雙輻板滑輪的發(fā)展及應(yīng)用

江一行+宋遠(yuǎn)卓

摘 要 本文介紹了四種不同形式的雙輻板滑輪，以及它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)、制造工藝、成本和使用壽命上的特點(diǎn)，并簡(jiǎn)述了相關(guān)應(yīng)用實(shí)例，為起重機(jī)械中滑輪的設(shè)計(jì)與選擇提供參考。

關(guān)鍵詞 滑輪；雙輻板；繩槽；使用壽命

中圖分類號(hào) TH12

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1674-6708（2016） 154-0064-02

滑輪是起重機(jī)械的重要零部件，用以支撐鋼絲繩和改變鋼絲繩的方向，達(dá)到省力或者增速的目的?；喿陨淼膲勖?、強(qiáng)度、穩(wěn)定性與其自身的材料及結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，而滑輪的質(zhì)量也決定了鋼絲繩的使用壽命，滑輪的自重也影響到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的自重，從而影響機(jī)械效率。為了提高鋼絲繩壽命，降低自重，節(jié)省成本，對(duì)滑輪結(jié)構(gòu)形式及制作工藝進(jìn)行研究并改進(jìn)具有重要意義。

滑輪按制作工藝可分為鑄造滑輪、鍛造滑輪、焊接滑輪、軋制滑輪。鑄造滑輪制造過(guò)程能耗大，污染嚴(yán)重，切削加工量大，質(zhì)量不穩(wěn)定，關(guān)鍵部位難以避免存在金屬收縮類缺陷，廢品率高，制造周期長(zhǎng)，自重大等缺點(diǎn)：鍛造滑輪材料利用率低，毛坯制作以及機(jī)械加工成本高，總體制作成本高；焊接滑輪及軋制滑輪自重較輕，對(duì)于大規(guī)格滑輪減輕自重有重要意義，但出于便于焊接和軋制的工藝要求，材料一般選用含碳量較低的鋼，所以繩槽的耐磨性差，使用壽命短。

基于上述各種形式滑輪的不足之處，在焊接滑輪和軋制滑輪的基礎(chǔ)上發(fā)展出了結(jié)構(gòu)獨(dú)特的雙輻板滑輪。它既有焊接滑輪自重輕、能延長(zhǎng)鋼絲使用壽命的特點(diǎn)，又有軋制滑輪強(qiáng)度高、制造周期短的優(yōu)點(diǎn)，是目前較為先進(jìn)且廣泛使用的一種滑輪。

1 雙輻板滑輪的發(fā)展及應(yīng)用

1.1 雙輻板壓制滑輪

江蘇鎮(zhèn)江市黃墟錨鏈廠最早于1992年研制出了尼龍繩槽雙輻板壓制滑輪，如圖1所示。

圖1雙輻板壓制滑輪1一繩槽襯；2一脹鉚接管；3--輪輻；4--輪轂；5一儲(chǔ)油腔

雙輻板壓制滑輪采用圓形鋼板坯料壓制成具有1/2繩槽的單片輪輻，將2個(gè)單片輪輻合攏，用脹鉚接管固定兩個(gè)輻板，在兩個(gè)單片輪輻中間設(shè)有儲(chǔ)油腔，可使輪轂內(nèi)的軸承具備良好的潤(rùn)滑條件，最后在輪緣繩槽處套上MC鑄型尼龍作為繩槽襯。此種雙輻板壓制滑輪在有磨損時(shí)不需更換滑輪總成，只需更換鑄型尼龍繩槽襯。但由于繩槽襯選用工程塑料，它的線膨脹系數(shù)比金屬大3～10倍，在實(shí)際使用中可能因此而造成繩槽襯松動(dòng)，所以需要合理選擇滑輪與繩槽襯的配合過(guò)盈量。同時(shí)，由于采用脹鉚接管將兩片輻板連接，不需要焊接，不產(chǎn)生焊接變形，故無(wú)需進(jìn)行金屬切削加工且易保證滑輪制造質(zhì)量。

如圖2所示，尼龍繩槽具有彈性大、摩擦系數(shù)小的特點(diǎn)，可降低其表面的接觸應(yīng)力并減小其磨損速度，因而大大地提高了繩槽及鋼絲繩的使用壽命。經(jīng)實(shí)踐證明，鋼絲繩壽命提高2～8倍以上。大連港香爐礁港務(wù)公司使用了此滑輪，對(duì)其使用一年的觀測(cè)，作業(yè)2046h，裝卸貨物11萬(wàn)噸，尼龍繩槽襯只磨損了0.3mm～2.2mm，按此最大磨損量計(jì)算尼龍繩槽襯可使用4～5年。上海某港務(wù)公司應(yīng)用此滑輪裝卸散礦、散話費(fèi)等散貨，抓斗與抓取量共重8噸，運(yùn)行1440小時(shí)，裝卸10.8萬(wàn)噸后，繩槽襯磨損<0.6mm。

1.1 拼接雙輻板輕型滑輪

1一繩槽輪緣；2--輻板；3--壓環(huán)；4--輪轂；5--圓環(huán)槽；6--

連接套；

拼接雙輻板滑輪于2002年獲得國(guó)家實(shí)用新型專利，由兩片輻板、繩槽輪緣、壓環(huán)、輪轂及連接套構(gòu)成，如圖3所示。兩片輻板一端與繩槽輪緣固定，另一端與輪轂固定，通過(guò)壓環(huán)壓緊。每片輻板由多片扇形板用咬合或焊接方式拼接而成，兩塊扇形板中部有開(kāi)孔，孔卷邊內(nèi)套連接套?；喼亓枯p，從而吊鉤滑輪組、起重機(jī)吊臂前端及尾端配重的重量隨之減輕，吊機(jī)本身所受荷載小、應(yīng)力低，同時(shí)輪壓下降，碼頭建筑構(gòu)件受載小，延長(zhǎng)了吊機(jī)及碼頭建筑構(gòu)件的使用壽命。

1.3 環(huán)形輪緣雙輻板滑輪

2012年上海振華重工有限公司研制出了一種新型雙輻板滑輪，如圖4所示。

圖4環(huán)形輪緣雙輻板滑輪

1一輪緣；2--輻板；3--連接管；4--輪轂

環(huán)形輪緣雙輻板滑輪由輪緣、輻板、連接管和輪轂組成。環(huán)形輪緣經(jīng)軋制成形，其側(cè)壁即為繩槽。兩塊環(huán)狀輻板經(jīng)沖壓成型后，分別焊接于輪緣的兩側(cè)。兩塊輻板上的連接孔內(nèi)插有連接管，連接管與兩塊輻板通過(guò)焊接固定。輪轂嵌入輻板的內(nèi)環(huán)中并與輻板焊接。

此種滑輪的雙輻板結(jié)構(gòu)能夠加強(qiáng)滑輪的整體剛度，其軋制繩槽可消除繩槽收縮類缺陷，并有利于提高硬度、降低成本。

1.4 焊接繩槽雙輻板滑輪

焊接繩槽雙輻板滑輪于2013年獲得國(guó)家實(shí)用新型專利，此滑輪包括由兩塊輻板焊接形成的輪體，如圖5所示。單片輻板的外邊緣向外軋制成1/2的v形繩槽，兩個(gè)1/2的v形繩槽底部通過(guò)焊接形成一個(gè)完整的繩槽。兩塊輻板靠近繩槽處設(shè)有若干圓周均勻分布的鉚釘孔，并通過(guò)鉚釘固定。輻板中間內(nèi)孔裝入輪轂并與輪轂通過(guò)焊接固定。

1--輻板；2--輪體；3--V形繩槽；4--鉚釘；5--軸承孔；6--

輪轂

焊接繩槽雙輻板滑輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)固，外形美觀，使用壽命長(zhǎng)，生產(chǎn)成本低，適宜大范圍推廣應(yīng)用。圖6為烏江思林電廠升船機(jī)主提升機(jī)構(gòu)所用的焊接繩槽雙輻板滑輪，滑輪主要結(jié)構(gòu)參數(shù)參數(shù)為：名義直徑4m，最大外形尺寸4.09m，環(huán)向均布筋板16個(gè)，環(huán)向均布無(wú)縫鋼管（即鉚釘）8個(gè)。此滑輪的強(qiáng)度、剛度均可滿足設(shè)計(jì)要求‘“。

2 結(jié)論

雙輻板滑輪相比于傳統(tǒng)滑輪，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式而有以下共同特點(diǎn)。

1）自重輕，機(jī)械效率高，相關(guān)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及受力部件壽命高。

2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)固，剛度高。

3）制造成本低，工期短。