嵌入式防鋼絲繩滑脫滑輪組的設(shè)計(jì)

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(佳木斯大學(xué)a.建筑工程學(xué)院,b.臨床醫(yī)學(xué)院,c機(jī)械工程學(xué)院,黑龍江 佳木斯 154007)

0 引 言

滑輪作為一種常用的簡(jiǎn)單機(jī)械被廣泛應(yīng)用在諸多領(lǐng)域，無(wú)論是起重機(jī)、電梯 、帆船還是在日常家用的滑動(dòng)窗簾、升降衣架，都可以發(fā)現(xiàn)滑輪的身影?；喫鸬降淖饔靡呀?jīng)不可或缺，尤其是動(dòng)滑輪組的使用使得起重機(jī)的起重能力有了質(zhì)的飛躍。近年來(lái)，對(duì)滑輪組承載能力及壽命方面的提高許多學(xué)者作了相應(yīng)的研究，高鵬采用滑輪組裝車，通過(guò)絞車牽引平板車整體運(yùn)輸一些重型液壓支架，可將原有絞車的運(yùn)輸能力增加1倍[1]。楊剛等采用滑輪組起吊技術(shù)，在井架上安裝滑輪組，地面采用穩(wěn)車起吊和牽引，使天輪一次性就位，提高了起吊安全性，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益[2]。崔永峰重新設(shè)計(jì)加工一種全密封滑輪組，解決了單槽滑輪組在使用中出現(xiàn)的使用壽命短問(wèn)題，使用壽命比改造前提高了近30倍[3]。李鵬舉介紹了一種用于超大噸位起重機(jī)的鋼絲繩纏繞方法，給出基于該繞繩方法的變幅小車及吊鉤，該繞繩方法能夠?qū)崿F(xiàn)多種倍率變換，提升能力顯著提高[4]。然而現(xiàn)有的滑輪及滑輪組仍存在不足，每年因滑輪故障而引發(fā)的嚴(yán)重事故層出不窮，尤其是建筑領(lǐng)域。每年因鋼絲繩滑脫、卡死、卡斷而引起的事故不計(jì)其數(shù)，為此我們?cè)O(shè)計(jì)了嵌入式防鋼絲繩滑脫滑輪，該滑輪能有效地解決鋼絲繩滑脫問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了嵌入式防鋼絲繩滑脫滑輪組，提高嵌入式滑輪的承重能力。

1-滑輪輪盤 2-軸承 3-中心軸 4-外殼 5-螺栓 6-鋼絲繩 7-防滑塊

1-滑車 2-滑輪一 3-滑輪二4-鋼絲繩 5-滑輪三 6-掛鉤

1 滑輪組中鋼絲繩滑脫的原因

目前滑輪已成為最重要的簡(jiǎn)單機(jī)械之一。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)滑輪的需求也越來(lái)越高，鋼絲繩滑脫、卡死甚至卡斷的情況經(jīng)常出現(xiàn)。分析鋼絲繩滑脫的原因主要如下：

(1)傳統(tǒng)的滑輪因滑輪輪盤與滑輪外殼連接處間隙過(guò)大，滑輪輪盤與滑輪外殼之間有可供鋼絲繩滑脫的空間。

(2)鋼絲繩質(zhì)地太過(guò)堅(jiān)硬，不能緊貼輪盤凹槽，鋼絲繩使用時(shí)間過(guò)久，出現(xiàn)松弛現(xiàn)象。

(3)滑輪在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)速過(guò)快及滑輪在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受到震動(dòng)等容易導(dǎo)致鋼絲繩滑脫，因鋼絲繩滑脫而導(dǎo)致滑輪損毀，更有甚者導(dǎo)致鋼絲繩斷裂。

(4)滑輪輪盤內(nèi)的軸承年久失修而出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。

2 嵌入式防鋼絲繩滑脫滑輪的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)了一種嵌入式防滑脫滑輪，外殼有兩種結(jié)構(gòu)形式，“T”字形或“一”字形，以“T”字形外殼結(jié)構(gòu)為例，該滑輪結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1所示，主要包括滑輪輪盤、滾動(dòng)軸承、中心軸，外殼、防滑塊等結(jié)構(gòu)。

中心軸內(nèi)部采用雙組滾動(dòng)軸承，采用雙組滾動(dòng)軸承可增大輪盤的靈活性，在任意一組軸承損壞的情況下滑輪仍能正常工作，延長(zhǎng)了滑輪的使用壽命。滑輪外殼為“T”字形，分為前后兩部分，“T”字形的三個(gè)角分別安有一個(gè)防滑塊，防滑塊為“凹”字形，凹口一側(cè)與滑輪輪盤凹槽相對(duì)。使用時(shí)通過(guò)螺栓將兩側(cè)的外殼及防滑塊連接在一起，滑輪輪盤使用耐磨材料制成，邊緣光滑，通過(guò)滾動(dòng)軸承以及中心軸將滑輪輪盤的邊緣部分嵌入到滑輪“T”字形外殼內(nèi)，使得滑輪輪盤凹槽內(nèi)的鋼絲繩沒(méi)有可供滑脫的間隙，從而有效地防止了鋼絲繩滑脫，增大了滑輪的安全性。

該滑輪減小了鋼絲繩的可移動(dòng)空間，鋼絲繩沒(méi)有可以滑脫的空間，自然不會(huì)發(fā)生滑脫，從根本上解決了鋼絲繩滑脫的問(wèn)題。安裝多組軸承，提高輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性，在任意一組軸承卡死時(shí)仍能正常工作。

3 嵌入式防鋼絲繩滑脫滑輪組的設(shè)計(jì)

將所設(shè)計(jì)嵌入式防鋼絲繩滑脫滑輪用于工程生產(chǎn)實(shí)際中，設(shè)計(jì)出嵌入式防鋼絲繩滑脫的滑輪組，見(jiàn)圖2所示，該滑輪組由2個(gè)滑輪一、1個(gè)滑輪二、2個(gè)滑輪三、鋼絲繩及掛鉤等組成，滑輪組安裝在滑車上。

滑輪一采用“一”字形外殼的防滑裝置，滑輪二及滑輪三上安置的防滑裝置外殼為“T”字形，在防滑裝置外殼靠近中心軸一端設(shè)置凹孔用以固定防滑裝置?；嚢惭b在塔吊起重臂上，可沿塔吊起重臂水平移動(dòng)，滑車下方安有2個(gè)滑輪一和1個(gè)滑輪二，滑輪二位于滑車中央，2個(gè)滑輪一均勻的分布在滑輪二兩側(cè)，起重掛鉤安有2個(gè)滑輪三，2個(gè)滑輪三均勻的排布在掛鉤上方的殼體上，滑車與起重掛鉤通過(guò)鋼絲繩連接，在鋼絲繩兩端各連接一個(gè)起重動(dòng)力裝置，在起重較大重量物體時(shí)使用任意一端的動(dòng)力裝置均可完成起重作業(yè)，此時(shí)滑輪組省力，可以有效提高承重能力，在起重較小重物時(shí)同時(shí)使用兩端的動(dòng)力裝置，可以減少起重時(shí)升降的時(shí)間，有效的提高工作效率，該滑輪組既可以防繩索滑脫又可以增大承載能力。

3 結(jié) 語(yǔ)

在經(jīng)過(guò)多方面了解當(dāng)今各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中滑輪以及滑輪組的廣泛應(yīng)用情況和目前在滑輪和滑輪組的應(yīng)用當(dāng)中所面臨的問(wèn)題之后，分析總結(jié)了滑輪使用過(guò)程中造成鋼絲繩滑脫問(wèn)題的原因，并通過(guò)項(xiàng)目小組的多次實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)分析，設(shè)計(jì)了一個(gè)承重能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、能夠擴(kuò)大嵌入式滑輪的適用范圍的嵌入式防鋼絲繩滑脫滑輪組。該滑輪組還具有防鋼絲繩滑脫、不易卡死和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高鵬.滑輪組在液壓支架拆除裝車施工中的應(yīng)用[J].江西煤炭科技,2017,(2):180-181.

[2] 楊剛,王帥.組合法吊裝天輪技術(shù)[J].煤礦機(jī)械,2014,35(4):173-174.

[3] 崔永峰.液壓支護(hù)臺(tái)車鑿巖機(jī)牽引鋼絲繩單槽全密封滑輪組發(fā)明與應(yīng)用[J].有色設(shè)備,2017,(1):39-42.

[4] 李鵬舉.超大噸位平臂塔式起重機(jī)的小車與吊鉤[J].起重運(yùn)輸機(jī)械,2016,(6):15-18.