损件，在实际使用过程中需要定期维护和更换。

在用户更换钢丝绳过程中，往往忽视钢丝绳的旋向和起重机卷筒旋向的匹配关系，钢丝绳易损坏，更换频繁，尤其对液压抓斗起重机旋向不匹配，会加剧吊具的摆动，增加工作的不稳定性。

在机械抓斗起重机实际工程案例中，钢丝绳成为易损坏的零件，平均3个月更换一次，支持绳和闭合绳不能有效地协调承担载荷是主要原因。

1 钢丝绳选型钢丝绳作为起重机起吊重物的关键零件，其选型直接关系到起重机操作的安全性。

国家标准GB/T 3811—2008《起重机设计规范》对钢丝绳的选用原则和选用计算做了详细的规定。

在实际工程应用中，多绳抓斗的钢丝绳由于其各分支的载荷分配问题，导致钢丝绳更换频繁，尤其是机械抓斗闭合绳和支持绳很难同步协调共同承担载荷。

如果最大静拉力取总载荷的66%计算选型钢丝绳，在实际工程中钢丝绳的更换频率很高，所以，机械抓斗建议钢丝绳最大静拉力取总载荷的100%计算选型钢丝绳。

起重机械钢丝绳与卷筒的匹配性作者：王奋勇朱晓玲来源：《商品与质量·消费视点》2013年第06期钢丝绳是任何起重机械最重要的元件之一，必须正确无误地卷绕在卷筒上，才能顺利地进行作业，因此选择钢丝绳与卷筒的理想匹配性，决定着钢丝绳和卷筒的使用寿命，以及设备的安全运行。

一、钢丝绳和卷筒的选材由于起重机械在正常工作时，钢丝绳与卷筒表面的螺旋槽组成一对摩擦体，而不同材料之间的摩擦系数是不同的，选择合适的材料会直接决定二者之间的磨损速度和使用寿命，进而影响整个起重机械起升的性能。

为了保证钢丝绳较高的强度与韧性，钢丝绳通常选择优质碳素钢来进行制造，不可使用脆性高的钢丝绳与卷筒搭配，否则极易出现钢丝绳断丝现象，直接对起重机械的正常使用造成安全隐患。

卷筒的材料硬度对钢丝绳的使用寿命影响很大，铸铁比铸钢好一些，所以卷筒一般采用铸铁制造。

二、钢丝绳和卷筒的选型为了提高钢丝绳的寿命和抗疲劳性能，降低钢丝间的接触应力和磨损，应优先选用线接触型钢丝绳。

同时，还应着重考虑降低钢丝绳缠绕卷筒过程中所产生的弯曲挤压交变应力。

根据起重机械起升机构的工作级别合理选择卷筒卷绕直径与钢丝绳直径之比值。

在条件允许的情况下，尽可能选用直径较大的卷筒。

另外，卷筒螺旋槽的绳槽半径与钢丝绳直径应相匹配，相差过大会造成钢丝绳和卷筒绳槽接触面积过小，降低工作效率，导致生产制造成本过高；相差过小将有可能卡紧钢丝绳，加快磨损速度，影响起重机械作业安全。

三、钢丝绳和卷简的组合钢丝绳必须在有预紧的状态下进行卷绕，其目的是消除钢丝绳自身的刚度，有效提高钢丝绳在承受重物载荷时的整体稳定性。

在卷绕的同时，为了防乱绳，利用卷筒表面螺旋槽起导向作用，保证钢丝绳排列整齐，有效避免相邻钢丝绳相互摩擦挤压。

针对有可能出现钢丝绳脱槽的情况，卷筒两端应有凸缘。

特别强调，当钢丝绳绕过卷筒时，务必保证钢丝绳中心线与螺旋槽中心线的偏斜角在设计规范之内。

钢丝绳在卷筒中的固定，通常根据起重机械的额定起重量选用压板或楔块固定。

起重机卷筒安全技术卷筒是用来卷绕钢丝绳的部件，它承载起升载荷，收放钢丝绳，实现取物装置的升降。

1．概述（1）卷筒的种类。

按筒体形状，可分为长轴卷筒和短轴卷筒。

按制造方式，可分为铸造卷筒和焊接卷筒。

按卷筒的筒体表面是否有绳槽，可分为光面和螺旋槽面卷筒。

按钢丝绳在卷筒上卷绕的层数，可分为单层缠绕卷筒和多层缠绕卷筒（见图6-15）。

一般起重机大多采用单层缠绕卷筒，多层缠绕卷筒用于起升高度特大，或要求机构紧凑的起重机（例如汽车起重机）。

图6-15 卷筒(a) 光面的 (b) 螺旋槽面的（2）卷筒的结构。

卷筒是由筒体、连接盘、轴以及轴承支架等构成的。

单层缠绕卷筒的筒体表面切有弧形断面的螺旋槽，以增大钢丝绳与筒体的接触面积，并使钢丝绳在卷筒上的缠绕位置固定，以避免相邻钢丝绳互相摩擦而影响寿命。

多层缠绕卷筒的筒体表面通常采用不带螺旋槽的光面，筒体两端部有凸缘，以防止钢丝绳滑出。

其缺点是钢丝绳排列紧密，各层互相叠压、摩擦，对钢丝绳的寿命影响很大。

卷筒的结构尺寸中，影响钢丝绳寿命的关键尺寸是卷筒的计算直径，按钢丝绳中心计算的卷筒允许的最小卷绕直径必须满足：D Omin≥h1d式中:D0min--按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒允许的最小卷绕直径，mm；d--钢丝绳直径，mm；h1--卷筒直径与钢丝绳直径的比值。

2．钢丝绳在卷筒上的固定通常采用压板螺钉或楔块（见图6-16），利用摩擦原理来固定钢丝绳尾部，要求固定方法安全可靠，便于检查和装拆，在固定处对钢丝绳不造成过度弯曲、损伤。

图6-16 钢丝绳在卷筒上的固定(a) 光面的 (b) 螺旋槽面的（1）楔块固定法（见图6-16a）。

此法常用于直径较小的钢丝绳，不需要用螺栓，适于多层缠绕卷筒。

（2）长板条固定法（见图6-16b）。

通过螺钉的压紧力，将带槽的长板条沿钢丝绳的轴向将绳端固定在卷筒上。

（3）压板固定法（见图6-16c）。

利用压板和螺钉固定钢丝绳，方法简单，工作可靠，便于观察和检查，是最常见的固定形式。

为什么起重机卷筒上至少要留两圈钢丝绳？
为了加强对井下SDZ20铲车的运行管理，杜绝运输事故的发生，确保服务于安全生产，特制定如下安全技术措施。

一、严格执行车辆保养检修规定，具体参照车辆使用说明书。

二、车况不完好严禁开车。

三、严禁车辆超速、超载行驶，井下主要巷道车速不超过5km/h，其它巷道不超过10km/h,转弯速度不得超过5km/h,行驶到巷道交叉点、转弯以及前面视线有障碍时，都必须鸣号减速。

严禁超速行驶。

四、驾驶员严禁带烟火入井，入井前要带好安全帽、穿工作服、胶靴，系矿灯、自救器。

五、运送材料、设备长度和宽度不得超过铲斗，对于超尺寸件运送，必须制定专门的安全技术措施。

六、严禁酒后驾驶车辆。

七、驾驶员严禁将车辆交他人员驾驶。

八、车辆作业区域严禁非作业人员进入，车辆运行过程严格执行“行人不行车、行车不行人制度”。

九、车辆入井必须按指定路线行驶。

十、行车中，不要把脚放在制动踏板上。

十一、停机后必须关闭总电源开关和储气罐阀门，防止漏电、漏气造成车辆难以启动。

十二、在陡坡、转弯、交叉路口、急弯处、陡坡以及距离上述地点30米以内的路段，不得停车。

十三、禁止在陡坡、弯道处掉头。

对起重机卷筒与钢丝绳缠绕形式的认识【摘要】钢丝绳在卷筒上的缠绕无非单层和多层的区别，单层容易控制，而多层就比较难，尤其是多层后的乱绳问题。

这里介绍一些集中绕线形式。

【关键词】钢丝绳螺旋式折线式卷筒钢丝绳或许是任何提升设备最重要的元件，必须正确无误地卷绕到绞车卷筒上，才能顺利地进行作业。

带有绳槽的卷筒有助于将钢丝绳整齐地卷绕，避免钢丝绳乱绳。

钢丝绳的卷绕，要尽量平滑，这样才能发挥钢丝绳的性能，延长使用寿命。

钢丝绳卷绕在卷筒上的理想形式是一定要开始于卷筒的一端，每当卷筒旋转一圈时，新卷绕的钢丝绳恰好落在下面一层钢丝绳的绳股之间。

当钢丝绳卷绕到卷筒的另一端（或法兰）时，钢丝绳开始卷绕第二层，然后再整齐地卷绕到它最先开始的法兰处。

当卷筒上有几层钢丝绳时，上层钢丝绳有可能挤压下层钢丝绳。

若上层绳股与下层绳股成一定角度，问题尤其严重。

卷筒上若有为钢丝绳导向的绳槽，将有助于卷绕顺利进行。

绞车卷筒基本有两种绳槽形式，一是螺旋式的，一是折线式的。

1 螺旋式绳槽螺旋式绳槽就像一条螺旋线，或者像螺栓的螺纹线。

螺旋式绳槽有助于引导钢丝绳整齐地卷绕在卷筒上，避免钢丝绳的损坏。

然而，这种几何形状绳槽的问题是，当钢丝绳到达卷筒的一端时，虽然第一层能够整齐地卷绕在整个卷筒上，但不能引导第二层钢丝绳沿着卷筒整齐地绕回，相反，第二钢丝绳自然地按一定的角度压在下面一层钢丝绳上。

解决这一问题的办法是在端部法兰上增加一个凸台。

即使这样，螺旋式绳槽也不适用于两层以上钢丝绳的卷绕方式。

Frank LeBus是一位向油田提供设备的美国人，1937年他利用一根绳槽导杆解决了提升卷筒卷绕钢丝绳的问题，并获得了专利。

后来他对这个专利进行了改进，称为LeBus双折线卷绕系统。

该系统的几何形状与众不同，除了两处是折线外，绳槽与卷筒的法兰（边缘）平行。

2 折线式绳槽折线绳槽意味着第二层钢丝绳没有与第一层钢丝绳交叉，它大部分卧在下面一层钢丝绳所形成的绳槽中。

起重作业安全讲座（20）--滑轮和卷筒安全（下）滑轮和卷筒安全〔下〕卷筒是用来卷绕钢丝绳的部件，在起升机构中，通过卷筒收放钢丝绳，带动滑轮组和取物装置实现吊载升降。

卷筒的效率同样也是由轴承损耗和钢丝绳僵性损耗引起的。

由于卷筒只有单方面的绕进或绕出，损耗要比滑轮组的小些。

〔1〕卷筒的种类按筒体形状，可分为长轴卷筒和短轴卷筒；按制造方式，可分为铸造卷筒和焊接卷筒；按卷筒筒体表面是否有绳槽、可分为光面卷筒和螺旋槽面卷筒；按钢丝绳在卷筒上卷绕层数，可分为单层缠绕卷筒和多层缠绕卷筒，多层缠绕卷筒用于起升高度特大，或要求机构紧凑的起重机〔例如汽车起重机〕。

〔2〕卷筒的结构卷筒是由筒体、连接盘、卷筒轴以及轴承支架等构成的。

单层缠绕卷筒的筒体表面切有弧形螺旋槽，以增大钢丝绳与筒体的接触面积，避免相邻绳之间摩擦，并使钢丝绳在卷筒上的缠绕位置固定，其缺点是筒体体积较大。

多层缠绕卷筒的筒体表面直接采纳光面，筒体两端有凸缘，以防止钢丝绳滑出。

其缺点是钢丝绳排列紧密产生摩擦，各层互相叠压，对钢丝绳的寿命影响很大。

卷筒的结构尺寸中，影响钢丝绳寿命的关键尺寸是按钢丝绳中心算起的卷筒的计算直径，卷筒的同意最小卷绕直径必须满足所在机构工作级别所要求的规定值。

〔3〕钢丝绳在卷筒上的固定通常采纳压板螺钉或楔块，利用摩擦原理来固定钢丝绳尾部。

楔块固定法常用于直径较小钢丝绳，由于不必须要用螺栓，适于多层缠绕卷筒。

压板固定法利用压板和压紧螺钉固定钢丝绳，方法简单，工作可靠，便于观察和检查，适于单层卷绕的卷筒。

按照柔韧体摩擦的欧拉公式，钢丝绳尾的圈数保留得越多，绳尾的压板或楔块的受力就越小，也就越安全。

为了减少压板或楔块的受力以确保钢丝绳尾在卷筒上可靠固定，安全制定要求在取物装置降到下限位置时，除钢丝绳的固定圈外，还应保留1.5圈～3圈的安全圈，也称为减载圈。

如果取物装置在吊载状况的下极限位置过低，卷筒上剩余的钢丝绳圈数不少于制定的安全圈数，就会由于钢丝绳尾受力超过压板或楔块的压紧力，钢丝绳拉脱导致重物坠落。

钢丝绳捻向与卷筒旋向People need independence to be free. October 2, 2022钢丝绳捻向与卷筒旋向1．钢丝绳的分类按钢丝在绳中的捻次分单捻、双捻、三捻;按股中钢丝接触情况分点接触、线接触、面接触式三种;按捻向分为左捻、右捻、同向捻、交互捻四种;按绳股断面形状分为普通圆钢丝绳、异型股钢丝绳;这是基本的分类,还有特种钢丝绳,如扁钢丝绳;2．钢丝绳的选择钢丝绳在工作时受到多种应力作用,如：静、动、弯曲、接触应力、挤压应力和捻制应力等,这些应力反复作用,将导致钢丝绳疲劳损坏,加上磨损、锈蚀,从而缩短钢丝绳的使用寿命;考虑一定的安全系数是选择钢丝绳首要和基本的问题,而安全系数只是按钢丝绳的最大静荷载计算的参考值之一;选绳时,还应考虑钢丝绳与卷筒之间的关系,即选择正确的捻向;滚筒的旋向分为左旋和右旋两种沿固定绳头方向看,钢丝绳捻向有左捻、右捻、同向捻、交互捻四种;对于煤矿来说,常用交互捻钢丝绳,这种钢丝绳不用考虑钢丝绳捻向与滚筒旋向的对应关系,但经过比较后,同向捻钢丝绳比交互捻钢丝绳,在相同条件下的使用寿命长,见表l;表1 同向捻和交捻钢丝绳使用寿命比较钢丝绳结构绳径/mm 使用寿命/月提升量同向捻 12 818256同向捻 14 881948同向捻 16 737232交捻 324533交捻 7 424966交捻 6 311635注：钢丝绳均为6×19,且根据同一台绞车上使用的钢丝绳整理左交互捻、右交互捻两种型号的钢丝绳可用于左旋卷筒,也可用于右旋卷筒;左捻、右捻两种绳与滚筒旋向有一定的对应关系,选对了钢丝绳捻向,才能延长钢丝绳的使用寿命;钢丝绳在卷筒上缠绕方向,必须是使钢丝绳紧捻而不是松捻的方向缠绕;捻向与旋向可用左右手定则判断,伸出右手左手图lb,拇指指向绳头固定端,手背朝上表示上出绳,手背朝下表示下出绳,面向提升方向,若为左手,则为左捻绳,若为右手则为右捻绳图1;。