梁 昊，王廣帥

（山東豐匯設(shè)備技術(shù)有限公司，山東 濟南 250200）

1 折線卷筒不亂繩的構(gòu)造特點

折線卷筒因其具有多層纏繞排繩整齊、層間不亂繩、鋼絲繩使用壽命長等優(yōu)點，特別在對起升高度、鋼絲繩倍率及整機工作級別要求較高的起重機卷揚機中被廣泛應(yīng)用。折線卷筒繩槽又分為單折線繩槽和雙折線繩槽2 種。單折線繩槽是在卷筒的一周相間布置1 段直線繩槽、1 段斜線繩槽，通過1 段斜線繩槽沿軸向繞進1 個節(jié)距；雙折線繩槽是在卷筒的一周相間布置2 段直線繩槽、2 段斜線繩槽，每段斜線繩槽沿軸向可繞進0.5 個節(jié)距，2 段斜線繩槽沿軸向一周可累計繞進1 個節(jié)距。以雙折線卷筒為例，多層卷繞時，上層鋼絲繩只在25%周長的斜線繩槽區(qū)域與下層鋼絲繩交叉點接觸，而在75%周長的直線繩槽區(qū)域直接落入相鄰繩圈組成的繩槽內(nèi)，與下層鋼絲繩形成線接觸，使鋼絲繩接觸情況改善，提高了鋼絲繩使用壽命。但不足之處是從第二層開始，鋼絲繩每卷繞過交叉斜線繩槽區(qū)域，會與卷筒側(cè)板形成0.5 倍繩徑的空當，上層鋼絲繩再卷繞到此處時，將有部分陷入到此空當內(nèi)，使鋼絲繩產(chǎn)生擠壓磨損，如圖1 所示。

圖1 雙折線繩槽的構(gòu)造形式和特點

如圖2 所示，一般需要在卷筒側(cè)板繞繩空擋位置和交叉位置，分別設(shè)置填充楔塊和引導楔塊用于填充造成鋼絲繩塌陷的空當位置，使鋼絲繩纏繞從上到下形成穩(wěn)定的“金字塔”傳力效應(yīng)，能有效避免鋼絲繩層間卷繞塌陷發(fā)生亂繩。在側(cè)板交叉位置設(shè)置強制層間鋼絲繩旋向改變的翻轉(zhuǎn)楔塊，并輔助以側(cè)板頂端防爬繩的撥繩臺，在自然卷繞的條件下，雙折線繩槽卷筒可控制第六層鋼絲繩排列不亂繩。

圖2 “金字塔”的穩(wěn)定傳力效應(yīng)

2 鋼絲繩預緊對防亂繩的重要性

纏繞“金字塔”的穩(wěn)定傳力效應(yīng)一般會因為鋼絲繩受力變形、卷筒側(cè)板間距或繩槽節(jié)距不合理、入繩角過大躍繩或過小爬繩等情況出現(xiàn)纏繞“空隙”而被打破，造成各層各位置的鋼絲繩不能堅守自己固有的“崗位”，使得折線卷筒出現(xiàn)繞繩故障。但鋼絲繩型號、卷筒結(jié)構(gòu)設(shè)計、入繩角等影響排繩質(zhì)量的因素往往受現(xiàn)場施工條件的約束而很難被改變，因此，控制鋼絲繩初始和過程卷繞的張力，對折線卷筒纏繞質(zhì)量影響很大。底層初始圈，即從卷筒鋼絲繩固定端繞出的前幾圈，也稱之為安全圈，一般會始終留在卷筒上不參與纏繞，其貼合度和松弛度直接反映排繩質(zhì)量（圖3）。底層初始圈纏繞松弛，沒有完全落入繩槽，會造成底層其他鋼絲繩排繩位置錯亂，造成底層和上層鋼絲繩排繩產(chǎn)生縫隙，造成發(fā)生嵌繩等排繩故障。卷筒鋼絲繩纏繞須施加一定的預緊力（鋼絲繩2%的破斷負荷或10%的工作負荷），尤其保證卷筒底層鋼絲繩的纏繞緊實度，是折線卷筒卷繞故障控制的關(guān)鍵點。

圖3 底層初始圈的排繩質(zhì)量—貼合度、松弛度

3 鋼絲繩預緊的施加方式

起重機業(yè)內(nèi)或相關(guān)行業(yè)用于這方面的預緊裝置主要有2 種：①利用緊繩裝置，僅初始施加預緊力（圖4）；②通過倒鏈葫蘆和緊繩裝置實現(xiàn)卷繞全過程張力控制（圖5）。前者比較簡單，造價成本低，后者結(jié)構(gòu)復雜，造價成本也高。僅初始施加預緊力是在卷筒第一次卷繞時施加預緊力，使其底層鋼絲繩能緊密纏繞，保持底層鋼絲繩初始端、中間、末端都沒有凸起和跳槽，給上層鋼絲繩卷繞提供基礎(chǔ)性的支撐作用，而對卷筒后續(xù)卷繞過程不進行張力控制。卷繞全過程張力控制是鋼絲繩在卷筒、滑輪、吊具纏繞全過程都被施加預緊力，緊繩裝置一般始終參與鋼絲繩纏繞，可實時監(jiān)測鋼絲繩的張力并進行調(diào)節(jié)。兩種方式的預緊力或張力最低值一般均須保持在鋼絲繩2%的破斷負荷或10%的工作負荷以上。

圖4 卷筒第一次卷繞時通過緊繩裝置施加預緊力

圖5 通過倒鏈葫蘆和緊繩裝置實現(xiàn)卷繞全過程張力控制

4 重型塔機、桅桿吊出現(xiàn)的類似問題

火電施工用途的塔機主要用于吊裝鍋爐鋼架，塔機一般在獨立工況使用6 個月左右才開始加裝附著，塔機隨著鍋爐鋼架繼續(xù)吊裝頂升和附著，到開始使用1 年左右才達到最大起升高度，絕大多數(shù)時間卷筒只有頂端2～3 層的鋼絲繩在纏繞，而卷筒底層2～3 層的鋼絲繩基本長期釋放不出來。

桅桿吊用于港口碼頭重大件物品裝船倒運作業(yè)，一般需要配合大型吊具一并吊裝，吊具占用空間較大也很少有機會徹底著地，起升卷筒底層的鋼絲繩也很少有機會被徹底釋放出來，平時基本在卷筒外層2～3 層使用。這種使用工況，折線卷筒底層鋼絲繩的纏繞緊實度，直接影響上層鋼絲繩的纏繞質(zhì)量，如圖6 所示。

圖6 底層鋼絲繩長期釋放不出來的兩種工況

5 解決措施

1）測量卷筒側(cè)板填充擋環(huán)的位置、長度，測量其高度和寬度的偏差數(shù)據(jù)，對存在誤差的填充擋環(huán)進行適當修磨處理，保證底層鋼絲繩能全部落入卷筒繩槽。避免后續(xù)鋼絲繩纏繩時嵌入底層縫隙，發(fā)生亂繩現(xiàn)象。

2）盡可能降低起升動滑輪組與重物之間的距離或縮短起升吊索具的長度，盡量增加起升卷揚機鋼絲繩從底層的放繩長度，最大限度改善底層鋼絲繩因帶載卷繞的預緊受力情況，使其底層鋼絲繩盡可能在卷筒緊致卷繞。

3）可利用設(shè)備首次安裝首檢做110%動載試驗的機會，將起升鋼絲繩盡可能從卷筒全部放出，再帶載重新緊致卷繞在卷筒上，改善底層鋼絲繩松散的排繩狀態(tài)，避免后續(xù)鋼絲繩卷繞發(fā)生嵌繩等排繩問題。

4）設(shè)備若轉(zhuǎn)場移機時，可替換質(zhì)量略好的進口鋼絲繩，鋼絲繩捻制緊密，直徑偏差偏小且一致性好，利于減少鋼絲繩卷繞變形產(chǎn)生的偏差積累。

5）若具備條件，卷筒第一次初始纏繞盡可能使用緊繩裝置施加鋼絲繩2%的破斷負荷或10%的工作負荷的預緊力。

6 結(jié)語

折線卷筒出現(xiàn)亂繩故障后，受現(xiàn)場施工條件的約束，替換鋼絲繩、更換卷筒、改變?nèi)肜K角等處置措施往往很難實施。

提高鋼絲繩卷繞張力，特別是給折線卷筒底層鋼絲繩施加一定的預緊力（鋼絲繩2%的破斷負荷或10%的工作負荷），保證卷筒底層初始圈及整個底層鋼絲繩的纏繞緊實度，對避免折線卷筒因底層鋼絲繩松弛發(fā)生竊繩等故障有重要意義。重型塔機、桅桿吊等起重機機械折線卷筒應(yīng)用的有益經(jīng)驗，可以推廣應(yīng)用到其他行業(yè)。