摘要：隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)力度正逐漸加大，道路交通，機(jī)場(chǎng)，港口，水利水電，市政建設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)規(guī)模也越來(lái)越大，市場(chǎng)汽車(chē)起重機(jī)的需求也隨之增加。本文以50噸汽車(chē)起重機(jī)為例簡(jiǎn)述主起重臂鋼絲繩及滑輪組設(shè)計(jì)過(guò)程。

關(guān)鍵詞：50噸汽車(chē)起重機(jī)主起重臂鋼絲繩滑輪組

1 概述

起重機(jī)械式用來(lái)對(duì)物料進(jìn)行起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝作業(yè)的機(jī)械。它可以完成靠人力無(wú)法完成的物料搬運(yùn)動(dòng)作，以減輕人們的體力勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率，對(duì)發(fā)展對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起著積極的促進(jìn)作用。汽車(chē)式起重機(jī)是起重機(jī)械中非常重要的一種，主起重臂鋼絲繩及滑輪組是汽車(chē)式起重機(jī)的不可或缺的零部件?，F(xiàn)將鋼絲繩及滑輪組設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)述如下：

2 鋼絲繩的計(jì)算和選擇

鋼絲繩的選擇主要包括鋼絲繩結(jié)構(gòu)形式的選用和鋼絲繩直徑的確定。

2.1 鋼絲繩結(jié)構(gòu)形式的選擇

繞經(jīng)滑輪和卷筒的工作機(jī)構(gòu)鋼絲繩應(yīng)選用線接觸鋼絲繩；在腐蝕環(huán)境中采用鍍鋅鋼絲繩。本機(jī)構(gòu)所需鋼絲繩為繞經(jīng)滑輪和卷筒，故選擇線接觸鋼絲繩。

2.2 起升用鋼絲繩直徑的計(jì)算

鋼絲繩的直徑d可通過(guò)下式計(jì)算即

d=C■(2.1)

式中：C—選擇系數(shù)。S—鋼絲繩最大工作靜拉力。

選擇系數(shù)C的確定與機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別由關(guān)，可通過(guò)下式確定。

C=■（2.2）

式中：n——安全系數(shù)，由文獻(xiàn)[1]可知，n=5

k——鋼絲繩捻制拆減系數(shù)，一般選取k=0.82

w——鋼絲繩充滿(mǎn)系數(shù)，由下式確定，w=■。通常選取為w=0.46。

σb——鋼絲繩的公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度，由文獻(xiàn)[1]可知，σb=1850N/mm2。

將上述值帶入式（2.2）可得C=0.096。

采用單連滑輪組最大工作靜拉力

S=■（2.3）

式中：Q——起升載荷，Q=Q0+q，Q0為額定起升載荷，q為取物裝置的重力，

由文獻(xiàn)[1]可知，q=0.03Q0，即Q=51.5×104。

m——滑輪組倍率，由文獻(xiàn)[1]可知，m=10。

η——滑輪組效率，由文獻(xiàn)[1]可知，η=0.92。

將上述值代入式（2.3）可得S=5.6×104(N)。

將式（2.2）和式（2.3）所得數(shù)值代入式（2.1）可得出鋼絲繩直徑d=22.72mm。

參見(jiàn)文獻(xiàn)[1]可知，可選用鋼絲繩型號(hào)為6T(25)—23—1850—I—光—右交GB1102—74。

2.3 主起重臂伸縮用鋼絲繩的計(jì)算選用

當(dāng)滿(mǎn)載時(shí)，大臂仰角為56°，作用在缸的軸向力為：F=■=60.31×104N，F(xiàn)由8根鋼絲繩來(lái)承擔(dān)（其中4根拉第4節(jié)臂，其中4根拉第5節(jié)臂），每根鋼絲繩繩承受的拉力為7.53×104N。參見(jiàn)文獻(xiàn)[1]可知，選擇鋼絲繩直徑為d=13mm，公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度為1700N/mm2，最小破斷拉力為113KN。即型號(hào)為：6X（37）-13-1700-I-光-右交GB1102-74。

3 滑輪及滑輪組的選擇

滑輪用以支撐鋼絲繩，并能改變鋼絲繩的走向，平衡鋼絲繩分支的拉力，組成滑輪組達(dá)到省力或增速的目的。

3.1 滑輪構(gòu)造和材料的選用

承受負(fù)載不大的滑輪，結(jié)構(gòu)尺寸較?。ㄖ睆紻≤350mm），通常做成實(shí)體結(jié)構(gòu)，用強(qiáng)度不低于鑄鐵HT200的材料制造。承受大載荷的滑輪，為了減輕重量，多做成筋板帶孔的結(jié)構(gòu)，用強(qiáng)度不低于鑄鐵HT200、球鐵QT40-17和鑄鋼ZG230-450等材料制造。大型滑輪（直徑D≥800mm）由輪緣及帶筋板的輪輻和輪轂焊接而成，單件生產(chǎn)時(shí)也易選擇焊接滑輪。鑄鐵滑輪適用于工作級(jí)別M4以下的機(jī)構(gòu)，鋼制滑輪用于工作級(jí)別M4以上的機(jī)構(gòu)。

滑輪大多裝在滾動(dòng)軸承上，用尼龍和其它材料做成的滑動(dòng)軸承，也開(kāi)始在起重機(jī)的滑輪上使用。

鋼絲繩出入鋼絲繩繩槽的偏角過(guò)大時(shí)（＞5°），繩槽側(cè)壁將受到很大橫向力的作用，容易使槽口損壞，使鋼絲繩脫槽，為了減小鋼絲繩的磨損，在滑輪繩槽中可用鋁或聚酰胺作為墊襯材料，這使滑輪構(gòu)造復(fù)雜，只有當(dāng)鋼絲繩很長(zhǎng)，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上要求較高時(shí)，才推薦使用。

根據(jù)上述描述，選擇滑輪的材料為鑄鐵HT200，滑輪的構(gòu)造為多筋板帶孔的結(jié)構(gòu)。

3.2 起升用滑輪尺寸的確定及其選用

滑輪的主要尺寸是滑輪直徑D，輪轂寬度B和繩槽尺寸，滑輪結(jié)構(gòu)尺寸可按鋼絲繩直徑進(jìn)行選定。

3.2.1 工作滑輪直徑

D0≥e×d （3.1）

式中：D0——按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪直徑（mm）。 d——鋼絲繩直徑。e——輪繩直徑比系數(shù)與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別，鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)。機(jī)構(gòu)工作級(jí)別為M4，于是選得輪繩直徑比系數(shù)為18。

將數(shù)值帶入式（2.1）得出起升用滑輪D0≥414mm。

3.2.2 輪轂寬度B

一般情況下，B=（1.5～1.8）d0 （3.2）

式中：d0——滑輪軸徑，此處設(shè)計(jì)為30mm。參照上式取得B=54mm。

3.2.3 滑輪繩槽尺寸

由于選用滑輪為鑄造滑輪，參見(jiàn)文獻(xiàn)[1]可選用，滑輪繩槽半徑為11.5，表面粗糙度為2級(jí)的繩槽斷面，標(biāo)記為繩槽斷面11.5-2ZBJ8006.1-87。

由此確定起升用滑輪規(guī)格為：D0=414mm，B=54mm，繩槽斷面為11.5-2ZBJ8006.1-87。

主臂伸縮用滑輪計(jì)算即選用

主臂伸縮用滑輪的設(shè)計(jì)與起升用滑輪一致，故按式（2.1）及式（2.2）確定，滑輪由于受空間的制約在此選擇e=12，滑輪軸徑d0=20主臂伸縮用滑輪的規(guī)格為：

D0=156，B=26，繩槽斷面為6.5-2ZBJ8006.1-87。

3.3 滑輪組的選擇

由鋼絲繩依次繞過(guò)若干動(dòng)滑輪和定滑輪而組成的裝置稱(chēng)為滑輪組，滑輪組根據(jù)功能可分為增速滑輪組和省力滑輪組。按照構(gòu)造特點(diǎn)分為單聯(lián)滑輪組和多聯(lián)滑輪組，汽車(chē)起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)的滑輪組為單聯(lián)滑輪組與多層繞卷筒配合使用。

滑輪組的倍率和滑輪組的效率在前面已經(jīng)選取即參照參見(jiàn)文獻(xiàn)[1]可知。分別為m=10，η=0.92?；喗M的滑輪配置簡(jiǎn)圖如下圖3.1所示。

4 結(jié)論

通過(guò)本論文使我們能夠了解鋼絲繩和滑輪組的基本設(shè)計(jì)方法，為他們的選擇和使用提供了一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]張志文.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1997.

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[3]徐格寧.起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.

作者簡(jiǎn)介：

李永耀（1982－），男，河南南陽(yáng)人，延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系助教；李國(guó)榮（1983－），女，陜西咸陽(yáng)人，延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油工程系助教。