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1、第第 五五 章章起重机械专用零部件起重机械专用零部件土木工程学院土木工程学院李李 丽丽第一节第一节 钢丝绳与滑钢丝绳与滑轮轮一一.钢丝绳钢丝绳 1.钢丝的材料与制造钢丝的材料与制造 优质钢锭热轧优质钢锭热轧6mm的圆钢，再经的圆钢，再经过多次冷拔使之成为过多次冷拔使之成为（0.43）mm的钢丝，通过这样的处理，钢丝的抗的钢丝，通过这样的处理，钢丝的抗拉强度可达（拉强度可达（14002000）MPa。按照钢丝的韧性钢丝分为：按照钢丝的韧性钢丝分为：特级：用于制造载人钢丝绳；特级：用于制造载人钢丝绳；级：用于制造起重机械用钢丝级：用于制造起重机械用钢丝 绳；绳；级：用于制造系物钢丝绳级：用于制造系
2、物钢丝绳按照钢丝表面钢丝分为：按照钢丝表面钢丝分为：光面钢丝：钢丝表面不做任何处理；光面钢丝：钢丝表面不做任何处理；镀锌钢丝：钢丝表面镀锌，防潮、防镀锌钢丝：钢丝表面镀锌，防潮、防 锈、耐酸；锈、耐酸；镀铅钢丝：钢丝表面镀铅，耐酸。镀铅钢丝：钢丝表面镀铅，耐酸。2.钢丝绳的特点钢丝绳的特点强度高；强度高；承过载能力强；承过载能力强；工作安全可靠，不会突然断裂；工作安全可靠，不会突然断裂；可在特殊环境下工作；可在特殊环境下工作；无噪音；无噪音；重量轻；重量轻；成本低。成本低。3.钢丝绳的种类与构造钢丝绳的种类与构造按捻绕次数：按捻绕次数：.单重绕：是由一定数量的钢丝拧制单重绕：是由一定数量的钢丝
3、拧制而成，刚性大，耐磨，挠性差，一般做支而成，刚性大，耐磨，挠性差，一般做支撑绳。撑绳。.双重绕：是由多根单绕绳拧制而成，双重绕：是由多根单绕绳拧制而成，挠性好，是起重机用绳。挠性好，是起重机用绳。.三重绕：是由多根双绕绳拧制而成，三重绕：是由多根双绕绳拧制而成，挠性特好，但钢丝细，易磨损，起重机不挠性特好，但钢丝细，易磨损，起重机不用。用。按丝成股和股成绳的旋向分为：按丝成股和股成绳的旋向分为：.同向捻：同向捻：丝成股和股成绳的绕制方向是相丝成股和股成绳的绕制方向是相同的，挠性好，寿命长，通过预变形同的，挠性好，寿命长，通过预变形处理防止松散。处理防止松散。.交互捻：交互捻：丝成股和股成绳的
4、绕制方向是相丝成股和股成绳的绕制方向是相反的，刚性大，寿命低，不易松散。反的，刚性大，寿命低，不易松散。按钢丝绳中钢丝与钢丝的接触分为：按钢丝绳中钢丝与钢丝的接触分为：点接触：点接触：绳股中钢丝的直径相同，内外层绳股中钢丝的直径相同，内外层的节距的节距 不等；不等；线接触：线接触：绳股中钢丝的直径不相同，有绳股中钢丝的直径不相同，有X、W、T三种；三种；面接触：面接触：绳股制成特殊形状，如三角股、绳股制成特殊形状，如三角股、扁股等。扁股等。按绕制方向：按绕制方向：左旋和右旋，多用右旋。左旋和右旋，多用右旋。不旋转钢丝绳：不旋转钢丝绳：4.绳芯绳芯作用：提高绳的挠性、弹性、润滑性。作用：提高绳的
5、挠性、弹性、润滑性。材料：材料：有机芯（浸油的棉、麻）有机芯（浸油的棉、麻）提高提高绳的挠性、弹性、润滑性，但不能承横绳的挠性、弹性、润滑性，但不能承横向载荷，不耐高温；向载荷，不耐高温；石棉芯石棉芯性能同上，但耐高温；性能同上，但耐高温；金属芯金属芯能承横向载荷，耐高温，能承横向载荷，耐高温，但挠性差。但挠性差。5.钢丝绳的标记钢丝绳的标记例：例：619（1612）-20-1700-镀锌镀锌-Z同同GB1102-74 意义：意义：6股；每股股；每股19根钢丝，钢丝的排根钢丝，钢丝的排列顺序为第一层列顺序为第一层1根，第二层根，第二层6根，第三层根，第三层12根；绳直径是根；绳直径是20mm；
6、公称抗拉强度是；公称抗拉强度是1700MPa；级钢丝；钢丝表面镀级钢丝；钢丝表面镀Zn；右旋；右旋；同向捻；国家同向捻；国家1974年颁布的第年颁布的第1102号标准。号标准。例：例：6w1977-20-1700-镀锌镀锌-Z同同GB1102-74 意义：意义：6股股W型钢丝绳；绳芯是金属芯，型钢丝绳；绳芯是金属芯，7股，每股股，每股7根钢丝；其他同上。根钢丝；其他同上。6.钢丝绳的选择钢丝绳的选择、钢丝绳受力情况：拉伸、扭转、弯曲、挤压、钢丝绳受力情况：拉伸、扭转、弯曲、挤压、接触，这些载荷中既有动载荷又有静载荷，主要载接触，这些载荷中既有动载荷又有静载荷，主要载荷是拉伸静载荷。荷是拉伸静载
7、荷。、钢丝绳的结构：丝直径、螺旋角、股数、绳芯、钢丝绳的结构：丝直径、螺旋角、股数、绳芯均不同。均不同。经验公式：经验公式：式中：式中：Sp钢丝绳的破断拉力；钢丝绳的破断拉力；K安全系数；安全系数；折算系数折算系数 Ab绳中全部钢丝破断拉力总和，绳中全部钢丝破断拉力总和，A为为 钢钢丝总面积，丝总面积，b为钢丝抗拉强度。为钢丝抗拉强度。7.提高钢丝绳寿命的措施提高钢丝绳寿命的措施避免反向弯曲；避免反向弯曲；增加滑轮和卷筒的直径；增加滑轮和卷筒的直径；降低滑轮和卷筒材料的硬度；降低滑轮和卷筒材料的硬度；搞好绳的润滑。搞好绳的润滑。8.钢丝绳的报废钢丝绳的报废GB597286中钢丝绳的报废标准规定
8、，中钢丝绳的报废标准规定，钢丝绳使用的安全程度由下列项目判定：钢丝绳使用的安全程度由下列项目判定：、断丝的数量和性质；、断丝的数量和性质；、绳端断丝；、绳端断丝；、断丝的局部聚集；、断丝的局部聚集；、断丝的增加率；、断丝的增加率；、绳股断裂；、绳股断裂；、由于绳芯损坏而引起的绳径减小；、由于绳芯损坏而引起的绳径减小；、弹性减小；、弹性减小；、外部及内部磨损。、外部及内部磨损。9.钢丝绳绳端的固接方法钢丝绳绳端的固接方法绳卡固定；绳卡固定；编结法；编结法；楔套固定法；楔套固定法；灌铅法；灌铅法；压套法。压套法。二二.滑轮滑轮 功用：引导绳并使其改变运动方向。功用：引导绳并使其改变运动方向。材料：
9、材料：铸铁铸铁工艺性好，易切削，便宜，工艺性好，易切削，便宜，对绳损伤小，强度对绳损伤小，强度 低，易脆断。低，易脆断。铸钢铸钢工艺性不好，硬，绳磨损大，工艺性不好，硬，绳磨损大，强度高，不断裂。强度高，不断裂。球墨铸铁球墨铸铁工艺性好，有一定的强工艺性好，有一定的强度和韧性，不裂。度和韧性，不裂。结构：轮毂、轮辐、轮缘。结构：轮毂、轮辐、轮缘。直径：直径：Ded e工作类型系数；工作类型系数；d钢丝绳的直径钢丝绳的直径 效率：效率：（考虑绳的僵性和磨损）（考虑绳的僵性和磨损）第二节第二节 滑轮组与卷筒滑轮组与卷筒一一.滑轮组滑轮组 1.定义：定义：由钢丝绳依次绕过若干个定滑由钢丝绳依次绕过若
10、干个定滑轮和动滑轮组成的联合装置。轮和动滑轮组成的联合装置。2.滑轮组的种类滑轮组的种类 按工作原理按工作原理 省力滑轮组：分单联和双联，一省力滑轮组：分单联和双联，一般多用单联滑轮组，单联滑轮组中，般多用单联滑轮组，单联滑轮组中，只有一根绳，绳的一端固定，一端只有一根绳，绳的一端固定，一端为自由端。为自由端。增速滑轮组：增速但费力。增速滑轮组：增速但费力。3.滑轮组的倍率滑轮组的倍率 滑轮组中承重钢丝绳的根数与驱动钢丝绳滑轮组中承重钢丝绳的根数与驱动钢丝绳的根数之比称为滑轮组的倍率的根数之比称为滑轮组的倍率a，也可以用绕，也可以用绕入卷筒钢丝绳的速度和重物的起升速度之比入卷筒钢丝绳的速度和重
11、物的起升速度之比表示滑轮组的倍率。即表示滑轮组的倍率。即对于单联对于单联 滑轮组，滑轮组，Z驱动驱动等与等与1，所以，所以a=Z承载承载4.单联滑轮组中钢丝绳最大拉力单联滑轮组中钢丝绳最大拉力 理想情况下：理想情况下：S1=S2=S3=Q/a实际情况（即考虑了钢丝绳的僵性实际情况（即考虑了钢丝绳的僵性和摩擦后）：和摩擦后）：S1S2S3Sa若用滑轮的效率表示，有若用滑轮的效率表示，有S1S2=S1S3=S=.Sa-1=Sa-2=a-2 Sa=Sa-1=Sa-1a-1而全部而全部Q由由a根钢丝绳来承担，所以根钢丝绳来承担，所以S1+S2+S3+Sa-1+Sa=Q即即S1+S1+a+a-1=QS1
12、（1+2+）=Q 5.滑轮组的效率滑轮组的效率n二二.卷卷 筒筒1.功用功用 贮绳、将绳的回转运动转换为贮绳、将绳的回转运动转换为直线运动。直线运动。2.类型类型按卷筒表面按卷筒表面:光面和槽面卷筒光面和槽面卷筒按贮绳层数：按贮绳层数：单层和多层。单层和多层。按卷筒形状：柱形、锥形、曲线形。按卷筒形状：柱形、锥形、曲线形。3.钢丝绳在卷筒上的固定钢丝绳在卷筒上的固定4.钢丝绳进出滑轮和卷筒的偏角钢丝绳进出滑轮和卷筒的偏角三三.吊钩吊钩功用：取物装置。功用：取物装置。材料：材料：20，16Mn，20Mn等。等。制造：锻造；不小于制造：锻造；不小于20mm厚的钢片铆接，厚的钢片铆接，但决不允许铸造
13、。但决不允许铸造。类型：类型：1、长钩、长钩两根轴，滑轮奇数偶数均可，但有效起升高两根轴，滑轮奇数偶数均可，但有效起升高度小一些。度小一些。2、短钩、短钩一根轴，滑轮在吊钩两侧，必须用偶数个滑一根轴，滑轮在吊钩两侧，必须用偶数个滑轮，外形高度小，但横梁重量大，尺寸大。轮，外形高度小，但横梁重量大，尺寸大。3 制动器制动器一一.功用功用 控制机械的运动速度，使其减速或停止。控制机械的运动速度，使其减速或停止。二二.类型类型按工作状态：按工作状态：1.常闭式常闭式经常处于合闸状态，机构工作经常处于合闸状态，机构工作时借外力松闸；时借外力松闸；2.常开式常开式经常处于松闸状态，需制动时经常处于松闸状
14、态，需制动时借外力合闸；借外力合闸；3.综合式综合式通电常开，断电常闭。通电常开，断电常闭。按构造：按构造：1.带式带式结构简单，紧凑，制动力矩大，结构简单，紧凑，制动力矩大，但制动轴产生较大的弯矩，带磨损不均匀。但制动轴产生较大的弯矩，带磨损不均匀。2.块式块式制动力矩小，放在高速轴上。制动力矩小，放在高速轴上。3.片式片式合闸力为轴向力，用较小的力就合闸力为轴向力，用较小的力就可以获得较大的制动力矩，增加摩擦片数就可以获得较大的制动力矩，增加摩擦片数就可以增加制动力矩可以增加制动力矩，但散热差。，但散热差。4.锥式锥式利用锥形结构产生摩擦力。利用锥形结构产生摩擦力。5.特种特种棘轮停止器，
15、防逆转。棘轮停止器，防逆转。三三.常用制动器常用制动器1.短行程电磁铁双块式制动器短行程电磁铁双块式制动器特点：特点：结构简单，紧凑，制造安装方便，结构简单，紧凑，制造安装方便，成对制动块压力相互平衡，但电成对制动块压力相互平衡，但电磁铁吸合时冲击和噪声大，松闸磁铁吸合时冲击和噪声大，松闸力小，用于中小型起重机。力小，用于中小型起重机。2.带式制动器带式制动器特点：特点：结构简单，带的拉力作用引起结构简单，带的拉力作用引起制动轮轴弯曲，磨损不均匀，散制动轮轴弯曲，磨损不均匀，散热差。热差。3.棘轮停止器棘轮停止器 特点：特点：构造简单，工作可靠，但冲击构造简单，工作可靠，但冲击大，有噪音。大，
16、有噪音。4 卷扬机卷扬机一一.定义定义 以电动机为动力，并通过以电动机为动力，并通过各种不同的传动型式使卷筒作各种不同的传动型式使卷筒作回转运动的一种小型机械。回转运动的一种小型机械。二、常用卷扬机二、常用卷扬机 1、电动可逆式卷扬机、电动可逆式卷扬机特点：特点：卷筒的正反转由电动机控制，逆转重物卷筒的正反转由电动机控制，逆转重物下降，断电立即制动，安全可靠，操纵简便，下降，断电立即制动，安全可靠，操纵简便，易远距离自动控制，但重物不能加速下降，易远距离自动控制，但重物不能加速下降，电动机逆转需消耗功率，电动机要带栽起动。电动机逆转需消耗功率，电动机要带栽起动。性能：性能：牵引力（牵引力（5100）KN 牵引速度（牵引速度（0.150.17）m/s 容绳量（容绳量（100350）m 2、双卷筒快速卷扬机、双卷筒快速卷扬机特点：特点：卷筒正转起吊，重物降落靠自重。卷筒正转起吊，重物降落靠自重。性能：性能：牵引力（牵引力（550）KN 牵引速度（牵引速度（0.40.75）m/s 容绳量（容绳量（100500）m 重物下降速度重物下降速度2 m/s或更大。或更大。