对起重机卷筒与钢丝绳缠绕形式的认识

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【摘 要】 钢丝绳在卷筒上的缠绕无非单层和多层的区别，单层容易控制，而多层就比较难，尤其是多层后的乱绳问题。这里介绍一些集中绕线形式。

【关键词】 钢丝绳 螺旋式 折线式 卷筒

钢丝绳或许是任何提升设备最重要的元件，必须正确无误地卷绕到绞车卷筒上，才能顺利地进行作业。带有绳槽的卷筒有助于将钢丝绳整齐地卷绕，避免钢丝绳乱绳。钢丝绳的卷绕，要尽量平滑，这样才能发挥钢丝绳的性能，延长使用寿命。

钢丝绳卷绕在卷筒上的理想形式是一定要开始于卷筒的一端，每当卷筒旋转一圈时，新卷绕的钢丝绳恰好落在下面一层钢丝绳的绳股之间。当钢丝绳卷绕到卷筒的另一端（或法兰）时，钢丝绳开始卷绕第二层，然后再整齐地卷绕到它最先开始的法兰处。当卷筒上有几层钢丝绳时，上层钢丝绳有可能挤压下层钢丝绳。若上层绳股与下层绳股成一定角度，问题尤其严重。卷筒上若有为钢丝绳导向的绳槽，将有助于卷绕顺利进行。绞车卷筒基本有两种绳槽形式，一是螺旋式的，一是折线式的。

1 螺旋式绳槽

螺旋式绳槽就像一条螺旋线，或者像螺栓的螺纹线。螺旋式绳槽有助于引导钢丝绳整齐地卷绕在卷筒上，避免钢丝绳的损坏。然而，这种几何形状绳槽的问题是，当钢丝绳到达卷筒的一端时，虽然第一层能够整齐地卷绕在整个卷筒上，但不能引导第二层钢丝绳沿着卷筒整齐地绕回，相反，第二钢丝绳自然地按一定的角度压在下面一层钢丝绳上。解决这一问题的办法是在端部法兰上增加一个凸台。即使这样，螺旋式绳槽也不适用于两层以上钢丝绳的卷绕方式。

Frank LeBus是一位向油田提供设备的美国人，1937年他利用一根绳槽导杆解决了提升卷筒卷绕钢丝绳的问题，并获得了专利。后来他对这个专利进行了改进，称为LeBus双折线卷绕系统。该系统的几何形状与众不同，除了两处是折线外，绳槽与卷筒的法兰（边缘）平行。

2 折线式绳槽

折线绳槽意味着第二层钢丝绳没有与第一层钢丝绳交叉，它大部分卧在下面一层钢丝绳所形成的绳槽中。它把卷绕钢丝绳交叉的长度减少到卷筒圆周长度的20%左右，而剩下的80%则与内层钢丝绳一样平行于卷筒的法兰。

折线绳槽卷筒一般常称之为Lebus卷筒，这种几何形状的绳槽则称之为Lebus绳槽，是以它的发明人命名的。从技术角度上来讲，这种称谓是不正确的，因为Frank的孙子Charles拥有的Lebus国际公司今天仍然存在，并一直生产绞车卷筒和相关卷绕钢丝绳的设备。它的总部设在美国得克萨斯州的longview市，在德国、英国和日本均有姊妹公司。Lebus国际公司今天仍然生产与其名称相同的设备，而其他的公司也生产自己的折线绳槽卷筒。称呼这些卷筒为Lebus卷筒就像称呼所有的履带挖掘机为卡特彼勒挖掘机一样，是不合适的。

2.1 折线式绳槽的劣势

折线绳槽卷筒的缺点在于，它比较复杂，所以比螺旋绳槽卷筒的价格贵一点。然而，这额外的费用因节省钢丝绳而很快地得到补偿，因为钢丝绳价格很贵，并且更换新的钢丝绳也占用了生产时间。折线绳槽卷筒也需要一定的作业条件。这些条件中最重要的一个条件是钢丝绳的偏角，它是钢丝绳从卷筒到第一个固定滑轮之间的角度，一般来讲，这个偏角不应大于1.5°，并且不应小于0.5°。虽然有些公司稍有差异（大约有0.25°的变化），但记住这个通用的数据是有好处的。最佳的偏角还取决于负荷、钢丝绳结构和提升速度。这一偏角表明，卷筒距离滑轮每10m，钢丝绳距离卷筒中点的距离不应大于260mm（两法兰之间为520mm）。对于在卷筒上只有一层钢丝绳的作业来讲，螺旋绳槽通常是最好的选择。在多层钢丝绳作业方面，折线绳槽具有更高的效率。对于折线绳槽卷筒来说，若其偏角超过推荐的范围，可以利用一个称之为角度补偿器的特殊装置进行补偿。

2.2 折线式绳槽的优势

折线绳槽使各层之间的负荷均匀分布，实践证明大大延长了钢丝绳的寿命。事实上，试验表面可延长钢丝绳寿命500%以上。减少钢丝绳的损坏就是提高安全性，并且减少了机械的停工时间。

3 结语

折线绳槽卷筒的特点是绳槽在卷筒的每一周范围内，有大约75%～80%的绳槽为直线段，其余少部分为斜线绳槽。钢丝绳在进行多层卷绕时，通过斜线绳槽来固定上层钢丝绳与下层钢丝绳交叉过渡的位置，在绳槽直线段，上层钢丝绳完全落人下层钢丝绳两相邻的绳圈形成的绳槽内，使上下层钢丝绳之间的接触改善，提高了钢丝绳的使用寿命。再配合卷筒两端带有返回凸缘的阶梯挡环，引导钢丝绳顺利爬升返回，避免钢丝绳由于相互切人挤压而造成的乱绳，且减少磨损，使钢丝绳卷绕按设计者的意图一层层的整齐排列。对于起重吨位大，要求多层卷绕的卷扬装置，由于钢丝绳的受载大，排绳机构的设备较为笨重，且双向月牙螺母磨损严重，设备运行可靠性难以保证。此时可采用折线绳槽和阶梯挡环代替传统的排绳机构以实现钢丝绳的多层卷绕及整齐排列。

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