起重机卷筒安全技术

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。其缺点是所占空间较大，因此，不能用于多层卷绕。从安全考虑，压板数至少为2个。

钢丝绳尾部拉力可按柔韧体摩擦的欧拉公式计算：

式中:S max--钢丝绳的最大拉力，一般指额定载荷时的钢丝绳拉力；

--起升载荷动载系数；

e--自然对数的底(e=2．718…）；

μ--摩擦系数，考虑有油，通常取μ≈0.12；

α--钢丝绳在卷筒上的包角。

为了保证钢丝绳尾的固定可靠，减少压板或楔块的受力，在取物装置降到下极限位置时，在卷筒上除钢丝绳的固定圈外，还应保留1.5～3圈安全圈，也称为减载圈，这在卷筒的设计时已经给予考虑。

在使用中，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。如果取物装置在吊载情况的下极限位置过低，卷筒上剩余的钢丝绳留数少于设计的安全圈数，就会由于钢丝绳尾受力超过压板或楔块的压紧力，从而导致钢丝绳拉脱，重物坠落。

3．卷筒安全使用要求

（1）卷筒上钢丝绳尾端的固定装置，应有防松或自紧的性能。对钢丝绳尾端的固定情况，应每月检查一次。在使用的任何状态，必须保证钢丝绳在卷筒上保留足够的安全圈。

（2）单层缠绕卷筒的筒体端部应有凸缘。凸缘应比最外层钢丝绳或链条高出2倍的钢丝绳直径或链条的宽度。

卷筒出现下述情况之一时应报废：

①裂纹；

②筒壁磨损量达原壁厚的20%；

③绳槽磨损量大于钢丝绳直径1/4且不能修复时。