卷筒組是歐式起重機(jī)中重要加工部件

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　　卷筒組是歐式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的重要加工部件，歐式小車卷筒省去了傳統(tǒng)行車的專用軸承底座，和小車架主、副端梁合為一體支承由卷筒所承擔(dān)的負(fù)載重量，卷筒長度和強(qiáng)度的計算與傳統(tǒng)橋式小車的卷筒一樣(參見2013《起重機(jī)設(shè)計手冊》710～716頁中的相關(guān)內(nèi)容)。歐式卷筒中間光桿部分的取值計算，在第3章小車的起升機(jī)構(gòu)中介紹。

　　歐式卷筒的類型

　　從加工方式來看，歐式卷筒組(圖2-17)有兩種類型：①鑄造卷筒組;②焊接卷筒組。

　　鑄造卷筒組(圖2-18)只適應(yīng)50t以下的小歐式起重機(jī)，多采用HT200鑄造毛坯加工而成。焊接卷筒組(圖2-19)適應(yīng)小、中、大歐式起重機(jī)，多采用Q235-B和Q345-B鋼板彎卷而成，重量相對較輕，適用于單件生產(chǎn)和大尺寸卷筒，但Q345-B鋼板彎卷而成的卷筒必須經(jīng)時效處理退除應(yīng)力后再機(jī)加工和熱處理。

　　從鋼絲繩的固定方式來看，歐式卷筒組有兩種類型：①鋼絲繩用壓板固定在卷筒兩頭的卷筒臂上(圖2-19(a)、圖2-20);②鋼絲繩用U形螺栓固定在卷筒兩頭的擋板上(圖2-19(b)和圖2-21)。

　　鋼絲繩在卷筒上的固定必須**可靠，便于檢查和更換鋼絲繩。用壓板固定在卷筒兩頭臂上的卷筒，一般適合5～50t小歐式起重機(jī)。對63～300t的中歐式起重機(jī)和大于300t的大歐式起重機(jī)，由于標(biāo)準(zhǔn)減速器中心距有限，電機(jī)和卷筒在布置起升機(jī)構(gòu)時，只能將起升機(jī)構(gòu)布置在小車橫梁異側(cè)，其間距往往受到電機(jī)和卷筒的橫向尺寸影響，一般將鋼絲繩在卷筒側(cè)板的外邊用U形螺栓固定，便于布置起升機(jī)構(gòu)的電機(jī)和制動器。

　　從傳統(tǒng)的卷筒連接方式來看，卷筒組有三種類型：①齒輪盤軸接手連接;②花鍵連接;③卷筒聯(lián)軸器連接。

　　歐式起重機(jī)在歐洲一般采用卷筒與減速器固定連接和柔性連接，卷筒與減速器的連接有多種連接方式(參見須雷，“起重機(jī)鋼絲繩卷筒與減速器的連接方式”，《起重運(yùn)輸》，1987，(7))，在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計中，由于傳動可靠，組裝、拆卸方便，大多數(shù)還是采用卷筒聯(lián)軸器連接。

　　卷筒的特點(diǎn)

　　歐式小車的卷筒推薦采用單層繞雙聯(lián)卷筒，繩槽采用標(biāo)準(zhǔn)槽型式，對起升高度超過30m的卷筒推薦采用深槽卷筒。卷筒有效繩槽的長度尺寸主要與起重量、起升高度和倍率有關(guān)，對起升高度較大的起重機(jī)，卷筒可以增大直徑，但需要考慮卷筒軸線與起升機(jī)構(gòu)減速器輸入軸之間的距離能不能布置下電機(jī)、制動器等傳動零部件?？梢愿鶕?jù)產(chǎn)品系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化來設(shè)計系列產(chǎn)品，優(yōu)化卷筒的長度和直徑。

　　筒繩直徑比e(卷筒的計算直徑除以鋼絲繩直徑)，國內(nèi)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求是一直的，但就國內(nèi)的實(shí)際情況，鋼絲繩選用**品牌的產(chǎn)品，8股芯鋼絲繩選用較多，鋼絲繩強(qiáng)度也比國內(nèi)較高。鋼絲繩直徑較小，相應(yīng)卷筒和滑輪直徑減小，對選用卷筒聯(lián)軸器會遇到難找對應(yīng)型號的麻煩，在市場上也很難找到匹配的歐式系列滑輪，對傳統(tǒng)的滑輪系列，單靠減小滑輪直徑，對滑輪的強(qiáng)度和壽命還沒有完整的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，筆者在多年的產(chǎn)品設(shè)計中，按折中的辦法，在實(shí)踐中一直采用經(jīng)驗(yàn)值。當(dāng)然這是一種稍偏保守的設(shè)計理念，對筒繩直徑比推薦按表2-2中的推薦值取值，供設(shè)計者參考。

圖2-22桶繩直徑比e

　　歐式卷筒組(圖2-22和圖2-23)沒有支座，固定在小車架的主副端梁上，因此超載限制器只能裝在滑輪軸上。由傳動軸、通蓋、軸承、軸承座、隔套、卷筒聯(lián)軸器、軸端擋板、卷筒、鋼絲繩壓板、軸定位板、軸承蓋、高度限制器傳動齒輪、卡軸板、連接軸等組成。

　　1—傳動軸;2、7—通蓋;3、13—軸承;4—軸承座;5、6—隔套;8—卷筒聯(lián)軸器;9—軸端擋板;10—卷筒;11—鋼絲繩壓板;12—右端軸定位板;14—右端軸承蓋;15—高度限制器傳動大齒輪;16—右端軸卡板;17—右端連接軸;18—高度限制器傳動小齒輪;19—右端齒輪罩殼;20—起升高度限制器;21—起升高度限制器支座;22—起升高度限制器罩


圖2-23中、大歐式起重機(jī)卷筒組

　　1—起升傳動軸;2、4、8、10、11—通蓋;3、9—調(diào)心軸承;5—卷筒聯(lián)軸器;6—卷筒;7—鋼絲繩壓板;12—高度限制器

　　卷筒的強(qiáng)度和卷筒設(shè)計計算

　　歐式卷筒的強(qiáng)度和卷筒設(shè)計計算與通用橋式起重機(jī)一樣，參見2013《起重機(jī)設(shè)計手冊》710～716頁相關(guān)內(nèi)容。

　　歐式卷筒的壁厚推薦按經(jīng)驗(yàn)取值后進(jìn)行強(qiáng)度校核，一般對L≤3D的卷筒，卷筒壁厚初取0.95～1.05d;對L>3D的卷筒，卷筒壁厚初取1.1～1.2d。其中，L為卷筒長度，D為卷筒直徑，d為進(jìn)口鋼絲繩直徑。

　　卷筒的裝配槽向

　　歐式卷筒的裝配，分左右槽向，槽向決定鋼絲繩的順序纏繞，與卷筒鋼絲繩朝哪邊放繩和鋼絲繩繩頭固定位置有關(guān)。對雙聯(lián)單層繞卷筒，理論上講鋼絲繩固定有兩個位置，一個是固定在卷筒內(nèi)側(cè)，一個是固定在卷筒外側(cè)(圖2-24)。

圖2-24卷筒裝配槽向

　　固定在卷筒內(nèi)側(cè)，只適應(yīng)于起升高度小和起升機(jī)構(gòu)倍率為1的卷筒組。對歐式起重機(jī)，在實(shí)際設(shè)計中一般不會遇到這種情況，主要因?yàn)檫@種情形的鋼絲繩卷筒偏角遠(yuǎn)大于3.5°，將導(dǎo)致鋼絲繩纏繞錯亂，不能正常纏繞工作。

　　固定在卷筒外側(cè)，適應(yīng)于歐式起重機(jī)的卷筒組。判斷卷筒的槽向采用“握手規(guī)則”，即用單手(左或右手)示意握向卷筒，以判斷卷筒部位的端頭為參照，四指指向卷筒卷繞方向，拇指指向卷筒卷繞靠卷筒里側(cè)方向，符合左手為左向槽，符合右手為右向槽。