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起重機鋼絲繩允許偏角的探討

文檔作者：李海波白劍波韓夢丹周奇才張蘭翔文檔來源： 1內蒙古呼鐵伊東儲運股份有限公司 2南通潤邦重機有限公司 3同濟大學機械與能源工程學院上		點擊數：	更新時間： 2021年09月08日
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起重機鋼絲繩允許偏角的探討
李海波 白劍波。韓夢丹。 周奇才 張蘭翔
1內蒙古呼鐵伊東儲運股份有限公司 包頭014040 2南通潤邦重機有限公司 南通226013
3同濟大學機械與能源工程學院 上海201804
摘要：鋼絲繩經過滑輪或卷筒時偏角過大是造成鋼絲繩早期磨損的主要原因之一，合理控制鋼絲繩偏角
范圍尤為重要。通過分析滑輪、卷筒的結構，以及鋼絲繩在橋式起重機和歐式起重機中繞進或繞出的具體過程，
提出鋼絲繩繞進或繞出滑輪槽時，其中心線走向并非總是直線狀態。指出目前供設計人員參考的鋼絲繩偏角范
圍之規定有一定局限，并不適應所有類型起重機。
關鍵詞：卷筒；滑輪；鋼絲繩偏角
中圖分類號：TH21 文獻標識碼：A 文章編號：1001—0785(2015)05—0043—04
Abstract：Too large deflection occurring when the wirerope passes through the pulley or drum is one of the main rea—
sons for premature wear of wire rope，SO it' irpportant to reasonably control the deflection range of wire rope．Through anal—
ysis of both pulley and drum structures，and specific process of wirerope winding in and out in the overhead crane and European
crane，the paper puts forward that when the wire rope winds in and out of the pulley groove，the central line is not al—
ways straight．The paper also points out that the wirerope deflection range to be referred to by designers is restricted to some
extent，not applied to all types of cranes． - - 一一 ●
Keywords：dru m ；pulley；wirerope deflection
0 引言
起重機起升機構的鋼絲繩在經過滑輪、卷筒
時，必然存在一定的偏角問題，偏角必須控制在
一范圍之內。若偏角過大，鋼絲繩不可避免地會
與滑輪、卷筒的槽邊相互磨損，且偏角越大造成
的磨損越嚴重，極大地影響鋼絲繩的使用壽命。
實踐證明，許多情況下的鋼絲繩早期破壞是由于
受到摩擦或擠壓造成的? 。
對于鋼絲繩偏角的限制范圍，有關資料如文
獻[2]、[3]僅有較為簡略的介紹。對于滑輪槽
雖然相應規定限制了鋼絲繩繞進或繞出時的最大
偏斜角即鋼絲繩中心線和滑輪軸垂直的平面之間
的夾角(見圖1)不應大于5。，卻并未對鋼絲繩
中心線在垂直卷筒軸線的平面內的出繩角0做出規
定。對于卷筒雖然相應規定限制了鋼絲繩中心線
偏離螺旋槽中心線兩側的角度(見圖2)不應大于
3．5。，卻并未指出針對大起升高度及D／d值較大
的卷筒，其鋼絲繩偏離螺旋槽中心線的允許偏角應
由計算確定。
經過理論分析及實踐經驗，分別對滑輪和卷
筒的結構進行了分析，研究了鋼絲繩在傳統橋、
《起重運輸機械》 2015 (5)
門式起重機和歐式起重機卷繞系統中的繞進或繞
出過程，提出文獻[2]中對鋼絲繩繞出卷筒和滑
輪偏角的限制不適應如圖3所示的傳統橋、門式
起重機小車卷繞系統，只適應如圖4所示的歐式
起重機小車卷繞系統。并指出，鋼絲繩繞進或繞
出滑輪槽時，其中心線不總是直接走直線出槽，
有時是走折線出槽。
(a)滑輪槽的最大偏角
(b)垂直卷筒軸線平面內的鋼絲出繩角
圖1 鋼絲繩偏角示意圖
1 滑輪、卷筒的結構分析
1．1 鋼絲繩繞進(出)滑輪結構分析
由鋼絲繩繞進或繞出滑輪槽示意圖1可以看
一43 —

圖5 傳統橋式起重機鋼絲繩滑輪偏角
度達到極限位置，如圖6所示。在所有起升過程
中，Y。=Y3， =y4；y 、Y2是滑輪的瞬時偏角，
、 是卷筒的瞬時偏角．即滑輪的最大偏角等于
卷簡的最大偏角。很顯然，當規范規定卷筒的最
大偏角小于或等于3．5。時，也就相應地規定了滑
輪的最大偏角小于或等于3．5。，而再對滑輪的最
大偏角小于或等于5。進行限制就是多余的規定。
所以，傳統橋式起重機卷筒和滑輪上鋼絲繩的偏
角不適應文獻[2]中的規定。
圖6 傳統橋式起重機鋼絲繩卷筒偏角
《起重運輸機械》 2015 (5)
3 歐式起重機(小車)鋼絲繩繞進或繞出
滑輪、卷簡槽的過程分析
歐式起重機小車的鋼絲繩卷繞系統，可以看
出其與傳統的橋、門式起重機鋼絲繩卷繞系統完
全不同，歐式起重機小車鋼絲繩的卷繞是通過和
卷筒軸線平行的小車橫梁里的滑輪組過渡纏繞， ．
吊鉤組和小車橫梁里的滑輪軸線與卷筒軸線垂直，
并分兩排布置。這種結構直接決定了鋼絲繩繞進
(出)卷筒和滑輪時的鋼絲繩偏角與傳統的橋式起
重機中的鋼絲繩偏角完全不同。
3．1 鋼絲繩繞進(出)滑輪過程分析
如圖7所示，歐式起重機鋼絲繩卷繞系統中，
鋼絲繩對滑輪的最大偏角主要考慮從卷筒兩端下
來的2根鋼絲繩進入吊鉤組動滑輪時的偏角和從
吊鉤組動滑輪繞出進入小車橫梁的定滑輪偏角，
繞向鋼絲繩偏角不用考慮。也就是說鋼絲繩中心
線在垂直卷筒軸線平面內的偏角不大于5。，這實
際是反映滑輪的最大偏角0不大于5。。
歐式起重機小車的鋼絲繩從滑輪槽的出角也
有折射現象，而且折射現象比傳統橋式起重機要
嚴重。因此，在布置歐式起重機的小車時，要盡
量減小圖7中所示的C的距離，但c值太小，卷
筒工作時又會與小車橫梁干涉，歐式起重機吊鉤
組的動滑輪達到起升極限位置時，滑輪的偏角出
現最大，從卷筒兩端下來的2根鋼絲繩進入吊鉤
組動滑輪時的偏角為首要考慮因素。此外，從吊
鉤組動滑輪繞出進入小車橫梁的定滑輪偏角必須
不大于5。，還要考慮此時的鋼絲繩是否會與小車
橫梁腹板底面相擦。
圖7 歐式起重機鋼絲繩滑輪偏角分析圖
- - -— — 45 ·---——
3．2 鋼絲繩繞進(出)卷筒過程分析
如圖8所示，歐式起重機鋼絲繩卷繞系統要
求鋼絲繩對卷筒的最大偏角即鋼絲繩中心線在卷
筒主視圖平面內的偏角不大于3．5。， 當吊鉤起升
到最小極限距離時，卷筒出現最大偏角。由于滑
輪偏角和卷筒偏角在相互垂直的2個平面內，2個
偏角沒有相等的必然關系，所以，文獻[2]中的
相應規定適用歐式起重機的小車卷繞系統。
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、～
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、
圖8 歐式起重機鋼絲繩卷筒偏角分析圖
4 結語
本文從分析起重機鋼絲繩卷繞系統中滑輪以及
卷筒的結構人手，研究了傳統橋式起重機鋼絲繩繞
進(出)滑輪、卷筒槽的過程， 以及歐式起重機
(小車)鋼絲繩繞進或繞出滑輪、卷筒槽的過程。
由實際計算結合實踐經驗，論證了2點：1)鋼絲繩
在繞進或繞出滑輪槽和卷筒時，其中心線不總是理
想狀態下的直線進出，有時鋼絲繩是走折線出槽；
2)文獻[2]中對鋼絲繩繞進(出)卷筒和滑輪偏
角的規定只適應歐式起重機小車卷繞系統，不適應
傳統橋、門式起重機小車卷繞系統。
參考文獻
[1]雷寬成，李金華．鋼絲繩經過滑輪時允許偏角的計算
分析[J]．河南石油，1998，12(5)：38—4O．
[2]GB／T 3811—2oo8 起重機設計規范’[S]．
[3]嚴大考．起重機械[M]．鄭州：鄭州大學出版
社．2007．
作 者：韓夢丹
地 址：上海市嘉定區曹安公路4800號同濟大學嘉定校
區學生宿舍14號樓315室
郵 編：201804
基于Matlab的岸邊集裝箱起重機
彈塑性地震響應分析
董達善賈爭亮滕媛媛
上海海事大學物流工程學院上海201306
摘要：為了探索大震情況下岸邊集裝箱起重機結構的彈塑性分析方法，運用Matlab編程對岸邊集裝箱起
重機進行大震下的彈塑性地震響應分析，通過對比彈性地震響應以說明彈塑性分析的合理性。結果表明，彈塑
性分析對研究大型起重設備在地震載荷下的結構響應，以及利用分析結果進行改進設計以提高岸邊集裝箱起重
機結構的抗震能力具有工程實際意義。
關鍵詞：岸邊集裝箱起重機；彈塑性；抗震
中圖分類號：U653．921 文獻標識碼：A 文章編號：1001—0785(2015)05—0046—05
Abstract：To study the elastic—plastic method of the quayside container crane under the condition of large vibration，
Matlab programming is used to perform elastic—-plastic seismic response analysis under large vibration for the quayside con—_
tainer crane，in order to indicate reasonability of the elastic—plastic analysis through comparison with elastic seismic re—
sponse．The result shows that elastic-plastic analysis indicates actual engineering significance in studying the structural re—
sponse of large-scale hoisting crane under the seismic load and improving the seismic capacity of the quayside container
crane by improving the design based on analysis results．
Keywords：quayside container crane；elastic—plastic；anti—seismic
常規的結構抗震設計一般采用彈性設計法， 即用結構的彈性強度抵抗地震載荷，確保結構安
上海海事大學校基金項目(A1—5101—14—03050—20130465)
． ． ． ． — — 46．-—— 《起重運輸機械》 2015(5)

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