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起重机钢丝绳允许偏角的探讨

文档作者：李海波白剑波韩梦丹周奇才张兰翔文档来源： 1内蒙古呼铁伊东储运股份有限公司 2南通润邦重机有限公司 3同济大学机械与能源工程学院上		点击数：	更新时间： 2021年09月08日
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起重机钢丝绳允许偏角的探讨
李海波 白剑波。韩梦丹。 周奇才 张兰翔
1内蒙古呼铁伊东储运股份有限公司 包头014040 2南通润邦重机有限公司 南通226013
3同济大学机械与能源工程学院 上海201804
摘要：钢丝绳经过滑轮或卷筒时偏角过大是造成钢丝绳早期磨损的主要原因之一，合理控制钢丝绳偏角
范围尤为重要。通过分析滑轮、卷筒的结构，以及钢丝绳在桥式起重机和欧式起重机中绕进或绕出的具体过程，
提出钢丝绳绕进或绕出滑轮槽时，其中心线走向并非总是直线状态。指出目前供设计人员参考的钢丝绳偏角范
围之规定有一定局限，并不适应所有类型起重机。
关键词：卷筒；滑轮；钢丝绳偏角
中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：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
起重机起升机构的钢丝绳在经过滑轮、卷筒
时，必然存在一定的偏角问题，偏角必须控制在
一范围之内。若偏角过大，钢丝绳不可避免地会
与滑轮、卷筒的槽边相互磨损，且偏角越大造成
的磨损越严重，极大地影响钢丝绳的使用寿命。
实践证明，许多情况下的钢丝绳早期破坏是由于
受到摩擦或挤压造成的⋯ 。
对于钢丝绳偏角的限制范围，有关资料如文
献[2]、[3]仅有较为简略的介绍。对于滑轮槽
虽然相应规定限制了钢丝绳绕进或绕出时的最大
偏斜角即钢丝绳中心线和滑轮轴垂直的平面之间
的夹角(见图1)不应大于5。，却并未对钢丝绳
中心线在垂直卷筒轴线的平面内的出绳角0做出规
定。对于卷筒虽然相应规定限制了钢丝绳中心线
偏离螺旋槽中心线两侧的角度(见图2)不应大于
3．5。，却并未指出针对大起升高度及D／d值较大
的卷筒，其钢丝绳偏离螺旋槽中心线的允许偏角应
由计算确定。
经过理论分析及实践经验，分别对滑轮和卷
筒的结构进行了分析，研究了钢丝绳在传统桥、
《起重运输机械》 2015 (5)
门式起重机和欧式起重机卷绕系统中的绕进或绕
出过程，提出文献[2]中对钢丝绳绕出卷筒和滑
轮偏角的限制不适应如图3所示的传统桥、门式
起重机小车卷绕系统，只适应如图4所示的欧式
起重机小车卷绕系统。并指出，钢丝绳绕进或绕
出滑轮槽时，其中心线不总是直接走直线出槽，
有时是走折线出槽。
(a)滑轮槽的最大偏角
(b)垂直卷筒轴线平面内的钢丝出绳角
图1 钢丝绳偏角示意图
1 滑轮、卷筒的结构分析
1．1 钢丝绳绕进(出)滑轮结构分析
由钢丝绳绕进或绕出滑轮槽示意图1可以看
一43 —

图5 传统桥式起重机钢丝绳滑轮偏角
度达到极限位置，如图6所示。在所有起升过程
中，Y。=Y3， =y4；y 、Y2是滑轮的瞬时偏角，
、 是卷筒的瞬时偏角．即滑轮的最大偏角等于
卷简的最大偏角。很显然，当规范规定卷筒的最
大偏角小于或等于3．5。时，也就相应地规定了滑
轮的最大偏角小于或等于3．5。，而再对滑轮的最
大偏角小于或等于5。进行限制就是多余的规定。
所以，传统桥式起重机卷筒和滑轮上钢丝绳的偏
角不适应文献[2]中的规定。
图6 传统桥式起重机钢丝绳卷筒偏角
《起重运输机械》 2015 (5)
3 欧式起重机(小车)钢丝绳绕进或绕出
滑轮、卷简槽的过程分析
欧式起重机小车的钢丝绳卷绕系统，可以看
出其与传统的桥、门式起重机钢丝绳卷绕系统完
全不同，欧式起重机小车钢丝绳的卷绕是通过和
卷筒轴线平行的小车横梁里的滑轮组过渡缠绕， ．
吊钩组和小车横梁里的滑轮轴线与卷筒轴线垂直，
并分两排布置。这种结构直接决定了钢丝绳绕进
(出)卷筒和滑轮时的钢丝绳偏角与传统的桥式起
重机中的钢丝绳偏角完全不同。
3．1 钢丝绳绕进(出)滑轮过程分析
如图7所示，欧式起重机钢丝绳卷绕系统中，
钢丝绳对滑轮的最大偏角主要考虑从卷筒两端下
来的2根钢丝绳进入吊钩组动滑轮时的偏角和从
吊钩组动滑轮绕出进入小车横梁的定滑轮偏角，
绕向钢丝绳偏角不用考虑。也就是说钢丝绳中心
线在垂直卷筒轴线平面内的偏角不大于5。，这实
际是反映滑轮的最大偏角0不大于5。。
欧式起重机小车的钢丝绳从滑轮槽的出角也
有折射现象，而且折射现象比传统桥式起重机要
严重。因此，在布置欧式起重机的小车时，要尽
量减小图7中所示的C的距离，但c值太小，卷
筒工作时又会与小车横梁干涉，欧式起重机吊钩
组的动滑轮达到起升极限位置时，滑轮的偏角出
现最大，从卷筒两端下来的2根钢丝绳进入吊钩
组动滑轮时的偏角为首要考虑因素。此外，从吊
钩组动滑轮绕出进入小车横梁的定滑轮偏角必须
不大于5。，还要考虑此时的钢丝绳是否会与小车
横梁腹板底面相擦。
图7 欧式起重机钢丝绳滑轮偏角分析图
- - -— — 45 ·---——
3．2 钢丝绳绕进(出)卷筒过程分析
如图8所示，欧式起重机钢丝绳卷绕系统要
求钢丝绳对卷筒的最大偏角即钢丝绳中心线在卷
筒主视图平面内的偏角不大于3．5。， 当吊钩起升
到最小极限距离时，卷筒出现最大偏角。由于滑
轮偏角和卷筒偏角在相互垂直的2个平面内，2个
偏角没有相等的必然关系，所以，文献[2]中的
相应规定适用欧式起重机的小车卷绕系统。
I
I
I ＼ ／ 0
、～
dw ，
一 j
、
图8 欧式起重机钢丝绳卷筒偏角分析图
4 结语
本文从分析起重机钢丝绳卷绕系统中滑轮以及
卷筒的结构人手，研究了传统桥式起重机钢丝绳绕
进(出)滑轮、卷筒槽的过程， 以及欧式起重机
(小车)钢丝绳绕进或绕出滑轮、卷筒槽的过程。
由实际计算结合实践经验，论证了2点：1)钢丝绳
在绕进或绕出滑轮槽和卷筒时，其中心线不总是理
想状态下的直线进出，有时钢丝绳是走折线出槽；
2)文献[2]中对钢丝绳绕进(出)卷筒和滑轮偏
角的规定只适应欧式起重机小车卷绕系统，不适应
传统桥、门式起重机小车卷绕系统。
参考文献
[1]雷宽成，李金华．钢丝绳经过滑轮时允许偏角的计算
分析[J]．河南石油，1998，12(5)：38—4O．
[2]GB／T 3811—2oo8 起重机设计规范’[S]．
[3]严大考．起重机械[M]．郑州：郑州大学出版
社．2007．
作 者：韩梦丹
地 址：上海市嘉定区曹安公路4800号同济大学嘉定校
区学生宿舍14号楼315室
邮 编：201804
基于Matlab的岸边集装箱起重机
弹塑性地震响应分析
董达善贾争亮滕媛媛
上海海事大学物流工程学院上海201306
摘要：为了探索大震情况下岸边集装箱起重机结构的弹塑性分析方法，运用Matlab编程对岸边集装箱起
重机进行大震下的弹塑性地震响应分析，通过对比弹性地震响应以说明弹塑性分析的合理性。结果表明，弹塑
性分析对研究大型起重设备在地震载荷下的结构响应，以及利用分析结果进行改进设计以提高岸边集装箱起重
机结构的抗震能力具有工程实际意义。
关键词：岸边集装箱起重机；弹塑性；抗震
中图分类号：U653．921 文献标识码：A 文章编号：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
常规的结构抗震设计一般采用弹性设计法， 即用结构的弹性强度抵抗地震载荷，确保结构安
上海海事大学校基金项目(A1—5101—14—03050—20130465)
． ． ． ． — — 46．-—— 《起重运输机械》 2015(5)

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