滑车组吊装技术

1、浅述滑车组吊装技术 一、前言大型构件和设备安装技术，是建设工程重要的技术组成部分。起重吊装技术是大件安装技术的主要内容，它是人类在广泛生产活动的基础上形成的，并在人们反复实践认识的基础上发展完善起来的。现代工业技术的发展，促使大件安装水平飞跃，形成当今种类繁杂、手段先进、装备强大的一门专业学科。大型构件和设备安装技术分为整体吊装、综合整体吊装和散件吊装三种情况。整体吊装的优势在于提高工件的工厂化制造程度、有利于产品的质量控制、减少高空作业量、缩短施工现场的安装工期以及减少工程造价等，整体安装代表了大件安装的一个发展方向。当今的大件安装技术是以确保安全作业为前提，以解决高、重、大、精、尖、特、新

2、等吊装难题为目的，有机结合了材料科学、经典力学、计算机控制技术、液压技术、机械工艺学等多门学科而形成的实用专业技术。将来，大件安装行业会不断遇到新课题，仅仅依靠现有的技术还不能满足发展的需要，要求不断革新工艺，技术创新，推动施工技术进步，更好地为建设工程服务。滑车组吊装技术广泛地应用在各个施工领域，动滑轮能减少牵引力，不能改变拉力方向，定滑轮能改变方向，但不能减少牵引力，滑轮组则及能减少牵引力，又能改变拉力方向，吊装作业中，多使用各式滑轮组，以便以较少的牵引力吊装重量较大的设备，例如，2000年，淮化1830改扩建工程合成、气化装置中的合成塔（180吨）和三台气化炉（86吨）的吊装，采用大型滑

3、车组利用50米和39米的混凝土框架，2005年宁夏捷美集团银川项目化肥扩能改造合成氨装置CO2再生塔、CO2闪蒸槽，采用用200t/56m双桅杆抬吊，吊装滑车组选用250t、200t的铜套滑车，9轮在下，8轮在上与桅杆上部滑轮箱组成9*10的滑车组，双出头，地面经过3个导向，完成吊装任务。论文的目的，全面阐述滑车组使用的吊装技术，从钢丝绳、滑车、卷扬机、锚点的选用及计算出发，说明了当今滑车组的吊装技术，该计算理论依据实践性很强，多年的实践证明，该技术能指导现场的施工，这次以论文的形式进行总结，供爱好钻研这门吊装技术的工程技术人员借鉴，同时希望共同探讨及批评指正。 二、滑车组吊装技术的基本要点（

4、一）、钢丝绳的选用与计算 钢丝绳有抗拉强度高、弹性大、挠性好、耐磨损、寿命长、价格适中等诸多优点，故用得非常广泛。视组成钢丝绳股数和钢丝数目的多少、捻制方法的差异及有无麻芯等，把钢丝绳分成十余种。设备吊装中一般只使用其中由6股组成的3种。1、设备吊装用钢丝绳的种类和用途 设备吊装中常用由1根麻芯和6股钢丝组成的3种钢丝绳，以619+1、637+1和661+1表示其组成，其中6表示为6股、1表示有1根麻芯，而19、37、61则表示每股内的钢丝数。以同直径者相比较，钢丝多且细，则绳的挠性好，而耐磨性则稍差。 此3种钢丝绳的用途和标记举例：(1)、619钢丝绳：作拉索、缆风绳及在其他少弯曲、受磨损时

5、采用；(2)、637钢丝绳：宜用于滑车组及其他呈弯曲时采用；(3)、661钢丝绳：用于滑车组，制作吊索、起吊绑绳和重型起重机械。 标记举例(GBll0274)，标记简化如下： 钢丝绳619151700表示6股，每股19丝，钢丝绳直径5mm，钢丝绳抗拉强为1700MPa。2、钢丝绳的规格（略）3、钢丝绳的许用拉力 钢丝绳的许用拉力可按式(1-1)计算 (1-1)式中 T钢丝绳的破断拉力，N； K钢丝绳的安全系数，按表1-6选用。 如钢丝绳的规格表中给出钢丝破断拉力总和时，应先求钢丝绳破断拉力，再计算钢丝绳的许用拉力，即： 钢丝绳破断拉力=换算系数钢丝破断拉力总和 按GB110274标准，换算系数

6、c值为：619钢丝绳 c=085 637钢丝绳 c=082661钢丝绳 c=0801-6 钢丝绳安全系数起重机类型特性和使用范围最小安全系数 桅杆式起重机、自行式起重机及其他类型的起重机和卷扬机 手传动4.5机械传动 轻型 中型 重型55.56 10kN以下手动卷扬机4 缆索式起重机 承担重量的钢丝绳35各种用途的钢丝绳运输热金属、易燃物、易爆物捆绑设备缆风绳千斤绳(绳扣)6636104、旧钢丝绳的折减使用和报废 久用后的钢丝绳会出现磨损、锈蚀和断丝，使其破断拉力明显减小，但一般还可折减使用，如损坏严重时必须报废。（1）、折减按钢丝绳的断丝数，从表1-7中查得折减系数，对其破断力进行折减，若钢

7、丝绳表面又有磨损，则按表1-8对折减系数向更小方向修正。表1-7 钢丝绳断丝的折减系数(一个节距内)钢丝绳破断力的折减系数钢丝绳的股丝数619十1637+1661+1捻 绕 方 式交 捻顺 捻交 捻顺 捻交 捻顺 捻0.950.900.830.800510141717357881119283333691416161819404343914202121注：一个节距的含义如多头螺纹的导程。表1-8 钢丝绳表面磨损时折减系数的修正系数钢丝表面磨损占直径的分数101520253030以上修正系数0.80.70.650.550.500注：表中磨损比率按单根钢丝或整根钢丝绳计算均可。（2）、报废如钢丝绳有

8、断股、锈蚀严重、断丝和磨损超过标准、受热退火和发生各种严重变形时，钢丝绳应报废。按国家规范规定，在一个节距内断丝根数达到表19所列根数时，钢丝绳即应报废。表1-9 钢丝绳在一个节距内断丝的报废标准强度安全系数钢丝绳结构619+1637+1661+1交 捻顺 捻交 捻顺 捻交 捻顺 捻71214166782226301113153638401819205、钢丝绳附件在使用钢丝绳时常需用套环和绳卡作为附件。钢丝绳用套环有型钢套环、普通套环和重型套环3种，市场均有售，使用时，钢丝绳的一端嵌在套环的凹槽中，形成环状，用以保护钢丝绳承载时免受损伤；绳夹供固定钢丝绳末端时卡接之用，用时把绳端弯成圆环状以后

9、，在并列压紧的状态下，以箍卡的方式连接起来，承受拉力，其连接强度应大于该钢丝绳的许用拉力，虽然绳夹有数种结构形式，但最常用的是标准绳夹，即GB5976-86型。常用于缆风绳、吊索等固定端的连接上，一般与套环一起使用。6、吊索 吊索又称千斤绳、绳扣，用其挂在起重机吊钩上或悬挂于滑车组的下滑车上，吊装设备等重物。吊索用钢丝绳制成。吊索用钢丝绳制作，其端头以插接法制成封闭形式的万能吊索和两端成环状的轻便吊索，如图13所示。其插接长度，约等于20-30倍钢丝绳直径，而长度应根据吊装需要而定，其规格参见表1-15和表1-16。轻便吊索的环内可装上套环，也可不装套环。 （二）、滑车与滑车组的基本技术 滑车

10、与滑车组是一种重要的吊装工具，在设备吊装中用得非常广泛。1、滑车类型及作用 按滑车头部结构形式可分为吊钩型、链环型、吊环型和吊梁型；按滑车的轮数可分为单轮滑车、双轮滑车和多轮滑车，其中单轮滑车有闭口和开口两种。 滑车有HQ系列(ZBJ8000887)、HY系列林业滑车和H系列(JBl20471)，设备吊装用HQ系列和H系列。 使用滑车的目的一是承受吊装力和牵引力，二是改变牵引绳索的方向。 滑车一般用于做定滑车、动滑车、导向滑车、平衡滑车等，也常由两个滑车组成滑车组。2、HQ系列起重滑车(ZBJ8000887)（1）、起重滑车规格系列(表1-19，表1-20)表1-19 HQ系列起重滑车(ZBJ

11、80008-87)（2）、滑车标记形式及代号（3）、HQ系列起重滑车规格和性能3、HY系列起重滑车(ZBJ80008-87)4、H系列起重滑车(JBl20471) H系列滑车起重量系列符合起重机械起重量系列国家标准GB78365。（1）、滑车的规格系列本系列有14种起重量，11种滑轮配成17个品种103个规格，参见表1-23。表1-23 H系列起重滑车轮槽底径mm额定起重量t0.512358101620325080100140钢丝绳直径范围mm滑 轮 数 量70125.77.7851237.71111512341114135123412.515.51651234515.518.51852346

12、17202101352023.5245124623.525280235726.528320146830.532.536012356832.535（2）、滑车标记型式及代号附表：型式代号型 式开口吊钩链环吊环吊梁桃式开口闭口代 号KCLDWKB不加K5、滑车的用途和计算滑车按其用途和装设目的有定滑车、动滑车和导向滑车3种。（1）、定滑车定滑车安装在固定处，其滑轮只转动不位移，故只能改变力的方向，而力的大小不变，绳索的速度不变，如图1-40，定滑车一般用其做平衡滑车和导向滑车。考虑转动摩擦力其拉力户略有增加，即：图1-4 滑车计算简图 (1-2)式中 Q重物重力，kN； 单滑车效率，其值： 用于钢

13、丝绳：=0.940.98； 用于棕绳：=0.800.94。（2）、动滑车 动滑车随吊物同步移动，按其装设目的有省力动滑车图1-4b和增速动滑车图1-4c两种。如不计摩阻力，单轮可省力一半，即：而增速动滑车可使重物运动速度较滑车高1倍。（3）、导向滑车 其实，导向滑车是定滑车的用途之一，只起改变受力方向的作用，图1-4d。导向滑车的受力大小，取决于进绳和出绳方位间夹角的大小，夹角愈大则受力愈小，即： (1-3)式中 P1牵引绳的拉力； Z角度系数，见附表。附表：角度系数Z（0）01522.5304560Z21.941.841.731.411（4）、滑车组 滑车组是由定滑车和动滑车用绳索串连地穿绕

14、于滑轮之间而组成。使用时滑车组中的定滑车位置不动，只滑轮转动，而动滑车随重物同步移动，起省力作用，且滑车组中滑轮愈多，省力也愈大，但重物的移动速度亦相应愈慢。、滑车组绳索引出端拉力计算a、用载荷系数法计算出绳端拉力 按工作绳的数量和导向滑车的数量，计算出载荷系数，并列成表格，同时，从中选取，以简单方法计算出绳端拉力S： (1-4)式中 K载荷系数，见表1-25； P计算载荷。表1-25 载荷系数K工作绳索数滑轮个数(定、动滑轮之和) 导向滑车 0 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

15、11 12 13 14 15 100 0507 0346 0265 0215 0187 0160 0143 0129 0119 0110 0102 0096 0091 0087 0084 1040 0527 0360 0276 0225 019l 0165 0149 0134 0124 0114 0106 0099 0094 0090 0086 1082 0549 0375 0287 O234 0199 0173 0155 0140 0129 0119 0111 0104 0098 0083 0090 1125 0571 0390 0298 0243 0207 0180 0161 0145 0

16、13个 0124 0115 0108 0102 0091 0093 1170 0594 0405 0310 0253 0215 0187 0167 0151 0139 0129 0119 0112 0106 0100 0095 1217 0617 0421 0323 0263 0224 0195 0174 0157 0145 0134 0124 0117 0111 0102 0100 1265 0642 0438 0335 0274 0330 0203 0181 0163 0151 0139 0129 0121 0115 0108 0104b、用阻力系数法计算出绳端拉力按工作绳的数量、导向滑车

17、的数量及阻力系数(表1-26)计算出绳端拉力S：绳头从定滑车引出时： (1-5)绳头从动滑车引出时： (1-6)式中 S出绳端拉力； P计算载荷； n工作绳数； E阻力系数(滚动轴承E=1.02，青铜衬套E=1.04，无轴套的E=1.06)。表1-26 滑车组的阻力系数值En012345678910111213141516171.021.001.021.0401.0611.0831.1041.1261.1491.1721.1951.2191.2431.2681.2941.3201.3451.3721.4001.041.001.041.0821.1251.1701.2171.2661.3161.

18、3681.4231.48015401601166517321800187219471.061.00106112411921262133814191504159316901791c、以滑车组效率计算出绳端拉力若滑车用铜质滑动轴承，其E值为1.04,按工作绳数和滑车组效率计算出绳端拉力S： (17)式中 P计算载荷； n工作绳数； 滑车组效率，表127。表1-27 滑车组效率与所需拉力值工作绳根数n滑车组效率V起吊所需拉力S工作绳根数n滑车组效率起吊所需拉力S12345678096094092090088087086085104Q053Q0360028Q023Q019Q017Q015Q910111

19、21314151608308207907807750765074072013Q012Q0114Q0106Q0099Q0094Q009Q0086Q、滑车组在拉紧时的最短极限尺寸滑车组在受力拉紧状态下其最短极限尺寸是计算吊装高度的重要参数之一，可按表1-28中的尺寸选用。表1-28 滑车组在拉紧时其最小极限尺寸 起重量t滑轮轴中心的最小距离hmm拉紧状态下的最小长度Lmm151016203250801007009001000100010001200120014001400140018002000200021002600260029002900 注：1、最小极限尺寸中尚有500800mm的安全距离；

20、2表中数字适用于HQ和H系列滑车顺穿法。、起重钢丝绳长度的计算 所需起重钢丝绳的长度可由下式计算： (1-8)式中 L钢丝绳长度，m； n工作绳数，根； h提升高度(或移动长度)，m； d滑轮直径，m； I定滑车至卷扬机间距离，m； 10-安全裕量，m。、起重滑车组钢丝绳的穿绕方法 起重滑车组钢丝绳穿绕方法分顺穿法和花穿法两种。它是一项非常重要而且较为复杂的起重操作技术。a、顺穿法(图1-5)顺穿法就是将绳索的一端按顺序逐个绕过定滑车和动滑车各滑轮的一种简单穿绳方法，视卷扬机的台数不同，可抽出单头，如图1-50a；也可有一个不转动的平衡滑轮而抽出双头，如图1-5b。单头顺穿法会因各段绳索受力不

21、相等固定端受拉力最小，而后逐段受力递增，引出端受力最大，从而易造成滑车歪斜。此种穿绕方法虽有穿绕简单容易的优点，但宜用于4个滑轮以下的滑车组。 而双抽头顺穿法则不但能避免滑车发生歪斜，而且工作平稳、减少阻力，加快吊装速度。 图1-5 滑车组钢丝绳顺穿方法b、花穿法(图1-6)在滑车组滑轮数量较多，又用一台卷扬机牵引时可用花穿法，用以改善滑车组的工作条件并降低抽出头的拉力，还可保证滑车组受力均匀而起吊平稳。图1-6 滑车组钢丝绳花穿方法示例a-11；b-21；c-22；d-32；e-33；f-44；g-55；h-67；i-88；j-88许多施工企业，在长期的吊装实践中，验证了一些有效的花穿方法，

22、图16仅为其中的一部分，起示例作用。c、穿绕方法的选择 在选择起重滑车组钢丝绳穿绕方法时应综合考虑以下要求，视具体情况选用。 、穿绕方法应简单，容易操作，尽量避免采用过分复杂的穿绕方法； 、在负载后滑车组应不产生歪斜，或只发生轻度歪斜，避免随吊装的进行而使滑车组歪斜加剧的情况发生； 、牵引钢丝绳进入滑轮的偏角应控制在不大于40的范围内； 、在动滑车移动过程中，各段穿行的钢丝绳之间只能发生轻度摩擦，切不可产生危及安全的严重摩擦，更不可缠绕在一起；、在卸载后靠吊具和动滑车的质量应能达到动滑车和绕绳顺利下降；、一般花穿法要求吊物达到预定位置后，其定滑车和动滑车之间距离要稍大些。 （三）、起重机具在起

23、重作业中，常用卸扣、吊钩与吊环、索具螺旋扣等为连接工具。还经常使用卷扬机、千斤顶和手拉葫芦。 图1-7 卸扣1、卸扣(图1-7)卸扣也称卸甲或卡扣，是在起重作业中用得最多的连接工具之一。有用普通碳素钢制成的卸扣，分15种规格，最大者许用负荷为210kN(21tf)，为市场产品，其技术规格见表1-29。还有用优质碳素钢制成的较大规格的卸扣，也有15种规格，最大者许用负荷为500kN(50tf)，其技术规格见表1-30。我国也有制造厂家生产更大规格的卸扣，有13种规格，最大者许用负荷2000kN(200tf)，其技术规格列表1-31，供参考选用。如需自行制造卸扣时，其弯环可用Q235-A、20号钢

24、、30号钢经锻造而成，横销材料用40号钢或45号钢制造。卸扣的构成尺寸，可参照以上数表中的数字。对弯环和横销均需进行强度计算。制成后应以1.5倍许用负荷进行拉力试验。2、索具螺旋扣 索具螺旋扣也称花篮螺丝、紧线扣，按两端头形状分为OO、CC、UU、CO、CU、OU等6种，还分为开式和闭式螺旋扣，如反正扣螺纹外露则叫开式索具螺旋扣，不外露则为闭式索具螺旋扣。索具螺旋扣用于拉紧钢丝绳，并可起调节松紧作用，O型头用于不经常拆卸的连接，而C型头则用于经常拆卸的连接。3、牵引设备 在设备吊装中常用的牵引设备有电动卷扬机、手动卷扬机和绞磨，一般大、中型设备吊装均用电动卷扬机。手动卷扬机和绞磨只用在设备质量

25、不大，要求起重速度较低或没有电源的吊装作业中。这里着重介绍电动卷扬机的设备性能及使用方法。、电动慢速卷扬机 电动卷扬机广泛用于设备吊装中，它具有牵引力大、速度快、结构紧凑、操作方便和安全可靠等特点。 电动卷扬机有单筒和双筒两种，又分可逆式和摩擦式两类。设备吊装中常用齿轮传动的可逆式慢速卷扬机，它由电动机、联轴器、制动器、减速器、带大齿轮的卷筒、控制开关和机架等组成。钢丝绳额定拉力(kN)有3、5、10、15、30、50、80、100、120、160、200、320、500等13种，其中设备吊装最常用的有30kN、50kN、80kN、100kN等几种。、电动慢速卷扬机的规格和性能 因我国有多家工

26、厂生产卷扬机，虽同型号，但各厂产品的技术参数有同有异，选购时应以机械产品目录为准。、电动卷扬机的安装和使用注意事项 在设备吊装中，卷扬机直接承受较大的牵引力，其安装是否稳固和正确，将危及吊装安全，必须引起我们足够的重视，其安装和使用注意事项如下：a、电动卷扬机应安装在乎坦、开阔、前方无障碍物的地方，操作人员应能直视设备吊装过程，同时又可接受指挥信号；b、卷扬机的安装位置宜离开吊装中心稍远一些，如用桅杆吊装时，其距离不得小于桅杆的高度；c、第一个导向滑车距卷筒轴线距离应大于卷筒长度的25倍，以保证偏角20，如图1-9所示，这样绕上卷筒的钢丝绳才可按顺序排列，不致缠绕在一起；d、卷扬机的固定应可靠

27、，严防倾覆和移动。一般用地锚、车间柱基和重物施压等为锚固点，绑缚卷扬机底座的固定绳索应从两侧引出，以防底座受力后移动；e、用调整导向滑车位置的方法，使牵引钢丝绳从卷筒底面水平地绕人卷筒； 图1-9 第一个导向滑车的位置示意图1一卷筒；2一第一个导向滑车f、严禁超负荷使用卷扬机，在重大的吊装作业中，于牵引绳上应装有测力计，用其定量地检测其拉力值；g、在使用前应全面检查卷扬机的机械装置和电气系统。机械装置应润滑充分、动作灵活、声音正常，特别是制动器应松紧适度、制动可靠。电气系统应绝缘良好、控制开关操作灵活、切换正确无误；h、在起吊重型设备试吊时，应着重检查卷扬机的受力和稳固状态、牵引绳拉力值、电动机的电流值等。还应检查绳头在卷筒上固定是否牢靠，初始绕绳数是否多于3圈等。（四）、锚碇装置在设备吊装和运输中，常需用锚碇装置，用以固定卷扬机、缆风绳、定滑车和导向滑车等。锚碇装置是吊装设施的重