卷筒是起重機(jī)的重要承重部件,通過(guò)電機(jī)的作用來(lái)卷繞鋼絲繩以實(shí)現(xiàn)起吊重物的下降或提升,它承載起升載荷,收放鋼絲繩,實(shí)現(xiàn)取物裝置的升降。因此起重機(jī)械卷筒的安全性、可靠性非常重要。
(1)卷筒的種類(lèi)。按筒體形狀,可分為長(zhǎng)軸卷筒和短軸卷筒。按制造方式,可分為鑄造卷筒和焊接卷筒。按卷筒的筒體表面是否有繩槽,可分為光面和螺旋槽面卷筒。按鋼絲繩在卷筒上卷繞的層數(shù),可分為單層纏繞卷筒和多層纏繞卷筒(見(jiàn)圖6-15)。一般起重機(jī)大多采用單層纏繞卷筒,多層纏繞卷筒用于起升高度特大,或要求機(jī)構(gòu)緊湊的起重機(jī)(例如汽車(chē)起重機(jī))。
?。?)卷筒的結(jié)構(gòu)。卷筒是由筒體、連接盤(pán)、軸以及軸承支架等構(gòu)成的。
單層纏繞卷筒的筒體表面切有弧形斷面的螺旋槽,以增大鋼絲繩與筒體的接觸面積,并使鋼絲繩在卷筒上的纏繞位置固定,以避免相鄰鋼絲繩互相摩擦而影響壽命。
多層纏繞卷筒的筒體表面通常采用不帶螺旋槽的光面,筒體兩端部有凸緣,以防止鋼絲繩滑出。其缺點(diǎn)是鋼絲繩排列緊密,各層互相疊壓、摩擦,對(duì)鋼絲繩的壽命影響很大。
卷筒的結(jié)構(gòu)尺寸中,影響鋼絲繩壽命的關(guān)鍵尺寸是卷筒的計(jì)算直徑,按鋼絲繩中心計(jì)算的卷筒允許的最小卷繞直徑必須滿足:
DOmin≥h1d
式中:D0min--按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪和卷筒允許的最小卷繞直徑,mm;
d--鋼絲繩直徑,mm;
h1--卷筒直徑與鋼絲繩直徑的比值。
2.鋼絲繩在卷筒上的固定
通常采用壓板螺釘或楔塊(見(jiàn)圖6-16),利用摩擦原理來(lái)固定鋼絲繩尾部,要求固定方法安全可靠,便于檢查和裝拆,在固定處對(duì)鋼絲繩不造成過(guò)度彎曲、損傷。
?。?)楔塊固定法(見(jiàn)圖6-16a)。此法常用于直徑較小的鋼絲繩,不需要用螺栓,適于多層纏繞卷筒。
?。?)長(zhǎng)板條固定法(見(jiàn)圖6-16b)。通過(guò)螺釘?shù)膲壕o力,將帶槽的長(zhǎng)板條沿鋼絲繩的軸向?qū)⒗K端固定在卷筒上。
?。?)壓板固定法(見(jiàn)圖6-16c)。利用壓板和螺釘固定鋼絲繩,方法簡(jiǎn)單,工作可靠,便于觀察和檢查,是最常見(jiàn)的固定形式。其缺點(diǎn)是所占空間較大,因此,不能用于多層卷繞。從安全考慮,壓板數(shù)至少為2個(gè)。
鋼絲繩尾部拉力可按柔韌體摩擦的歐拉公式計(jì)算:
式中:Smax--鋼絲繩的最大拉力,一般指額定載荷時(shí)的鋼絲繩拉力;
--起升載荷動(dòng)載系數(shù);
e--自然對(duì)數(shù)的底(e=2.718…);
μ--摩擦系數(shù),考慮有油,通常取μ≈0.12;
α--鋼絲繩在卷筒上的包角。
為了保證鋼絲繩尾的固定可靠,減少壓板或楔塊的受力,在取物裝置降到下極限位置時(shí),在卷筒上除鋼絲繩的固定圈外,還應(yīng)保留1.5~3圈安全圈,也稱(chēng)為減載圈,這在卷筒的設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)給予考慮。
在使用中,鋼絲繩尾的圈數(shù)保留得越多,繩尾的壓板或楔塊的受力就越小,也就越安全。如果取物裝置在吊載情況的下極限位置過(guò)低,卷筒上剩余的鋼絲繩留數(shù)少于設(shè)計(jì)的安全圈數(shù),就會(huì)由于鋼絲繩尾受力超過(guò)壓板或楔塊的壓緊力,從而導(dǎo)致鋼絲繩拉脫,重物墜落。
3.卷筒安全使用要求
(1)卷筒上鋼絲繩尾端的固定裝置,應(yīng)有防松或自緊的性能。對(duì)鋼絲繩尾端的固定情況,應(yīng)每月檢查一次。在使用的任何狀態(tài),必須保證鋼絲繩在卷筒上保留足夠的安全圈。
(2)單層纏繞卷筒的筒體端部應(yīng)有凸緣。凸緣應(yīng)比最外層鋼絲繩或鏈條高出2倍的鋼絲繩直徑或鏈條的寬度。
卷筒出現(xiàn)下述情況之一時(shí)應(yīng)報(bào)廢:
①裂紋;
?、谕脖谀p量達(dá)原壁厚的20%;
?、劾K槽磨損量大于鋼絲繩直徑1/4且不能修復(fù)時(shí)。