起重机钢丝绳卷筒窜位原因分析与探讨

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题目：起重机钢丝绳卷筒窜位原因分析与探讨
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摘要 (3)
一前言 (3)
二钢丝绳卷筒窜位原因分析与探讨 (3)
2.1 钢丝绳卷筒窜位现象 (4)
2.2 钢丝绳卷筒窜位原因分析 (4)
2.3 钢丝绳卷筒窜位预防控制措施 (6)
2.4 钢丝绳卷筒窜位的探讨 (8)
三结论 (9)
四结束语 (10)
五参考文献 (10)
摘要
随着现代化工业的迅速发展，起重机械设备在整体生产过程中占据重要的作用，取代了繁重的人工体力劳动，提高了劳动生产率。

但是，由于生产过程中对机械设备的维护，管理等诸多因素影响，导致起重设备运行对安全生产造成一定的威胁；本文结合在炼钢厂起重设备管理工作多年经验，分析了桥式起重机在运行过程中钢丝绳卷筒的窜位原因，利用测量，调整，校正，润滑等方法，对因钢丝绳卷筒窜位引起的设备问题得到了有效的解决，总结了一定的经验，对于安全生产起到积极的作用。

关键词:钢丝绳卷筒测量校正润滑
一.前言
桥式起重机是现代化工业实现生产过程机械化，自动化，改善物料搬运条件，减轻劳动强度，提高劳动生产率必不可少的重要机械设备，随着国民经济建设的迅速发展，机械化，自动化，程度的不断提高，与此相适应的起重机技术也高速发展，产品种类不断的增加，使用范围越来越广泛，对于一些企业，如果没有起重机械，不仅生产效率低，劳动强度大，甚至难以生产。

起重机械作业是一种事故多发性作业，如果从事起重机械作业的人员不具备一定的安全技术知识，不重视设备的安全技术检查，对设备的维护保养不到位，或者岗位责任制、安全操作规程等等安全管理制度不健全，则常常会发生重大的人身伤亡和设备事故，给人民生产和财产造成重大的损失。

本文根据自己特种设备管理多年经验，介绍了钢丝绳卷筒组的窜位现象，卷筒组的整体窜位原因，窜位的预防控制措施，以及润滑对卷筒组整体窜位所起得重要作用，同时也介绍了重要起升机构的卷筒技术改造方法，对厂矿企业安全生产起到一定的借鉴作用。

二.钢丝绳卷筒窜位原因与分析
桥式起重机由起升机构，大小车运行机构组成，依靠这些机构的配合动作，从而实现物料在一定的立体空间内升降和水平位移。

常见的起升机构由电动机，减速机，制动器，传动轴，齿轮联轴器，齿轮盘接手以及内齿圈，卷筒组，定滑轮组，吊钩组等组成。

通过电动机的转动，带动卷筒组的圆周回转运动实现钢丝绳的有序缠绕，即将电动机的回转
运动改变为钢丝绳的直线运动，从而形成物料的上升或者下降。

由此可见:卷筒组是起升机构实现起重机物料立体空间内上升下降必不可少的重要组成部件。

2.1 钢丝绳卷筒窜位现象：
目前，齿轮连接盘式卷筒组是双梁桥式起重机卷筒组的典型结构，分组性好，卷筒轴不承受扭矩，卷筒组维修时需沿轴向外移。

在起重机起升机构运转过程中，减速机输出轴齿轮联接盘与钢丝绳卷筒内齿圈产生的相对轴向滑动。

即：电动机转动时，卷筒组内齿圈很快与减速机输出轴齿轮联接盘产生相对位移，当电动机往相反方向转动时，卷筒组又很快的移动到另外一个方向，所产生的相对滑动现象即为钢丝绳卷筒轴向窜动。

在起升机构运转过程中，齿轮连接盘与卷筒内齿圈实现正常的啮合运动（齿廓形状均为直齿圆柱齿轮），理想状态下的齿轮啮合，齿轮面只承受径向力Fr和齿轮圆周力Ft作用。

如图所示：
当轴向力Fa 到达一定时，在Fa作用下，就形成了窜位，轴向力Fa 越大，窜动量就越大，当轴向力Fa达到卷筒组支座屈服强度时，就造成支座损坏，引起设备安全事故发生。

另外，在卷筒联接盘与减速机C型齿轮输出轴在啮合运转过程中，当其中卷筒联接盘或者C型齿轮输出轴齿面产生一定磨损，齿轮面不再是渐开线圆柱齿轮齿廓时，在相互啮合过程中形成了相互作用力，磨损越严重，作用力就越大，因此窜位就越剧烈。

2.2 钢丝绳卷筒窜位原因：
1.钢丝绳卷筒有单层缠绕于多层缠绕之分。

卷扬机通常采用多层卷绕卷筒，一般起重机大多都采用单层缠绕的卷筒，单层卷绕的卷筒表面通
常有切成的螺旋槽，这样可以增加钢丝绳与卷筒的接触面积，并防止相邻钢丝绳的相互挤压和摩擦，从而可以延长钢丝绳的使用寿命。

一般的起重机都采用标准绳槽，由于节距小，可使机构更加的紧凑，深槽的优点是不易脱槽，但是其节距较大，使钢丝绳的卷筒长度增加，通常只是钢丝绳脱槽可能性较大时才采用深槽卷筒。

材质一般采用强度不低于HT200的灰口铸铁，采用灰口铸铁使用对钢丝绳的使用寿命是有利的，铸钢卷筒可采用ZG25Ⅱ、ZG35Ⅱ等制作，由于制作成本高，并且限于铸造工艺，壁厚不能减少太多，因而很少采用，重要的钢丝绳卷筒可采用高强度的铸铁或者球磨铸铁制造，对安全要求较高的大型卷筒，起升机构应该采用材质不低于Q235强度钢板的卷成筒形焊接而成，同时质量可以大大的减少，通常多采用16Mn制作，焊接卷筒特别适用于单件生产，但是对制作材料的质量、加工质量、焊接质量都要求较高。

制作成品后，必须对焊接焊缝进行探伤检测，制造作单位必须出示安全检验合格证明和相应的检测报告使用单位方可使用，使用前还应做相应的技术检验。

卷筒组新备件在设计、加工、制作过程中，卷筒主轴与卷筒轮毂配合公差未达到设计要求。

另外，卷筒主轴的结构设计缺陷，轮毂与内齿圈在主轴上安装位置公差未满足机械设计要求，造成卷筒主轴与卷筒轮毂配合公差大时，主轴与轮毂的定位尺寸、轮毂与卷筒体配合面定位尺寸不能消除卷筒体的窜动，形成卷筒体在卷筒主轴上游动。

如图所示：X1、X2即为卷筒体窜位间隙。

2.在维修更换卷筒组时，由于新旧卷筒组各个部位安装尺寸不统一，造成卷筒之间的互换性不强，安装减速机低速轴与卷筒组主轴同轴度偏差大，当α°>2°时，齿轮连接盘与卷筒体内齿圈在啮合转动时，轴向力作用下形成卷筒整体窜位。

如图所示：
3.卷筒组安装时，卷筒中心与小车架定滑轮组中心不重合，造成起升或者下降过程中钢丝绳对卷筒形成轴向拉力，引起卷筒轴向窜动。

4.卷筒组支座体内轴承游隙增大，或者轴承损坏，造成轴承游隙窜动。

5.卷筒组支座体内轴承定位不可靠，轴承安装配合公差不能满足要求，造成轴承内圈与卷筒轴之间的相对运动。

6.支座体内轴承与支座端盖间隙大，造成轴承外圈与支座之间的相对运动。

7.使用超重量限制器的支座，超重量限制器的传感器与支座结构件联接螺栓松动，造成支座稳定性不强引起的卷筒整体窜动。

8. 在日常设备维护检修过程中，齿轮联接盘与卷筒内齿圈润滑不良，在齿轮传动摩擦力作用下相对运动造成卷筒组整体窜位。

9. 卷筒联接盘或者减速机C型齿轮输出轴齿面产生一定磨损，在啮合转动过程中形成相互的作用力，也就造成了卷筒的窜位。

2.3 钢丝绳卷筒窜位预防控制措施：
1.卷筒组加工制作时，优化机构设计，编制制造加工工艺，加工时必须按照设计要求加工，装配时主轴与轮毂配合尺寸应满足H9/h8，主轴机构设计时，轮毂与内齿圈在主轴上安装应满足定位要求，保证备用备件的质量完好。

如图所示：X1 X2 设计加工定位尺寸应满足：X1=0 X2=0
2.校正卷筒组，将水平仪放在卷筒体中间位置，测量表面是否水平，然后测量齿轮联接盘上、下、左、右各部位与内齿圈的相对位置，校正支座，满足左、右、上、下相对位置误差小于0.5mm，然后固定支座。

3．卷筒组安装时，应满足卷筒内齿圈与齿轮联接盘啮合面积达85％以上，然后调整卷筒组相对定滑轮组的中心位置。

4.应经常检查卷筒组固定螺栓是否齐全，紧固，并且定位螺栓应设有防松措施，保证卷筒组支座固定可靠。

5.在日常巡查时，仔细观察运转状况，运用“望，闻，问，切”方法诊断轴承是否良性转动，发现异常及时更换轴承。

6.检查卷筒齿轮联接盘和减速机C型齿轮输出轴，测量其齿面磨损量，达到更换标准则应及时更换。

7.打开支座，检查轴承定位是否良好，轴承装配公差应符合K7/h6装配要求，轴承定位应有防松措施。

8.在检查轴承装配均无异常后，测量轴承宽度以及支座内两端盖间的尺寸，调整端盖与轴承之间的间隙，间隙应满足0.3—0.5mm要求。

如图所示：装配尺寸应符合X1+X2=0.3—0.5mm
9．对于带有起超重量限制器的钢丝绳卷筒支座，起超重量限制器必须与支座部件联接紧固可靠，并有螺栓松动措施，防止因螺栓松动造成的支座晃动，影响卷筒的安全运行。

2.4 钢丝绳卷筒窜位的探讨：
目前，国家越来越重视起重机的安全运行，从制作到安装，需经过多次的检验才可以投入生产使用。

在辽宁铁岭起重机特大伤亡事故之后，国家就出台并要求吊运铁水钢水熔融金属的冶金铸造起重机使用必须规范，这样使吊运熔融金属的铸造起重机安全要求就更高了，并且强制要求原有的用于钢厂的起重机严格进行规范改造，新安装的起重机必须是冶金铸造起重机。

后因富伦钢厂由于使用的铸造起重机减速机输出轴出现问题后，设计单位在设计中又进行了改造。

太原重工受委托起草的GB8788第五部分标准修订篇已经出台，要求铸造起重机采用两套驱动装置的高速轴刚性联接同步方案的起重机，必须安装卷筒安全制动器，采用两套驱动装置的低速轴输出刚性联接的同步方案可采用也可以不采用，这样对铸造起重机的安全性能就有了更进一步的提高，如果设备的安全性能提高了，起重安全的预防控制也就更进一步的得到了提高。

结合国家规范要求，在频繁使用、日常检修作业很难保证设备良好维护的工作场合，建议对减速机与卷筒的联接方式进行改造，采用专用球铰型卷筒联轴器进行联接，可以提高机构的工作级别，减少因安装、设计存在的诸多因素造成的影响，改善钢丝绳卷筒的运行性能。

另外，在日常卷筒组的安全检查上也必须做到如下要求：
1.卷筒组上钢丝绳尾端的固定装置，应有防松和自紧的性能，对钢丝绳的尾端固定情况，应每班检查一次。

2.多层缠绕的卷筒组，端部应有凸缘。

凸缘应比最外层钢丝绳高出2
倍的钢丝绳直径的宽度，单层缠绕的单联卷筒也应满足上述要求。

3.重要起重机的起升机构的卷筒应采用钢材制作，制作单位应有制作产品的质量合格证明。

4. 当齿轮连接盘的内齿或卷筒壁厚磨损达20%，卷筒体或毂上有裂纹时均应予以报废。

5.在交接班时，起重机司机必须注意检查钢丝绳压板螺钉及卷筒与齿轮连接盘的连接螺钉是否松动。

6.检查卷筒有无裂纹等损伤，经常润滑轴承。

每月必须对卷筒各部位及附件做一次全面检查，测量磨损程度。

三. 结论
结合我厂起重机的多年设备管理经验，良好的润滑维护是减少设备故障，延长备件寿命，保障设备良性运作最有利的措施之一，尤其是卷筒齿轮联接盘的日常维护，必须做到每班检查，润滑周期应控制在3次/周以内，保证齿面有良好的润滑作用。

总之，在设备维修方面总结的经验证明：齿轮联接盘与钢丝绳卷筒组内齿圈之间满足良好的润滑效果，可以大大改善钢丝绳卷筒组的整体窜位情况。

另外，在生产中应按照起重设备安全操作规程严格执行，不得超负荷运转，或者违反起重设备管理制度，避免因起重机主梁，小车架等刚性结构件出现的永久变形而造车的机构不能安全良好运转。

四．致谢词
从论文选题到搜集资料，从写稿到反复修改，期间经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中心情是如此复杂。

伴随着此次论文的完成，使我将基础知识与专业知识、理论知识与实践经验又一次很好的结合起来，在领导的耐心讲解和引导下，本人增加了许多在今后实际工作的知识，得到了一次实际锻炼，但由于某些知识缺乏全面性、熟练性、技巧性，所以在整个写作过程中难免有不足之处，这些不足都有待于领导们的指教，也有待于我在今后的实际工作中的探索，积累及提高。

在此次论文的攥写过程中，感谢我的领导以及答辩评委给予的大力帮助，使自己在专业知识方面有了更深的认识和理解，在以后的工作中我会更加的学习和钻研，积累更多的成绩，为企业的快速发展贡献自己的力量。

五．参考文献
1.起重机械作业安全技术河南科学技术出版社惠自洪2007.4
2.机械设计基础高等教育出版社何元庚1999.6
3.起重机械运输与吊装化学工业出版社华玉洁2005.4
4.起重机设计手册 . 中国铁道出版社张质文1998.3
5.机械制造学高等教育出版社程耀东2003.6
6.机械制图基础高等教育出版社刘朝儒2003.6。