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起重機(jī)鋼絲繩允許偏角的探討

文檔作者：李海波白劍波韓夢(mèng)丹周奇才張?zhí)m翔文檔來(lái)源： 1內(nèi)蒙古呼鐵伊東儲(chǔ)運(yùn)股份有限公司 2南通潤(rùn)邦重機(jī)有限公司 3同濟(jì)大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)院上			點(diǎn) 擊數(shù)：
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起重機(jī)鋼絲繩允許偏角的探討
李海波 白劍波。韓夢(mèng)丹。 周奇才 張?zhí)m翔
1內(nèi)蒙古呼鐵伊東儲(chǔ)運(yùn)股份有限公司 包頭014040 2南通潤(rùn)邦重機(jī)有限公司 南通226013
3同濟(jì)大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)院 上海201804
摘要：鋼絲繩經(jīng)過滑輪或卷筒時(shí)偏角過大是造成鋼絲繩早期磨損的主要原因之一，合理控制鋼絲繩偏角
范圍尤為重要。通過分析滑輪、卷筒的結(jié)構(gòu)，以及鋼絲繩在橋式起重機(jī)和歐式起重機(jī)中繞進(jìn)或繞出的具體過程，
提出鋼絲繩繞進(jìn)或繞出滑輪槽時(shí)，其中心線走向并非總是直線狀態(tài)。指出目前供設(shè)計(jì)人員參考的鋼絲繩偏角范
圍之規(guī)定有一定局限，并不適應(yīng)所有類型起重機(jī)。
關(guān)鍵詞：卷筒；滑輪；鋼絲繩偏角
中圖分類號(hào)：TH21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001—0785(2015)05—0043—04
Abstract：Too large deflection occurring when the wirerope passes through the pulley or drum is one of the main rea—
sons for premature wear of wire rope，SO it' irpportant to reasonably control the deflection range of wire rope．Through anal—
ysis of both pulley and drum structures，and specific process of wirerope winding in and out in the overhead crane and European
crane，the paper puts forward that when the wire rope winds in and out of the pulley groove，the central line is not al—
ways straight．The paper also points out that the wirerope deflection range to be referred to by designers is restricted to some
extent，not applied to all types of cranes． - - 一一 ●
Keywords：dru m ；pulley；wirerope deflection
0 引言
起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的鋼絲繩在經(jīng)過滑輪、卷筒
時(shí)，必然存在一定的偏角問題，偏角必須控制在
一范圍之內(nèi)。若偏角過大，鋼絲繩不可避免地會(huì)
與滑輪、卷筒的槽邊相互磨損，且偏角越大造成
的磨損越嚴(yán)重，極大地影響鋼絲繩的使用壽命。
實(shí)踐證明，許多情況下的鋼絲繩早期破壞是由于
受到摩擦或擠壓造成的? 。
對(duì)于鋼絲繩偏角的限制范圍，有關(guān)資料如文
獻(xiàn)[2]、[3]僅有較為簡(jiǎn)略的介紹。對(duì)于滑輪槽
雖然相應(yīng)規(guī)定限制了鋼絲繩繞進(jìn)或繞出時(shí)的最大
偏斜角即鋼絲繩中心線和滑輪軸垂直的平面之間
的夾角(見圖1)不應(yīng)大于5。，卻并未對(duì)鋼絲繩
中心線在垂直卷筒軸線的平面內(nèi)的出繩角0做出規(guī)
定。對(duì)于卷筒雖然相應(yīng)規(guī)定限制了鋼絲繩中心線
偏離螺旋槽中心線兩側(cè)的角度(見圖2)不應(yīng)大于
3．5。，卻并未指出針對(duì)大起升高度及D／d值較大
的卷筒，其鋼絲繩偏離螺旋槽中心線的允許偏角應(yīng)
由計(jì)算確定。
經(jīng)過理論分析及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別對(duì)滑輪和卷
筒的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，研究了鋼絲繩在傳統(tǒng)橋、
《起重運(yùn)輸機(jī)械》 2015 (5)
門式起重機(jī)和歐式起重機(jī)卷繞系統(tǒng)中的繞進(jìn)或繞
出過程，提出文獻(xiàn)[2]中對(duì)鋼絲繩繞出卷筒和滑
輪偏角的限制不適應(yīng)如圖3所示的傳統(tǒng)橋、門式
起重機(jī)小車卷繞系統(tǒng)，只適應(yīng)如圖4所示的歐式
起重機(jī)小車卷繞系統(tǒng)。并指出，鋼絲繩繞進(jìn)或繞
出滑輪槽時(shí)，其中心線不總是直接走直線出槽，
有時(shí)是走折線出槽。
(a)滑輪槽的最大偏角
(b)垂直卷筒軸線平面內(nèi)的鋼絲出繩角
圖1 鋼絲繩偏角示意圖
1 滑輪、卷筒的結(jié)構(gòu)分析
1．1 鋼絲繩繞進(jìn)(出)滑輪結(jié)構(gòu)分析
由鋼絲繩繞進(jìn)或繞出滑輪槽示意圖1可以看
一43 —

圖5 傳統(tǒng)橋式起重機(jī)鋼絲繩滑輪偏角
度達(dá)到極限位置，如圖6所示。在所有起升過程
中，Y。=Y3， =y4；y 、Y2是滑輪的瞬時(shí)偏角，
、 是卷筒的瞬時(shí)偏角．即滑輪的最大偏角等于
卷簡(jiǎn)的最大偏角。很顯然，當(dāng)規(guī)范規(guī)定卷筒的最
大偏角小于或等于3．5。時(shí)，也就相應(yīng)地規(guī)定了滑
輪的最大偏角小于或等于3．5。，而再對(duì)滑輪的最
大偏角小于或等于5。進(jìn)行限制就是多余的規(guī)定。
所以，傳統(tǒng)橋式起重機(jī)卷筒和滑輪上鋼絲繩的偏
角不適應(yīng)文獻(xiàn)[2]中的規(guī)定。
圖6 傳統(tǒng)橋式起重機(jī)鋼絲繩卷筒偏角
《起重運(yùn)輸機(jī)械》 2015 (5)
3 歐式起重機(jī)(小車)鋼絲繩繞進(jìn)或繞出
滑輪、卷簡(jiǎn)槽的過程分析
歐式起重機(jī)小車的鋼絲繩卷繞系統(tǒng)，可以看
出其與傳統(tǒng)的橋、門式起重機(jī)鋼絲繩卷繞系統(tǒng)完
全不同，歐式起重機(jī)小車鋼絲繩的卷繞是通過和
卷筒軸線平行的小車橫梁里的滑輪組過渡纏繞， ．
吊鉤組和小車橫梁里的滑輪軸線與卷筒軸線垂直，
并分兩排布置。這種結(jié)構(gòu)直接決定了鋼絲繩繞進(jìn)
(出)卷筒和滑輪時(shí)的鋼絲繩偏角與傳統(tǒng)的橋式起
重機(jī)中的鋼絲繩偏角完全不同。
3．1 鋼絲繩繞進(jìn)(出)滑輪過程分析
如圖7所示，歐式起重機(jī)鋼絲繩卷繞系統(tǒng)中，
鋼絲繩對(duì)滑輪的最大偏角主要考慮從卷筒兩端下
來(lái)的2根鋼絲繩進(jìn)入吊鉤組動(dòng)滑輪時(shí)的偏角和從
吊鉤組動(dòng)滑輪繞出進(jìn)入小車橫梁的定滑輪偏角，
繞向鋼絲繩偏角不用考慮。也就是說鋼絲繩中心
線在垂直卷筒軸線平面內(nèi)的偏角不大于5。，這實(shí)
際是反映滑輪的最大偏角0不大于5。。
歐式起重機(jī)小車的鋼絲繩從滑輪槽的出角也
有折射現(xiàn)象，而且折射現(xiàn)象比傳統(tǒng)橋式起重機(jī)要
嚴(yán)重。因此，在布置歐式起重機(jī)的小車時(shí)，要盡
量減小圖7中所示的C的距離，但c值太小，卷
筒工作時(shí)又會(huì)與小車橫梁干涉，歐式起重機(jī)吊鉤
組的動(dòng)滑輪達(dá)到起升極限位置時(shí)，滑輪的偏角出
現(xiàn)最大，從卷筒兩端下來(lái)的2根鋼絲繩進(jìn)入吊鉤
組動(dòng)滑輪時(shí)的偏角為首要考慮因素。此外，從吊
鉤組動(dòng)滑輪繞出進(jìn)入小車橫梁的定滑輪偏角必須
不大于5。，還要考慮此時(shí)的鋼絲繩是否會(huì)與小車
橫梁腹板底面相擦。
圖7 歐式起重機(jī)鋼絲繩滑輪偏角分析圖
- - -— — 45 ·---——
3．2 鋼絲繩繞進(jìn)(出)卷筒過程分析
如圖8所示，歐式起重機(jī)鋼絲繩卷繞系統(tǒng)要
求鋼絲繩對(duì)卷筒的最大偏角即鋼絲繩中心線在卷
筒主視圖平面內(nèi)的偏角不大于3．5。， 當(dāng)?shù)蹉^起升
到最小極限距離時(shí)，卷筒出現(xiàn)最大偏角。由于滑
輪偏角和卷筒偏角在相互垂直的2個(gè)平面內(nèi)，2個(gè)
偏角沒有相等的必然關(guān)系，所以，文獻(xiàn)[2]中的
相應(yīng)規(guī)定適用歐式起重機(jī)的小車卷繞系統(tǒng)。
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、～
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圖8 歐式起重機(jī)鋼絲繩卷筒偏角分析圖
4 結(jié)語(yǔ)
本文從分析起重機(jī)鋼絲繩卷繞系統(tǒng)中滑輪以及
卷筒的結(jié)構(gòu)人手，研究了傳統(tǒng)橋式起重機(jī)鋼絲繩繞
進(jìn)(出)滑輪、卷筒槽的過程， 以及歐式起重機(jī)
(小車)鋼絲繩繞進(jìn)或繞出滑輪、卷筒槽的過程。
由實(shí)際計(jì)算結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，論證了2點(diǎn)：1)鋼絲繩
在繞進(jìn)或繞出滑輪槽和卷筒時(shí)，其中心線不總是理
想狀態(tài)下的直線進(jìn)出，有時(shí)鋼絲繩是走折線出槽；
2)文獻(xiàn)[2]中對(duì)鋼絲繩繞進(jìn)(出)卷筒和滑輪偏
角的規(guī)定只適應(yīng)歐式起重機(jī)小車卷繞系統(tǒng)，不適應(yīng)
傳統(tǒng)橋、門式起重機(jī)小車卷繞系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn)
[1]雷寬成，李金華．鋼絲繩經(jīng)過滑輪時(shí)允許偏角的計(jì)算
分析[J]．河南石油，1998，12(5)：38—4O．
[2]GB／T 3811—2oo8 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范’[S]．
[3]嚴(yán)大考．起重機(jī)械[M]．鄭州：鄭州大學(xué)出版
社．2007．
作 者：韓夢(mèng)丹
地 址：上海市嘉定區(qū)曹安公路4800號(hào)同濟(jì)大學(xué)嘉定校
區(qū)學(xué)生宿舍14號(hào)樓315室
郵 編：201804
基于Matlab的岸邊集裝箱起重機(jī)
彈塑性地震響應(yīng)分析
董達(dá)善賈爭(zhēng)亮滕媛媛
上海海事大學(xué)物流工程學(xué)院上海201306
摘要：為了探索大震情況下岸邊集裝箱起重機(jī)結(jié)構(gòu)的彈塑性分析方法，運(yùn)用Matlab編程對(duì)岸邊集裝箱起
重機(jī)進(jìn)行大震下的彈塑性地震響應(yīng)分析，通過對(duì)比彈性地震響應(yīng)以說明彈塑性分析的合理性。結(jié)果表明，彈塑
性分析對(duì)研究大型起重設(shè)備在地震載荷下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，以及利用分析結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)以提高岸邊集裝箱起重
機(jī)結(jié)構(gòu)的抗震能力具有工程實(shí)際意義。
關(guān)鍵詞：岸邊集裝箱起重機(jī)；彈塑性；抗震
中圖分類號(hào)：U653．921 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001—0785(2015)05—0046—05
Abstract：To study the elastic—plastic method of the quayside container crane under the condition of large vibration，
Matlab programming is used to perform elastic—-plastic seismic response analysis under large vibration for the quayside con—_
tainer crane，in order to indicate reasonability of the elastic—plastic analysis through comparison with elastic seismic re—
sponse．The result shows that elastic-plastic analysis indicates actual engineering significance in studying the structural re—
sponse of large-scale hoisting crane under the seismic load and improving the seismic capacity of the quayside container
crane by improving the design based on analysis results．
Keywords：quayside container crane；elastic—plastic；anti—seismic
常規(guī)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)一般采用彈性設(shè)計(jì)法， 即用結(jié)構(gòu)的彈性強(qiáng)度抵抗地震載荷，確保結(jié)構(gòu)安
上海海事大學(xué)校基金項(xiàng)目(A1—5101—14—03050—20130465)
． ． ． ． — — 46．-—— 《起重運(yùn)輸機(jī)械》 2015(5)

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