钢丝绳在机器中的性能受其滑轮和滚筒的设计影响。本文给出了有关滑轮和滚筒设计的信息(直径、沟槽轮廓的形状和相应的半径、滚筒间距和转角)。本文还给出了关于钢丝绳的其他有用的技术信息–直径的测量;普遍接受的设计因素;滚筒和卷筒的容量;储备强度;钢丝绳夹和钢丝绳末端连接。

滑轮和滚筒设计

影响钢丝绳寿命/性能的滑轮和滚筒的设计因素有以下几点。

滑轮和滚筒的直径

钢丝绳的断裂强度是在一个标准的测试中确定的,在这个测试中,配件被连接到钢丝绳的两端,钢丝绳被拉成一条直线。然而,如果绳子经过一个弯曲的表面(如滑轮或销子),其强度就会下降。这种减少的数量取决于弯曲的严重程度,用D/d比率表示,其中D是滑轮/滚筒直径,d是钢丝绳直径。在较小的D/d比率下,强度的损失增加得相当快。

钢丝绳的效率

上图显示了钢丝绳在不同尺寸的销轴或滑轮上弯曲时的强度效率。

可以看出,绕着自己直径的销子弯曲的钢丝绳,其强度只有标准测试中的50%。这被称为 “50%的效率”。即使在D/D比率为40的情况下,也可能有高达5%的损失。

鉴于上述情况,应遵循相关标准或法定要求。在没有这些要求的情况下,滚筒或轮子的直径不应小于下表中给出的尺寸。

沟槽尺寸

凹槽的半径必须略大于绳索通过它时的半径。

沟槽宽度

太窄的沟槽会压坏绳子,并很快损坏钢丝。沟槽太宽,绳子在接触点的磨损会更快,也会在滑轮上切出一个假的沟槽。在宽槽中,绳索将没有横向支撑,在负载下会变平。绳索应在其周长的三分之一处得到沟槽的支持。建议滑轮和滚筒的沟槽尺寸如下。

滑轮的沟槽尺寸

推荐的半径、深度和喉角的尺寸如下。

轮子的沟槽尺寸

沟槽半径(r):最小=0.53至0.535 x d,最大=0.55 x d
沟槽深度(h):1.5 x d
喉部角度:35°至45°(用于正常应用)

滚筒的沟槽尺寸

推荐的半径、深度和间距的尺寸如下。

滚筒的沟槽尺寸

沟槽半径(r):最小=0.53至0.535 x d,最大=0.55 x d
沟槽深度(h):对于螺旋槽鼓,最小h≥0.374 x d。
节距(p):节距不得小于2.065 x 凹槽半径,大于2.18 x 凹槽半径。

根据IS 3177设计的滑轮和滚筒

IS 3177是关于除钢厂起重机以外的电动桥式起重机和门式起重机的操作规范。

起重机根据不同的职责因素(针对强度和磨损)和平均寿命(每天的运行时间和总寿命)设计了四个机构等级(1至4级)。关于各种术语的更多信息,请参考规范。

按照规格,各种尺寸应如下所示。

鼓轮和滑轮的D/D比率

鼓轮和滑轮的槽半径

鼓轮的开槽

沟槽底部的轮廓应是圆形的,角度约为120度。沟槽的深度应不小于绳子直径的0.35倍。滚筒的凹槽的位置应使相邻的绳圈之间有不小于的间隙。

直径12毫米以下(含12毫米)的绳索为1.5毫米。
直径14毫米以上(包括8毫米)的绳索为2.5毫米,以及
直径超过28毫米的绳索为3.0毫米。

绳索的开槽

滑轮应开槽,其深度不低于绳索直径的1.5倍。沟槽底部的轮廓应是圆形的,角度约为130度。

角度

当钢丝绳穿过滑轮并进入滚筒时,钢丝绳不会与滑轮保持一致,而是会根据滚筒的宽度和与固定滑轮的距离向两侧偏移。

角是指从滚筒法兰盘内侧边缘沿绳索导引中心线画出的直线与从滚筒中心画出的直线成直角的交汇点所形成的角度。这个角度是在引绳轮处形成的。在装有凹槽滚筒的起重机上,这个角度不应超过4度,而在装有平面滚筒的起重机上,这个角度应在1/2度和最大2度之间。如果这个角度更大,钢丝绳和槽边会有严重的磨损。

机组角度

为了确保正确的机群角度,当这两个测量值中的一个已知时,下面的公式可能有助于找到导滑轮的高度或滚筒的宽度。

C = A/B 其中。
C = 常数,其最大值如下。
对于平面滚筒,C=0.07;对于沟槽滚筒,C=0.14。
C = 0.14,用于开槽滚筒。

根据IS 3177,车队的角度不应超过5度。

钢丝绳的直径

直径测量

钢丝绳的直径是指环绕绳股的圆的直径。应注意正确测量,如上图所示。实际直径通常与钢丝绳的标称直径有差异。根据IS 2266的规定,实际直径可以在绳索公称直径的-1%到4%之间变化。

当测量绳索直径时,不要测量卷轴上的那一层。当绳子是直的时候再测量。为了找到绳索某一点的正确直径,必须将卡尺放在每一对相对的绳索上,即六股绳索有三个独立的读数。然后对这些读数进行平均。

你要更换的绳子可能已经磨损,测量结果可能比新绳子要小。在没有磨损的情况下,应该对绳子进行测量以了解其尺寸。

为各种目的(服务类型)普遍接受的设计因素

桶/卷轴的容量

下面的公式和表格是计算一个滚筒或卷轴能容纳多长钢丝绳的方便方法。

滚筒和卷筒的容量

卷轴的容量(英尺或米)=(A+B)×A×C×K

其中
A = 钢丝绳空间的深度,单位为英寸或毫米
B = 桶的直径,以英寸或毫米为单位
C = 卷筒在法兰盘之间的宽度,以英寸或毫米为单位
K = π / 12 D2,当需要的容量为英尺时
K = π / 1000 D2,当容量要求以米为单位时
K = 给定钢丝绳直径的常数(如下表所示)和
D = 钢丝绳直径(英寸或毫米

常数值的表格

储备强度

钢丝绳的储备强度是指不包括外层钢丝的绳索强度,这些钢丝已经损坏。以下是以润滑良好的新绳的总强度的百分比表示的近似储备强度。

钢丝绳夹

钢丝绳夹是拼接的替代品,是将钢丝绳固定在顶针上的一种简单的机械手段。它们也被称为牛头犬夹。

钢丝绳夹由两种类型的材料制成。它们是可锻铁和模锻钢。可锻钢丝绳夹只用于非关键性的、应用负荷小的轻度应用。它们不应该用于提升或悬挂负载。

关于钢丝绳夹的更多信息,请参考文章《索具五金-钢丝绳夹》。

钢丝绳末端连接

以下是用于高空吊装应用的几种末端连接方式。所有的效率等级都是基于钢丝绳的实际断裂强度和使用该特定接头达到的断裂强度之间的差异。唯一能达到100%效率的接头是斯贝尔特插座;只要它们被正确地连接。

端部连接

在上图中,标有(1)的末端连接只用于6股钢丝绳。其效率等级取决于钢丝绳的尺寸和绳芯类型。

膨胀或夹持过程会在不同程度上压缩钢丝绳,造成钢丝绳强度的轻微损失。

大多数钢丝绳的实际断裂强度比目录中列出的断裂强度高约5%-15%。正因为如此,即使是采用压接法的钢丝绳也不会在列出的断裂强度下失效,有些制造商声称他们的装配效率达到了100%。