工程起重机械课件第2章钢丝绳及其卷绕装置

第二章钢丝绳及其卷绕装置

2007年10月主讲教师:楼力律欢送对本课程提出珍贵意见第2章钢丝绳及其卷绕装置本章我们将要学习的内容钢丝绳滑轮及滑轮组卷筒第2章钢丝绳及其卷绕装置第一节钢丝绳第1节钢丝绳1.概述1.1钢丝绳的用途钢丝绳不仅广泛用于起升机构、变幅机构、牵引机构中，有时也用于回转机构。起重捆扎物品也采用钢丝绳。此外，钢丝绳还用作桅杆起重机的桅杆张紧绳，缆索起重机与架空索道的承载绳。钢丝绳与别的挠性构件相比所具有的优点：1〕强度高，承载能力大过载能力强，弹性好，耐冲击，自重轻；2〕挠性较好运行平稳，即使速度高时也无噪音，可以高速工作；3〕工作可靠，不会突然破断。第1节钢丝绳1.概述1.2钢丝绳的材料及制造工艺钢丝绳是由直径为0.5~2mm的许多钢丝拧成。钢丝绳的钢丝要求有很高的强度，通常用含碳量0.5%~0.8%的优质碳素钢制成。优质钢锭通过热轧制成直径为F6的圆钢，然后经过屡次冷拔及热处理等专门工艺过程，冷拔强化到很高的强度，其强度极限可达1400MPa~2000MPa。选用钢丝绳强度极限高者可以减小钢丝绳直径，但太高，钢丝绳的僵性太大，对工作反而不利。起重机上以选用1550~1850MPa抗拉强度的钢丝绳为宜。第1节钢丝绳1.概述钢丝的质量根据韧性的上下，即耐弯折和扭转次数的多少可分为特号:能承受反复弯曲和扭转次数较多，钢丝韧性最好，用于载人升降机和大型浇注起重机；I号：能承受反复弯曲和扭转次数一般，韧性较好，用于一般起重机；II号:钢丝韧性一般，用于系物、张紧等次要用途。第1节钢丝绳2.钢丝绳的种类2.1根据钢丝绳的捻绕次数分类第1节钢丝绳2.钢丝绳的种类2.1根据钢丝绳的捻绕次数分类单绕绳：由假设干层钢丝依次围绕一钢芯绕制而成，只有一股，僵性大，挠性差，强度高，不宜作起重绳，只适用于作起重机的桅索以及架空索道或缆索起重机的承载绳。双绕绳:它先由钢丝捻成股，再由股捻成绳。绳芯材料对钢丝的挠性有很大影响。如采用麻、石棉为绳芯，那么钢丝绳的挠性较好；这种绳制造工艺不太复杂，因此在起重机中应用最多。三绕绳：把双绕绳作为股，再用几股捻成绳。挠性特别好，但由于制造复杂，本钱高，钢丝太细，容易磨损折断，故在起重机中不采用。第1节钢丝绳2.钢丝绳的种类2.2根据钢丝绳的捻向分类同向捻：〔也称顺绕绳〕。其丝捻成股与股捻成绳的方向相同挠性和寿命都较交互捻绳要好，但因其易扭转、松散，一般只用来做牵引绳。第1节钢丝绳2.钢丝绳的种类2.2根据钢丝绳的捻向分类交互捻钢丝绳：交互捻钢丝绳〔也称交绕绳〕。其丝捻成股与股捻成绳的方向相反。由于股与绳的抢向相反，便用中不易扭转和松散，在起重机上广泛使用。混合捻钢丝绳：由两种相反绕向的股捻成的钢丝绳。有半数股为右旋，半数股为左旋，其性能介于同向捻和交互捻之间，但因制造困难，仅在吊具较轻的大起升高度起重机中推荐采用。第1节钢丝绳2.钢丝绳的种类2.3根据股的形状分类圆形股：制造方便，常用异形股绳:三角股、圆形股、扁股等。水电工地的起重机上一般不用。第1节钢丝绳2.钢丝绳的种类2.4根据股的构造分类①点接触钢丝绳：是采用等直径钢丝捻制。由于各层钢丝的捻距不等，各层钢丝与钢丝之间形成点接触。受载时钢丝的接触应力很高，容易磨损、折断，寿命较低，优点是制造工艺简单、价廉。点接触钢丝绳常作为起重作业的捆绑吊索，起重机的工作机构也有采用。②线接触钢丝绳:是采用直径不等的钢丝捻制。将内外层钢丝适当配置，使不同层钢丝与钢丝之间形成线接触，使受载时钢丝的接触应力降低。线接触绳承载力高、挠性好、寿命较高。第1节钢丝绳2.钢丝绳的种类2.4根据股的构造分类③面接触钢丝绳：通常以圆钢丝为股芯，最外一层或几层采用异形断面的钢丝，层与层之间是面接触，用挤压方法绕制而成。其特点是，外表光滑、挠性好、强度高。耐腐蚀，但制造工艺复杂，价格高，起重机上很少使用，常用作缆索起重机和架空索道的承载索。点接触绳线接触绳面接触绳第1节钢丝绳2.钢丝绳的种类线接触绳的优点：由于相邻钢丝之间为线接触，降低了钢丝的接触应力，提高了钢丝绳的寿命；粗细钢丝的分布合理，外层用粗钢丝提高耐磨性，内层用细钢丝提高挠性；由于采用不同直径的钢丝，对于相同直径的钢丝绳，线接触钢丝绳比点接触钢丝绳的总横截面面积大，破断力大；在承载不变的情况下，采用线钢丝绳，可以选用较小的直径，从而可以选用较小的卷筒与滑轮。第1节钢丝绳2.钢丝绳的种类线接触绳的三种根本构造型式：1)外粗式(希鲁型)，代号X2)粗细式(瓦林吞型)，代号W3)填充式,代号T第1节钢丝绳2.钢丝绳的种类2.5根据钢丝绳外表处理分类①光面钢丝钢丝绳：当不是因腐蚀造成报废原因时，宜采用这种钢丝绳。②镀锌钢丝钢丝绳:当因腐蚀是造成报废主要原因时，宜采用这种钢丝绳。2.6根据钢丝绳股的数目来分6股绳、8股绳和18股绳外层股的数目越多，钢丝绳和滑轮槽或卷筒槽的接触越好，不仅增加钢丝绳的寿命，也减少了滑轮和卷筒的磨损。第1节钢丝绳2.钢丝绳的种类2.6绳芯绳芯的作用：增加挠性、弹性和润滑。绳芯的种类:有机芯:用浸透润滑油的麻绳做成，工作时起润滑作用。有机钢丝绳不能用于高温环境。石棉芯:用石棉绳做成，可耐高温。金属芯:用软钢的钢丝绳或绳股作为绳芯，可耐高温并能承受较大的横向压力，用于高温或多层卷绕的地方。第1节钢丝绳3.钢丝绳的受力分析实际工作中，钢丝绳的受力是很复杂的，它的应力很难精确计算，主要受力状态有以下几种：1〕拉应力；2〕弯曲应力；3〕挤压应力。第1节钢丝绳3.钢丝绳的受力分析3.1拉应力钢丝绳受拉时，钢丝的拉应力为：S：钢丝绳的拉伸载荷(N);d:钢丝的直径(mm);i:钢丝绳中钢丝的根数d:钢丝绳的直径(mm);:填充系数

k：应力分布不均匀系数，由钢丝有螺旋角引起k=1.2第1节钢丝绳3.钢丝绳的受力分析3.2弯曲应力钢丝绳绕上卷筒或滑轮时，钢丝受到弯曲产生弯曲应力E1–钢丝绳的弹性模量E1≈80GPaD–卷筒或滑轮的直径(mm)假设采用钢丝(金属)的弹性模量：第1节钢丝绳3.钢丝绳的受力分析3.3挤压应力钢丝绳与卷筒或滑轮绳槽接触，钢丝绳的拉伸载荷不仅能引起钢丝之间而且引起钢丝绳和卷筒或滑轮槽之间的挤压应力。正压力产生的单位弧长的压力S钢丝绳的拉伸载荷假定钢丝绳沿整个半圆周均与绳槽接触，那么可根据比压为正弦分布的原理，求得最大单位压力：第1节钢丝绳4.钢丝绳的选择选用钢丝绳可分为两个步骤进行：1、确定钢丝绳结构型式钢丝绳的型式，不仅决定于它的断面形状，而且决定于它的绳芯、绳拧方向等因素；为提高钢丝绳的寿命，建议优先采用线接触钢丝绳。在潮湿的环境，为了防腐应采用镀锌钢丝绳。第1节钢丝绳4.钢丝绳的选择钢丝绳技术参数的标记方法GB1102钢丝绳6×37—15.0—1550—Ⅰ—甲—镀—右交①②③④⑤⑥⑦⑧⑨①——钢丝绳的股数，起重机常用6股绳。②——钢丝绳的结构型式，点接触普通钢丝绳，标记“×〞；线接触瓦林吞型钢丝绳〔粗细式〕，标记“W〞；线接触希鲁型钢丝绳〔外粗型〕，标记“X〞；线接触填充型钢丝绳〔密集型〕，标记“T〞；第1节钢丝绳4.钢丝绳的选择钢丝绳技术参数的标记方法GB1102钢丝绳6×37—15.0—1550—Ⅰ—甲—镀—右交①②③④⑤⑥⑦⑧⑨③——每股钢丝数，起重机常用的6股绳一般每股钢丝有19根和37根两种。④——钢丝绳的直径〔mm〕。⑤——钢丝的公称抗拉强度b〔MPa〕。⑥——钢丝的韧性等级，根据实际级别分别标记“特〞、“Ⅰ〞、“Ⅱ〞。第1节钢丝绳4.钢丝绳的选择钢丝绳技术参数的标记方法GB1102钢丝绳6×37—15.0—1550—Ⅰ—甲—镀—右交①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑦——钢丝外表经过镀锌处理，根据实际级别分别标记“甲〞、“乙〞、“丙〞。⑧——钢丝外表处理特征，外表不做处理的，标记“光〞，或不加标记；外表镀锌处理的，标记“镀〞。⑨——钢丝绳的捻制方式和方向，右捻绳标记“右〞；左捻绳标记“左〞；交互捻标记“交〞；同向捻标记“同〞。第1节钢丝绳4.钢丝绳的选择2、钢丝绳直径确定-平安系数法钢丝绳的破断拉力应满足下式：F0：钢丝绳的破断拉力，N；S：钢丝绳的最大工作静应力，N；n：钢丝绳的最小平安系数，根据?起重机设计标准?，如下表选取。用途起重机工作机构用钢丝绳其他用途钢丝绳机构工作级别M1～Ｍ3M4M5M6M7M8支承动臂起重机械自身安装揽风绳吊挂和捆绑安全系数44.5567842.53.56第1节钢丝绳4.钢丝绳的选择2、钢丝绳直径确定-选择系数法钢丝绳直径可由钢丝绳最大工作静拉力按下式确定d:钢丝绳最小直径mmS：钢丝绳最大工作静拉力Nc：选择系数选择系数根据教材51页表2-2选取。第1节钢丝绳5.钢丝绳的使用5.1延长钢丝绳使用寿命的途径1〕提高平安系数，降低钢丝绳的应力；2〕选用较大的滑轮和卷筒直径；3〕卷筒和滑轮槽的尺寸与材料对于钢丝绳的寿命有很大的影响。理想的绳槽半径约为R=0.53d。绳槽半径太大使钢丝绳与绳槽接触面积减小，太小那么有将钢丝绳卡紧的毛病。材料方面，铸铁较铸钢好。在槽低镶以铝合金或尼龙衬垫，可提高钢丝绳寿命。4〕尽量减少钢丝绳的弯曲次数；5〕加强维护保养，定期维护。第1节钢丝绳5.钢丝绳的使用5.2钢丝绳的报废标准〔1〕钢丝绳在任何一段节距〔指每股钢丝绳缠绕一周的轴向距离〕内的断丝数到达下表的数值，应报废。

钢丝绳断丝数安全系数钢丝绳结构绳6×9绳6×37一个节距中的断丝数交互捻同向捻交互捻同向捻＜612622116～71472613＞71683015

第1节钢丝绳5.钢丝绳的使用5.2钢丝绳的报废标准〔2〕如果钢丝绳锈蚀或磨损时，应将上表断丝数按下表折减，并按折减后的断丝数作为判断报废的依据。

钢丝表面磨损或锈蚀量%1015202530~40＞40折减系数%85757060500〔3〕绳端部及其附近出现断丝，如果绳长允许，即使数量少，也应将断丝部位切去重新安装，否那么应报废。〔4〕断丝的局部聚集程度高，例如聚集在小于一个节距的绳长内，或集中在任一绳股里，即使断丝数比报废标准规定的数量低，也应予以报废；第1节钢丝绳5.钢丝绳的使用5.2钢丝绳的报废标准〔5〕断丝出现增长趋势，应给予充分注意，加强检查并记录断丝增长情况，辨明规律，确定报废日期。〔6〕当钢丝绳某一绳股整股断裂，那么不管由于什么原因、发生在什么部位，都应立即报废。〔7〕吊运炽热金属或危险品的钢丝绳，在考虑磨损或锈蚀所进行的折减后，应按一般起重机钢丝绳报废断丝数的一半作为报废的依据。

第1节钢丝绳5.钢丝绳的使用5.3钢丝绳端部的固定方法钢丝绳的始末端部位一般需要与其他零构件连接或固定在起重机的其他结构上，钢丝绳尾端的固定是关系钢丝绳平安的重要环节。钢丝绳的固定要求满足两个条件，一是连接或固定的部位必须到达相应的强度和平安要求，二是连接或固定方式与使用要求相符合。钢丝绳的固定有多种方法，针对不同的使用条件和要求选择使用。

第1节钢丝绳5.钢丝绳的使用5.3钢丝绳端部的固定方法〔1〕编结连接编结方法是将绳端部弯曲成环状，环状内侧套入一个心形环，使绳尾端部〔短端〕在心形环的尖部与绳体〔长端〕局部合并，然后用钢丝将合并的绳局部扎紧，靠合并的两绳段的摩擦力把钢丝绳尾固定。平安要求是编结长度应大于钢丝绳直径的15倍，并不应小于300毫米；连接强度不小于75%钢丝绳破断拉力

第1节钢丝绳5.钢丝绳的使用5.3钢丝绳端部的固定方法〔2〕绳卡固定绳卡固定由于简单、可靠，绳卡可拆卸更换，得到广泛应用。用绳卡固定时，应注意绳卡数量、绳卡间距、绳卡的方向和固定部位的强度。固定连接处的强度不能小于钢丝绳破断拉力的85%。绳卡数量根据钢丝绳直径加大而增多。

第1节钢丝绳5.钢丝绳的使用5.3钢丝绳端部的固定方法〔3〕楔块、楔套连接钢丝绳一端绕过楔，利用楔在钢制的套筒内的锁紧作用使钢丝绳固定，受力越大，套筒内楔的斜面对钢丝绳压得越紧。固定处的强度约为绳自身强度的75%～85%。〔4〕合金套筒浇注法钢丝绳末端穿过锥形套筒后松散钢丝，将头部钢丝弯成小钩，浇入金属液凝固而成。固定处的强度与钢丝绳自身的强度大致相同。

第2章钢丝绳及其卷绕装置第二节滑轮及滑轮组第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1滑轮的构造、尺寸和型式1.1.1构造和材料承受负载不大的滑轮，结构尺寸较小(直径D＜350mm)，通常作成实体结构，用强度不低于铸铁HT200的材料制造；承受大载荷的滑轮，为了减轻重量，多做成筋饭带孔的结构，用强度不低于铸铁HT200、球铁QT40-17和铸钢ZG230—450等材料制造；大型滑轮(直径D＞800mm)由轮缘、带助板的轮幅和轮毂焊接而成，单件生产时也宜采用焊接滑轮。第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.1构造和材料80年代出现的热轧滑轮在国内外已有使用，我国也制订了相应的行业标准，热轧滑轮的材料为Q235。它是在旋转的圆形钢板上用火焰将其边缘加热后，直接轧出滑轮绳槽，切屑加工量少，制造工效高。铸铁滑轮适用于工作级别M4以下的机构，钢制滑轮用于工作级别M4以上的机构。第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.1构造和材料滑轮大多装在滚动轴承上。用尼龙或其他聚合材料制作的滑动轴承，也开始在起重机的滑轮上使用。钢丝绳出入滑轮绳槽的偏角过大时(＞5º)。绳槽侧壁将受到较大横向力的作用，容易使槽口损坏，使钢丝绳脱槽。为了减小钢丝绳的磨损，在滑轮绳槽中可用铝或聚酰胺作为衬垫材料，但这会使滑轮构造复杂，只有当钢丝绳很长，在技术和经济上对钢丝绳寿命有特殊要求时，才推荐使用。第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1滑轮的构造、尺寸和型式1.1.2滑轮尺寸滑轮的主要尺寸是滑轮直径D、轮毅宽度B和绳槽尺寸；起重机常用铸造滑轮，其结构尺才已标准化(ZBJ80006、1—87)；轧制滑轮在我国也有行业标准(JT5028－90)。滑轮结构尺寸可按钢丝绳直径进行选定。第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.2滑轮尺寸1.1.2.1工作滑轮直径D0

D0≥e·d式中D0——按钢丝绳中心计算的滑轮直径(mm)；

d－－钢丝绳直径(mm)；

e－－轮绳直径比系数，与机构上作级别和钢丝绳结构有关桥式类型起重视小车上的平衡滑轮，在工作时经常来回摆动，为了减少钢丝绳的疲劳和损坏，平衡滑轮直径宜取与工作滑轮直径相同。臂架起重机平衡滑轮直径取为不小于工作滑轮直径的0.6倍。第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.2滑轮尺寸1.1.2.1工作滑轮直径D0

D0≥e·d第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.2滑轮尺寸轮毂宽度B

通常，B＝(1.5～1.8)D0(mm)式中D0——滑轮轴径(mm)。第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.2滑轮尺寸滑轮绳槽尺寸铸造滑轮按“起重机用铸造滑轮绳槽断面〞(ZBJ80006.1—87)选用第2节滑轮及滑轮组第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.2滑轮尺寸滑轮绳槽尺寸滑轮绳槽半径R＝13.5mm，外表精度为2级的绳槽断面，标记为：绳槽断面13.5—2ZBJ80006.1—87第2节滑轮及滑轮组1.滑轮第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.2滑轮尺寸滑轮绳槽尺寸尼龙滑轮自重轻(为铸铁滑轮的1/5，热轧滑轮的1/4)，耐磨性好(使用寿命比钢滑轮长4～5倍)，与钢滑轮比较能提高钢丝绳寿命4倍(冶金起重机)至10倍(汽车起重机)。装有铸型MC尼龙滑轮的汽车起重机在－40C低温露天环境下工作1个月，未见滑轮有任何异常。尼龙滑轮在起重机(特别是臂架起重机)上的应用日渐增多。第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.3滑轮型式1.1.3.1铸造滑轮按结构和使用要求不同分为6种。此6种型式都已标准化(ZBJ80006.3—87)。A型和B型为严密密封式，带有滚动轴承。A型有内轴套，B型无内轴套。用于工作条件恶劣的环境中。C型和D型为较严密密封式，带有滚动轴承。C型有内轴套,D型无内轴套。E型为一般密封式，带有滚动轴承而无内轴套。F型为带有滑动轴承的滑轮。用于转速较低的地方。带滚动轴承的滑轮按所带轴承的类型不同分为I型(向心球轴承)和II型(圆柱滚子轴承)。起重机用得较多的是C型、D型和E型。第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.3滑轮型式1.1.3.1铸造滑轮第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.3滑轮型式1.1.3.1铸造滑轮第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.3滑轮型式1.1.3.2焊接滑轮焊接滑轮通常用钢板和型钢焊接而成。第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.3滑轮型式1.1.3.2焊接滑轮第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.3滑轮型式1.1.3.3尼龙滑轮MC尼龙滑轮按密封性能分为两类：一般密封型滑轮和严密密封型滑轮。第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.3滑轮型式1.1.3.3尼龙滑轮第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.3滑轮型式双幅板压制滑轮双幅板压制滑轮的幅板由两片4mm～8mm厚的钢板压制成型，并用胀铆接和过盈配合使滑轮轮壳连成一体。滑轮自重仅为铸钢滑轮的1／3。滑轮绳槽内镶装铸型尼龙衬垫，能显著延长钢丝绳使用寿命。第2节滑轮及滑轮组1.滑轮1.1.3滑轮型式双幅板压制滑轮第2节滑轮及滑轮组2.滑轮组的构造、种类、倍率和效率2.1构造和种类由钢丝绳依次绕过假设干动滑轮定滑轮而组成的装置称为滑轮组。根据滑轮组的功能为省力滑轮组和增速滑轮组。省力滑轮组广泛用于起重机的起升机构和普通臂架变幅机构，它能用较小的钢丝绳拉力吊起数倍于钢绳拉力的重物。增速滑轮组主要用于液压或气力驱动的机构中，利用油缸或气缸使工作装置获得数倍于活塞行程和速度，加叉车的门架货叉升降机构和轮式起重机的吊臀伸缩机构。第2节滑轮及滑轮组第2节滑轮及滑轮组第2节滑轮及滑轮组2.滑轮组的构造、种类、倍率和效率2.1构造和种类滑轮组按构造特点分单联滑轮组和双联滑轮组。双联滑轮组在桥式、门式和门座起重机中普通应用。单联滑轮组多用于汽车、轮胎、履带、铁路、塔式缆式起重机。双联滑轮组多与单层绕双联卷筒并用、与单联滑轮组配合使用的多为多层绕卷筒。第2节滑轮及滑轮组2.滑轮组的构造、种类、倍率和效率2.2滑轮组的倍率假设不考虑滑轮中的摩擦和钢丝绳的僵性阻力，那么单联滑轮组钢丝绳自由端的拉力为：式中Q――被提升的物品重量；S――钢丝绳自由端拉力；m――滑轮组倍率。滑轮组倍率m是省力滑轮组的省力倍数，也是增速滑轮组的增速倍数。第2节滑轮及滑轮组2.滑轮组的构造、种类、倍率和效率2.2滑轮组的倍率式中L――钢丝绳自由端移动的距离；H――物品提升距离；v0――钢丝绳线速度；v――物品的提升速度。第2节滑轮及滑轮组2.滑轮组的构造、种类、倍率和效率2.2滑轮组的倍率单联滑轮组的倍率等于吊起物品钢丝绳的分支数。双联滑轮组可以看成足两个倍率相同、各起吊Q/2的单联滑轮组通过平衡滑轮并联而成，因此双联滑轮组的倍率等于吊起物品钢丝绳分支数的1/2。滑轮组倍率的选定,对起升机构的总体尺寸影响较大。倍率增大，那么钢丝绳分支拉力减小，钢丝绳直径、滑轮和卷筒直径也都减小，在起升速度不变时，需提高卷筒转数，即减小机构传动比，但倍数过大，会使滑轮组本身体积和重量增大，同时也会降低效率，加速钢丝绳的磨损。起重量小时，选用小的倍率，随着起重量增大，倍率相应提高。倍率增大，起升速度相应减小。第2节滑轮及滑轮组2.滑轮组的构造、种类、倍率和效率2.2滑轮组的倍率门、桥式起重机常用的双联滑轮组倍率数第2节滑轮及滑轮组2.滑轮组的构造、种类、倍率和效率2.2滑轮组的倍率门座起重机、流动式起重机常用的双联滑轮组倍率数第2节滑轮及滑轮组2.滑轮组的构造、种类、倍率和效率2.3滑轮组的滑轮配置滑轮组中的滑轮按所需倍率和结构要求配置。门座和桥式起重机的滑轮组配置见图3—2—5(b),流动式起重机、塔式和缆式起重机的滑轮组配置见图3－2－5〔a〕。双联滑轮组倍率m<=4时，从卷筒引出的钢丝绳两根分支，一般通向吊钩架最外边的两个动滑轮，平衡滑轮位于中间位置。当m＞4时，为了不使卷筒中间的光面局部过长，应将两根钢丝绳分支引向吊钩组中间两个动滑轮，用平衡梁代替平衡滑轮。为防止钢绳分支在运动中相碰，中间两个动滑轮的直径应稍微加大。第2节滑轮及滑轮组2.滑轮组的构造、种类、倍率和效率2.3滑轮组的滑轮配置第2节滑轮及滑轮组2.滑轮组的构造、种类、倍率和效率2.4滑轮组的效率滑轮组效率与滑轮效率和滑轮组倍率有关，可由下式计算：h0:滑轮效率m：滑轮组倍率第2节滑轮及滑轮组2.滑轮组的构造、种类、倍率和效率2.4滑轮组的效率滑轮组效率也可由表选用。第2章钢丝绳及其卷绕装置第三节卷筒第3节卷筒1.卷筒的构造和材料第3节卷筒1.卷筒的构造和材料卷筒在起升机构、变幅机构或牵引机构中用来卷绕钢丝绳，把原动机的驱动力传递给钢丝绳，并把原动机的回转运动变为所需要的直线运动。卷筒的分类①按几何形状分：圆柱：起升、变幅；圆锥：变幅补偿卷筒，力矩保持不变；曲线：使绳工作圈在中部，绞盘上使用。第3节卷筒1.卷筒的构造和材料卷筒的分类②按卷绕层数分：单层绕：可无凸台〔两端〕，一般用途；多层绕：必须有凸台，高扬程，大起重量，高滑轮组倍率，水电站启闭机大量使用双层。多层绕的缺点：钢丝绳承受巨大挤压与相互摩擦，钢丝绳使用寿命降低，卷筒计算直径增大。第3节卷筒1.卷筒的构造和材料卷筒的分类③按卷筒外表情况分：光面：用于多层卷绕，绳圈的节距等于钢丝绳的直径，但由于钢丝绳和卷筒外表之间接触应力较高，相邻绳圈在工作时有摩擦，钢丝绳使用寿命降低；螺旋槽：单层绕〔绳与槽接触面积上升，绳寿命增加〕；多层绕水电站起吊闸门的启闭机第3节卷筒1.卷筒的构造和材料卷筒的分类绳槽〔R≈0.55d〕卷筒绳槽槽底半径R,槽深c,槽的节距t

第3节卷筒1.卷筒的构造和材料卷筒的分类④按滑轮组分：单卷联筒：仅有一条螺旋槽；双卷联筒：两侧分别各有一条右、左螺旋槽第3节卷筒1.卷筒的构造和材料卷筒的分类⑤按制造分：〔详细参考教材66页〕铸造：中小型卷筒HT20－40，QT45－5大型卷筒ZQ25Ⅱ,ZG35Ⅱ焊接：单件生产，重量轻，35％～40％电渣焊：大型卷筒Dmax＝2m，Lmax＝4～5m壁厚5～6cm，自重10t一次铸造成功困难，分段铸造，然后电渣焊。水电站大型启闭机有些卷筒是电渣焊卷筒，材料2G25Ⅱ，2G35Ⅱ注意：卷筒结构，筒体中间不宜加任何纵、横向加强筋。第3节卷筒2.卷筒的主要尺寸卷筒的主要尺寸是直径D,长度L和壁厚d〔一〕直径：槽底直径DD0min：计算直径D0min＝hdD0min按钢丝绳中心计算的卷筒最小直径(mm)h：与工作级别和钢丝绳结构有关的系数，查58页表2-10d：绳直径〔mm〕在启闭机设计时，卷筒槽底直径推荐系列：300、400、500、650、800、800mm以上以200mm为增量。第3节卷筒2.卷筒的主要尺寸〔二〕卷筒长度L1、单联滑轮组的卷筒L=L0+l1+2l2L-卷筒总长度L0–绳槽局部长度H–起升高度m–滑轮组倍率D0–卷筒绕卷直径t–绳槽节距对于光卷筒取t=dn–附加平安圈数n=1.5~3l1–固定钢丝绳所需要的长度l1=3tl2–两端的边缘长度〔包括凸台在内〕，根据卷筒结构而定第3节卷筒2.卷筒的主要尺寸〔二〕卷筒长度L2、双联滑轮组的卷筒L=2(L0+l1+l2)+l3l3：中间无槽局部长度，由钢丝绳允许偏角a和卷筒轴到动滑轴的最小距离决定。

由于对于有螺旋槽的单层卷筒，tana＝1/10，光卷筒tana＝1/40；

l4：由卷筒出来的两根钢丝绳引入悬挂装置两个动滑轮的间距；

hmin：取物装置处于上限位置时，动滑轮轴线与卷筒轴线间距第3节卷筒2.卷筒的主要尺寸〔二〕卷筒长度L3、多层卷绕筒的长度参考教材68页图2-291.1系数，绳缠线不均匀系数。第3节卷筒2.卷筒的主要尺寸〔三〕卷筒壁厚d卷筒壁厚可先按照经验公式初步确定，然后进行强度验算对于铸铁卷筒:d=0.02D+(6~8)mm对于钢卷筒:d≈D铸造卷筒考虑工艺要求，铸铁卷筒壁厚不应小于12mm,铸钢卷筒壁厚不应小于15mm第3节卷筒3.卷筒的强度计算卷筒在钢丝绳拉力作用下，产生弯曲，扭转和压应力。1、当卷筒长度L≤3D时教材69页图2-30弯曲和扭转的合成应力一般不超过压应力的10~15%，允许只计算压应力。多层卷绕的卷筒第3节卷筒3.卷筒的强度计算2、当卷筒长度L>3D时此时还应计及由弯曲力矩产生的弯曲应力(扭转应力很小，一般忽略不计)参考教材70页图2-31合成应力第3节卷筒4.卷筒的抗压稳定性验算卷筒尺寸较大，壁厚薄，很可能在钢丝绳缠绕箍紧下使卷筒壁失稳而向内压瘪。当L>2D，