工程索道课件：绞盘机

绞盘机

Cableway

Yarders

绞盘机Section

1

绞盘机主要性能参数一、绞盘机的主要用途、分类和标记二、绞盘机的主要参数及其技术要求

Section

2

绞盘机结构与设计一、工作卷筒二、传动系统三、操纵系统Section

3

客运索道驱动机结构与设计Section

1绞盘机主要性能参数一、绞盘机的主要用途、分类和标记1

．用途

：绞盘机在交通运输和土木工程中亦称作卷扬机。

绞盘机是客(货)运中的一种多功能的专用机械设备。①

索道集运材的动力源；②

堆头(山上楞埸)

、木材转运站、贮木埸：装卸、归楞、推河、

出河、选材等；③

其它领域作业：仙游县东溪水库建坝提升运输石、沙、原料等；

江西省万安大桥、永安市安砂大桥的建设；京福高速公路上洋、土地洋特大桥施工索道；长罗高速公路黄土岗特大桥施工索道；泉三高速公路下岸特大桥吊装索道；湖北省丹江市武当山玄帝殿吊装索道；平潭县小岛运送淡水(安装SKL

、橡皮管等)；建宁县金铙山吊运索道；管道抢修设备缆索运输系统设计。中国地质大学

杨义勇中国人民解放军后勤工程学院

焦光伟管道抢修设备缆索运输系统设计设计的相关要求v

油气管道穿越山区地段敷设方式：翻越型、隧道

型和跨越型，以及山坡地台型。v

缆索方案：针对兰成渝输油管道，沿线陡坡翻越

地段或者跨越地段(如马家大山)。v

当发生突发事故需要应急抢修时，解决：如何将

抢修机具安全快速运送到达抢修地点的一种方法。马家大山(兰成渝输油管道小河子单向阀室至成县分输站之间)v

海拔达2

222

m

，道路崎岖狭窄，山体坡度大，高

差717

m。v

道路盘山绕行，管道爬坡敷设。抢修车辆不能通

行。原来抢修设备依靠人力或者骡马进行运输。v

大型抢修机具无法运送到事故现场，影响抢修最

佳时机，导致损失。马家大山地形及管道走向图解决方案要求v借鉴工程索道原理、运输工艺和设备组成。v缆索运输及时将抢修机具运输到现场？v管道应急抢修：选用何种索道？站房选址？支架高？各种配套设备及其安装成本？v设计：管道抢修设备缆索运输系统。2

．分类和标记根据部颁标准

ZB

B96012-1986：集材索道绞盘机

JS装车绞盘机

JZ例

KJ3

索道中：J3绞盘机标记为

JS2－3KJ3

索道标记为

JS－3－K3

．绞盘机的发展历史解放前，根本没有国产的绞盘机，

自

制第1台2-1A双筒、柴油机是仿前苏联30

年代的产品(湖南省衡阳机械厂制造)

。至

今先后仿制、设计制造40多种。挖掘用绞盘机卷扬机(绞车)常用简单起重设备，广泛用于桥梁施工。动力装置工

作速度卷筒数量分类标准慢

速调

速单

筒双

筒多

筒快

速电动式内

燃式手动式卷扬机4

．绞盘机产品分类根椐性能参数、技术指标、结构完善程度、

制造质量和用户反映情况可分：第Ⅰ类产品绞盘机：总体布置较好，结构合理，性能参数较先进。如闽

林821

、HJ-3D

(东方红装车绞盘机)

、SJ-23C

、SJ-23D型

绞盘机等；第Ⅱ类产品绞盘机：已批量生产，制造质量较好，但有不足。如SJ-23A、

SJ-23B

、

湘林、QJ-11

、工农781

、J3-B型绞盘机等；第Ⅲ类产品绞盘机：技术指标落后，笨重，不完善，逐渐淘汰。如J3

、2-1A、

XJ型等；第Ⅳ类产品绞盘机：某一时期起一定作用，现已淘汰。如3-1A

、J6

、SJ-2等。理想索道绞盘机〈将来

自走式、自带伸缩架杆、多功能、液压、遥控。(近期重量轻、高性能、多用途、易操作、长距离等；闽林821绞盘机工农781与21-A绞盘机红旗、东风液压与J3-B绞盘机21-A绞盘机二、绞盘机的主要参数及其技术要求1

．参数表示绞盘机设计的技术性能的。不仅反映适宜用途、范围和使用条件，而且是衡量和比较设备是否先进，选用是否合理的尺度。2

．主要参数及其技术要求五大参数：F、V、L

、m

、G主卷筒基本尺寸注：D为卷筒直径(mm)；A为卷筒容绳深度(mm)；B为卷筒端板外轮缘直径(mm)，B＝D+2A；C为卷筒端板的平均间距(mm)，即卷筒平均工作长度；E为护罩间隔(mm)；S为卷筒容绳安全距离(mm)，d为钢索直径(mm)。护罩＞22视林区单株材积大小定为1.5

、3

、6

t为宜。高速挡牵引力：高速挡外层钢索牵引力为4

000~5

000

N为宜(满足辅

助作业)。⑴

牵引力(或起重量)

F(N)额定牵引力F：Ⅰ档中层的钢索牵引力为额定牵引力。

2000Tin A

+d+D

一S中层F

=⑵

牵引速度V和挡位数(m/s)额定牵引速度V：Ⅰ挡中层的钢索牵引速度为额定牵引速度。中层

V

=

n(A

+

d

+D

一

s)钢索速度根据作业条件不同，为0.6~6

m/s。要求具有正、倒各3个挡位数。19100i⑶

主卷筒的容绳量L(m)视林区平均坡长情况和林道网密度而定。

LY502-80规定：L

=

1

000

m

，现有500~1

500

m。L

=

(D

+

A

一

S)(A

一

S)

10一3计及：①

卷筒上的钢索缠绕不均，有松散存在；②

钢索直径本身制造误差。计及以上2点的正误差为4

%

，令钢索直径误差的影响值K(1/mm2)，

K

=

(1.04d)2

L

=CK(D

+A

一S)(A

一S)10一3⑷

卷筒数由工艺要求决定，影响绞盘机的经济效果。集材索道绞盘机以2个缠绕卷筒和1个摩擦卷筒为好。⑸

自重G与外形尺寸统计分析〈长

∶

宽

=

1

∶

(0

.45〜0

.59)(F

∶G

=1∶(0.5〜0.67)Section2绞盘机结构与设计一、工作卷筒1

．作用卷筒是索道绞盘机的工作机构。缠绕和容纳钢索；牵引跑车或拖集木材；将动力回转运动变成钢索直线运动。2

．分类(缠绕卷筒

摩擦卷筒(

(表面平滑：多层缠绕卷筒⑵

按构造形式分〈

筒表〈

〈

23绞盘机型绞盘机(起重机)J-林层S闽单

：式式槽开体开对整面卷形擦柱摩园⑴

按缠绕情况分

〈3

．缠绕卷筒基本尺寸确定(mm)(1)

最小许用直径D为减少卷筒的弯曲应力，D应取大些。(缠绕卷筒16〜20

摩擦卷筒30导向滑轮直径推论：D≥(9~13)d。D≥d(e-1)

，

e

=〈钢索拉力使卷筒壁产生弯曲、扭转、受压，弯、扭在

C＜

3D和D≥20

d内工作时，只占压应力的10%~15%

，故

只考虑抗压强度，

由拉曼公式推导得6~d6=0.02D

+(6〜10)>126>15(2)

壁厚

6(钢制|oy

=

试

[oy

]oy

=

试

[oy

]经验公式〈铸铁

|l铸钢(单层缠绕l多层缠绕式中

A—

多层缠绕增大系数。〈F作用，使卷筒壁直径D受压缩，D

↓

，缠绕于卷筒上缠绕绳圈↓；扭矩一定时，钢索拉力↑

，压应力↑

，故σy不

随钢索缠绕层数成倍增加而增加。6是一个研究课题：按上式求6都比实际使用的6大得多？(单层

大于4层缠绕层数A6=126=24闽林型：〈6实=14。≥4231.821.4113214

．曲面摩擦卷筒曲面摩擦卷筒是靠摩擦力作功来驱动钢索的，用ELL。曲面摩擦卷筒是靠横向滑移而工作的。为延长摩擦卷筒

的使用寿命，合理曲面应满足：y

①

摩擦卷筒表曲面和钢

索硬度应一致，RC

32~40；②

曲面摩擦卷筒的最小

直径D≥30

d；③

曲面度合适。o

x

123变直径曲面卷筒的半横断面321思考题：东北林学院主编的《林业索道》P88(

1983年

版)提出a=

16~18

，与本书提出a=7~9

，哪一个对？为什

么?钢索在曲面摩擦卷筒上横向滑移条件为tanβcp≥μ式中

βcp—各圈钢索的平均倾角。〈|(

—实

横，

|d

—钢丝绳的直径，mm9标〜坐a、数线系物验抛曲面摩擦卷筒的变直径轨迹为抛物线，计算式为2xy

=

ad二、传动系统1

．作用接合、分离动力；改变钢索F、V；改变卷筒旋转方向。2

．形式分别按闽林型、SJ-23型、J3

型绞盘机讲解

三大传动系统的形式。闽林821绞盘机闽林821型绞盘机传动系统1—发动机；2—主离合器；3—变速箱；4—链式联轴器；5—正倒齿轮箱；6—小齿轮；7—锥形离合器；8—后卷筒；9—片式离合器；10—摩擦卷筒；11—前卷筒．SJ-23型绞盘机SJ-23型绞盘机传动系统1—发动机；2—主离合器；3—联轴节；4—联合变速箱；5—后卷筒；6—变速箱输出齿轮；7—带式离合器；8—离合轮；9、15—开式大齿轮；10—卷筒轴轴承；11—前卷筒；12—制动轮毂；13—内涨蹄式制动；14—外带式制动．闽林821型绞盘机正倒齿轮箱1—输出齿轮；2、4—大圆锥齿轮；3—拨叉轴；5—结合子；6—花键轴；7—小圆锥齿轮；8—链式联轴器链轮．(主离合器分离或接合动力离合器〈卷筒离合器

使卷筒是否转动卷离〈|锥式〈(单锥：红旗型

简化卷筒支承另件

蹄式：

锥J

卷筒锥形离合器结合、脱开性好，不须常调整。3金沙江)闽林型(：Y双(带式(SJ-23)：结构简单，3．离合器缠绕卷筒及其双圆锥离合器1—工作油缸；2—活塞；3—冲板；4—轴套；5—制动轮毂；6—开式大齿轮；7—摩擦锥(外锥)；8—回位弹簧；9—锥形轮槽(内锥)；10—卷筒体；11—调整环；12—冲杆；13—工作油缸进油接头．SJ-23型绞盘机制动器1—制动蹄；2—摩擦衬；3—带式制动器；4—偏心轴；5—凸轮；6—内制动蹄工作油缸；7—直摇杆；8—外制动带工作油缸；9—推杆；10—曲摇杆．4

．制动器制动器：外带式(SJ-23型绞盘机)；蹄式(SJ-23

、红旗型绞盘机)。三、操纵系统1

．机械杠杆传动(1)

传动原理不同杆长组合。(2)

结构特点制动带与制动带轮径隙：0.8~1.5

mm；离合带与离合

带轮径隙：1~2

mm。2

．液压传动(1)

传动原理液体不可压缩。(2)

组成油泵、油缸、各种阀、辅助元件和液压油等组成。闽林821型绞盘机液压操纵系1—机油压力表；2—油管；3—柱塞；4—滑阀；5—旁通油管；6—回油管；7—机油箱；8—叶片泵；9—取力箱；10—单向阀；11—压力阀调节螺钉；12—弹簧；13—操纵阀；14—油箱；15—至上卷筒油缸；16—至下卷筒油缸；17—至摩擦卷筒油缸．SJ-23型绞盘机液压操纵系1—手把；2—棘齿；3—齿板；4—凸轮；5—螺栓；6—滚轮；7—摇杆；8—顶杆；9—活塞；10—皮碗；11—弹簧；12—主油缸；13—蓄油筒；14—油管接头；15—油管；16—三通接头；17—排气螺钉；18—工作油缸；19—顶杆．Section

3客运索道驱动机结构与设计应用于客、货运的绞盘机为电驱动机，按照不同的客运索道有各种不同的形式。用于固定抱索器客运索道的驱动机有3

种型式：悬挂支撑式、地坑立轴式和兼作张

紧用的移动式。兼作张紧用的移动式驱动装置悬挂支撑式驱动装置地坑立轴式驱动装置用于脱挂抱索器客运索道的卧式驱动机有

3

种型式：悬吊式、落地式和地下室式。落地式驱动机占地面积大，维修不便，只有老式客运索道才有，现已被其它

2

种代替。悬吊式驱动装置1－驱动机；2－驱动轮；3－吊厢；4－加减速器；5－机房罩；6－基础．地下室式驱动装置(mm)1－双电机串联驱动机；2－驱动轮传动轴；3－吊厢；4－驱动轮；5－机房罩；6－加减速器；7－柴油机．v无齿轮变速：v低转速交流电机(8段24绕组定子电机)v驱动轮直径：4.2

，4.9

，5.3

m。最多配置

4

台电机串联驱动用于单线往复式客运索道驱动机分为单牵引驱动机和双牵引驱动机。确保安全运行，主驱动机应配备2套独立动力源，主动力源应为