李万录钢厂用于钢坯堆垛作业的电磁挂梁起重机有两种：一是由上部旋转小车和下部行走小车组成的双层小车；上部小车由小车旋转机构和双卷筒、双吊点起升机构、吊具等组成。二是单小车，双卷筒、双吊点起升机构、回转吊具等组成。起升机构实现钢坯的上升、下降，上部旋转小车或回转吊具实现钢坯90°旋转堆垛。在生产实践中，发现这两种起重机存在结构复杂、自重大高速作业过程中，吊具会发生较大的偏斜、摇摆，工作效率低，安全性差。一种四联卷筒电磁挂梁起重机起升机构克服了上述设计的不足。1 起升机构的功能及结构特点机构工作级别M7，额定载荷为12.5 t，起升速度为1 ～ 10 m/min，环境温度为60℃，起升高度为10 m。机构钢丝绳缠绕系统应具有防吊具摇摆和偏载不发生倾斜的功能，见图1。1. 电机 2. 双制动轮联轴器 3. 浮动轴 4. 双制动器 5. 减速器6. 四联卷筒 7. 转向滑轮 8. 钢丝绳 9. 绳头固定装置图1 起升机构示意起升机构由电机、双制动轮联轴器、浮动轴、双制动器、减速器、四联卷筒、转向滑轮、绳头固定装置、钢丝绳等组成，是四吊点起升机构中结构较简单的设计。 如图2 所示，钢丝绳缠绕系统由钢丝绳、四联卷筒、转向滑轮、吊具滑轮和绳头固定装置等组成，实现了回转吊具防摇摆及偏载不发生倾斜的功能。用一个四联卷筒代替2 个双联卷筒，形成回转吊具4 个吊点正交十字布局，是区别于其他电磁挂梁起重机起升机构较显著的特点。1. 绳头固定装置 2. 转向滑轮 3. 四联卷筒 4. 钢丝绳5. 正交十字交点 6. 吊具回转中心线图2 钢丝绳缠绕系统2 起升机构设计起升机构设计中滑轮组倍率的选取不仅对钢丝绳、滑轮、卷筒直径的选择，以及减速器低速轴静扭矩计算有较大影响，而且还直接影响到钢丝绳在卷筒上的有效工作圈数，进而影响转向滑轮与卷筒之间的距离。这个距离越近，钢丝绳出入滑轮、卷筒的偏角就越大，反之则越小。为使钢丝绳出入滑轮、卷筒的偏角在设计规范规定的范围内，采取2 倍率滑轮组，适当放大卷筒直径，把转向滑轮绳槽中心与卷筒绳槽有效工作圈长度中心对齐等措施，实现了纵向2 个吊点距离最短，这即减小了左右极限，扩大了作业区域，也相应缩小了小车尺寸，占用空间小，减轻了小车质量。倍率确定后，按照起重机设计手册计算钢丝绳最大静拉力，考虑钢丝绳斜拉和钢坯重心与吊具回转中心不重合的因素，选用合适型号的钢丝绳，依据GB/T3811—2008 确定合理的滑轮直径和卷筒直径。起升机构中的电机、制动器、减速器、联轴器配套件和标准件按常规计算选型。钢丝绳缠绕系统有4 根绳子，绳头的一端用钢丝绳压板固定在四联卷筒上。4 根绳子在纵横方向上两两对称布置。纵向的2 根绳子对称绕入卷筒内侧绳槽，从卷筒反方向绕出，依次穿过各自的转向滑轮、吊具滑轮，另一端与绳头固定装置相连，形成纵向对称的2 个吊点。横向的2 根绳子对称绕入卷筒外侧绳槽，从卷筒同方向绕出，穿过各自的吊具滑轮，另一端与绳头固定装置相连，形成横向对称的2 个吊点。4 个吊点呈正交十字分布。为使吊具在上下极限范围内升、降不会出现倾斜，防止运行中摇摆，设计时保证绕入绕出吊具滑轮的绳子与水平面的夹度完全相等。考虑到钢丝绳缠绕系统比较复杂，为避免钢丝绳与运行机构、绳头固定装置等发生干涉，设计时将小车运行机构偏置于起升机构减速器一侧，个别转向滑轮半沉于小车架内，绳头固定装置全部沉入小车架腹部。为便于维护、更换滑轮和钢丝绳，转向滑轮支座全部采用U 形口与轴端挡板相结合的设计，绳头固定装置能整体装卸。3 起升机构的安全性为确保起升机构安全、可靠运行，机构中设置了双制动器，每个制动器均能单独制动住全部额定载荷，其安全系数取1.25。由于钢丝绳倾斜设计，以及吊运钢坯作业时可能出现的偏载情况，钢丝绳应按受力最大的一根选择。如图3 所示, 在钢坯无偏载、钢丝绳与水平面成α角的情况下，钢丝绳静拉力1. 钢坯图3 钢坯重心偏离吊具回转中心示意图式中：q 滑轮组倍率；a 为进出卷筒的钢丝绳根数；α 为上极限位置处钢丝绳与水平面的夹角；g 为重力加速度，9.81 m/s2；Q 为吊具和钢坯的总质量，t；η 为滑轮组的总效率。当钢坯重心G 与吊具回转中心偏心距为e 时，纵向或横向2 吊点之间引起的载荷增加值为F 2 －F 1=ΔF式中：e 为偏心距，m； G 为钢坯的质量，t；L 为吊具上对应2 吊点间的距离，m。机构钢丝绳最大静拉力为 S max=S +F四联卷筒的钢丝绳缠绕系统能保证任意一根绳子断开时，吊具不会发生倾斜或坠落，安全性、可靠性得到提高。4 结束语该起升机构的应用，产生了一种结构简单、占用空间小、自重轻、吊具具有防倾斜、防偏摆、堆垛安全高效的电磁挂梁起重机，使用效果好。起升机构已获得国家发明专利受权（专利号：ZL201110026153.X）。举报/反馈发表评论发表作者最新文章高定位精度的第三代核环行起重机运行系统 刚柔耦合动力学仿真01-2014:40液压挖掘机转台有限元分析与疲劳强度评估01-2014:33SPMT 液压平板车车板变形有限元计算与仿真模拟01-2014:31相关文章高定位精度的第三代核环行起重机运行系统 刚柔耦合动力学仿真关于起重机轴承结构选择和技术参数计算三一SCC1000A-6，一台可带履带架整体运输的100t履带式起重机！张小龙的“微信之夜”：花1小时讲视频号，做产品99%不靠谱时政Vlog丨打卡国家跳台滑雪中心 共赴一场“如意之约”
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