第三章 起升系统工作原理.

(3 5)
4.结论 ①游动系统的效率主要取决于游动系统的有效绳数Z， Z越多则效率越低。 ②游动系统的效率与单轮效率η有关，η降低，则 η游降低，而η的大小则取决于滑轮轴承类型和 钢丝绳特性。 ③起升时，P快最大。
④下钻时， P死最大。
⑤起下钻过程中，P快>P死。 ⑥
游 游
Z 1 2
②游车轮 如图3-l所示，游车滑轮的切向速度和转 速依次为
60 5V D轮 60 3V V6 4V V 3V , n6 D轮 60 V V7 2V V V , n7 D轮 V5 6V V 5V , n5 （3 2）

由上述分析可见，在起下钻过程中，快绳端滑轮 的转速比死绳端滑轮的转速高得多。因此在选择 天车和游车滑轮的轴承时应以快绳端滑轮的转速 为依据。同时，为了使各滑轮寿命均衡，在检修 时应注意倒换滑轮的位置。 如图3-l所示，设Q游、η游为起升时游动系统的起 重量和效率，Q游′、η游′为下钻时游动系统的 起重量和效率，P、P′为快绳和死绳拉力， P1、 P2、……PZ为游绳的拉力。
60ZV D轮 60 4V V2 V3 4V , n2 D轮 60 2V V3 V5 2V , n3 D轮 V4 0, n4 0 V1 V1 ZV , n1
（3 2）
1.启动加速段

柴油机直接驱动的滚筒轴的扭矩图和速度图的启 动加速段简化成图3-8所示的曲线。 由于主动部分以角速度ω1旋转，而从动部分仍处 于静止状态，因此在0A段离合器与摩擦轮处于全 打滑状态。最大打滑速度ω滑max=ω1-ω2=ω1。 Mf>M静，ω2逐渐增大，ω1被拖慢，ω滑=ω1-ω2， 系统处于半打滑状态。

三、起升速度图和扭矩图

图3-3给出了根据实测的起升速度和载荷示波图和 经过整型后的滚筒轴扭矩和角速度示意图。
从图中可以看出： 挂合滚筒离合器时，主动部分（ω1）被拖慢； 最大钩载（扭矩Mmax）产生在柴油机加速时；

有变矩器时，启动快，且滚筒轴扭矩Mmax也较大。
起升时滚筒轴角速度变化三个阶段：启动加速段 OABC、匀速起升段CD和减速刹车段DE。
⑴静止段0A （t0=1~3秒）

⑵启动段AB （t1=1~3秒）

⑶同步加速段BC B点（同步点）： ω1=ω2 ， ω滑=ω1-ω2=0 BC段，主、从动部分 同步加速到某档转速 ωC。 在K点滚筒轴上产生最 大惯性力矩M惯，滚筒 轴出现最大扭矩 Mmax=M静+M惯

讨论：
⑴启动过程，必然有打滑，打滑是固有的，不可消除。 ⑵OABC全加速段所用时间长短，取决于：①档速ωC； ②动力机转速ω1（ω1小易挂合）；③驱动特性（柔 特性，易挂合，t小；硬特性，不易挂合，t大）④被 加速、减速的转动惯量J1、J2大小。 ⑶ Mf的变化取决于离合器特性系数k1=M极/t极=tgα， 如图3-7所示。若M极>>Mmax，挂合快，时间短，冲击 大，动载大。因此M极要适中。 ⑷ Mmax是选择离合器和核算滚筒轴强度的依据。
5
6
7

从各绳速度可以看出，快绳侧钢丝绳的速度比死 绳侧快数倍，快绳侧钢丝绳由于弯曲次数死绳侧 多出数倍，前边的钢丝绳会提前疲劳破坏。所以 现场要倒换使用钢丝绳，即：钢丝绳使用一定时 间后，要从死绳端储绳卷筒中放出新绳，从滚筒 上斩掉一段钢丝绳重新固定缠好。
2.轮速
①天车轮
天车滑轮的切向速度和转速依次为
（3 6）
四、游动系统选择原则
1.起重能力：钢丝绳尺寸和强度一定时，Z越大， 起重能力越强。
2.起下钻速度：当滚筒转速一定时，Z越少，大钩 速度越快。 3.起升效率： Z越少，游动系统效率越高。 4.重量指标： Z越少，游动系统重量越轻，结构 越简单，但P快越大，绞车重量、结构越大。
第二节 起升系统运动学 和动力学
第三章 起 升 系 统 工 作 原 理
第一节 起下钻操作和游动 系统的工作
一、起下钻操作和时间 二、游动系统的钢丝绳与滑轮的运动分析
1.绳速 如图3-l所示，钢丝绳速度由快绳侧至死绳侧依次为
V V1 6V ZV V2 V3 4V V4 V5 2V V6 VZ V0 0 (3 1)

P1

P2
2

PZ
Z
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因为 所以 因此
Q游=P1+P2+……+PZ Q游=P（η+η2+……+ηZ）
(1 Z ) Q游 P 1

又因为
P
Q游 Z 游

所以起升时的游动系统效率为
（ 1 Z ) 游 Z (1 )
(3 4)
3.下钻时
情况与起升时相反
P<P1<P2……<PZ-1<PZ
1 1 1 Q游 P1 P2 PZ P( 2 Z )



1 Z P Z Q游 (1 )

因为
P
Q游 Z
游
所以下钻时的游动系统效率为
Z Z （ 1 ) 游 1 Z

分析研究起升系统运动学和动力学的目的在于认清 起升过程中，由于速度的变化而引起的载荷变化的 规律，判明最大载荷，以作为使用设计的依据，核 算摩擦离合器的能量守衡和摩擦功。 包括动力、传动部分，以绞车滚筒离合器为界分为 主动和从动两部分（如下图）
一、起升系统

主动部分：动力机→离合器主动件，ω1 从动部分：离合器从动件→钻柱，ω2 二、起升过程 1.准备： 空载启动柴油机让其低速转动； 依次挂合并车、总离合器，使全部主动件转动。 2.挂合滚筒离合器，启动从动部分。（到离合器完 全挂合） 3.加速柴油机，使滚筒达到某一工作档稳定转速。 4.匀速起升，接近一个立根行程。 5.摘开滚筒离合器，刹车。
三、游动系统钢丝绳拉力和效率

1.大钩静止悬重时
此时各游绳拉力相等，即
Q游 Z
P=P1=P2……=PZ
P （3 3）
2.大钩起升时 由于滑轮轴承的摩擦阻力和钢绳弯曲 阻力的影响，将使各绳拉力发生变化。此时各游绳 拉力不等，即 P>P1>P2……>PZ-1>PZ

设单个滑轮的效率为η，则有
P