吊车钢丝绳防绞装置的设计

沈亮远

（中国人民解放军第二炮兵工程大学 士官学院，山东 青州262500）

0 引言

吊车起升机构是使物品获得升降运动的基本组成，起升机构工作的好坏将直接影响整台起重机的工作性能。起升机构吊车起升机构均采用卷扬机构，设置了钢丝绳卷绕系统，保证钢丝绳有序地绕在卷筒上，然而我们在实际作业过程中，特别是在空载展车或轻载时，由于钢丝绳的收放不及时，会出现钢丝绳绞绳现象，大大增加钢丝绳的磨损，严重的会使钢丝绳卷绕系统卡滞，不能正常工作。为了避免绞钢丝绳，在钢丝绳卷绕系统上设计一套防绞装置，确保在各种情况下钢丝绳能够可靠地绕在卷筒上。

1 钢丝绳绞绳现象分析

吊车起升机构的钢丝绳卷绕系统主要由钢丝绳、卷筒、滑轮组、压绳滚筒等组成，为了防止绞钢丝绳，吊臂上设置有导向轮，卷筒有导向绳槽，并在卷筒后设有压绳滚筒，可以随时压卷筒上的钢丝绳按照导向绳槽缠绕，层层叠压，实现多层绕绳。

卷筒多层绕绳是一个非常敏感的过程，受到许多因素的影响，包括设备、钢丝绳和操作方式。在起吊重物时基本不会出现绞绳现象，最常见的绕绳问题是使用的过程中，收放钢丝绳时由于载荷小，钢丝绳未达到要求的预紧力，内层钢丝绳造成松散，典型特征是绳排之间有间隙。特别是降钩放钢丝绳时，卷筒转动，而钢丝绳不能及时放出，出现绞钢丝绳现象，如不及时处理将越绞越严重。

从以上分析可以得出一个结论，钢丝绳绞绳的一个重要因素在于收放钢丝绳中没有保证一定的预紧力。

2 钢丝绳防绞装置的总体设计

保证一定的预紧力，就是要卷筒上钢丝绳能够保证一个拉力，拉力的大小应为安全工作载荷的10%。钢丝绳防绞装置采用液压低速马达拉紧方案。利用汽车起重机的液压系统油源，在吊臂上安装一钢丝绳防绞装置，包括液压双向低速马达、减速器、拉绳轮组及液压回路组成。

拉绳轮组根据起吊负载大小控制液压回路，当起吊负载小于预紧力时驱动液压马达转动，通过变速器减速增矩，使拉绳轮组拉紧与卷筒间的钢丝绳，使卷筒上钢丝绳能够保证一个拉力，从而防止绞钢丝绳现象；当起吊负载大于预紧力时，马达停止，拉绳轮组与钢丝绳分离，正常起吊作业。

3 防绞装置液压回路的设计

在原来吊车液压系统的基础上增设一个拉绳液压回路，由于预压力相对不大，均采用常用的小型化、简便化设备，主要由控制阀、减压阀、溢流阀及双向低速马达组成。

双向低速马达的输出轴与减速器相连，驱动拉绳轮组主动轮转动。由于预压力相对不大，需要的液压压力较小，为此采用定值减压阀将吊车油源系统输送来的压力油减压至调定压力，从而调定马达的转矩，也就是使卷筒上钢丝绳能够保证一定的拉力。

控制阀阀芯一端与拉绳轮组从动轮相连，另一端设有弹簧，在弹簧和拉绳轮组从动轮的作用下，控制阀芯动作。

当起升机构下降放钢丝绳时，如果空载状态或负载较小，小于设定的预拉力时，钢丝绳对拉绳轮组从动轮的分压力较小，不能克服弹簧力，控制阀芯处于接通状态，系统压力油通过控制阀芯经减压阀减压，进入马达，驱动马达转动，通过减速器带动拉绳轮组主动轮转动，使卷筒上钢丝绳拉紧。如果起吊负载增大时，大于设定的预拉力时，钢丝绳对拉绳轮组从动轮的分压力增大，克服弹簧力，控制阀芯移动，处于截止状态，马达停转，同时由于从动轮下移，使钢丝绳与拉绳轮组主动轮脱离，由起吊负载拉紧钢丝绳，从而保证了起升机构下降放钢丝绳的预紧力。

同理，当起升机构上升收钢丝绳时，如果空载或负载小于设定的预拉力时，控制阀芯处于接通状态，驱动马达转动，通过减速器带动拉绳轮组主动轮转动，使卷筒上钢丝绳拉紧，拉紧后通过溢流阀溢流，马达停转。如果起升机构继续收钢丝绳，就要克服马达的扭力，马达反转，变成了阻力器件，使卷筒一直在钢丝绳拉紧的状态下收钢丝绳。此时回路油液保持一定压力，从溢流阀溢流。如果起吊负载增大时，大于设定的预拉力时，钢丝绳对拉绳轮组从动的分压力增大，克服弹簧力，控制阀芯移动处于截止状态，马达停转，同时由于从动轮下移，使钢丝绳与拉绳轮组主动轮脱离，由起吊负载拉紧钢丝绳进行收放钢丝绳，从而保证了起升机构上升收钢丝绳的预紧力。

为了防止拉绳轮组与吊钩间钢丝绳过松，使钢丝绳偏出拉绳轮组，在拉绳轮组一侧的吊臂上设置一V形导绳槽。

4 结束语

钢丝绳绞绳的重要因素在于收放钢丝绳中的预紧力大小，为了保证此预紧力，钢丝绳防绞装置采用了液压驱动，拉力控制的方案，通过钢丝绳对拉绳轮组从动轮的分压力的大小，反应钢丝绳的拉紧力，与弹簧弹力的比较，控制液压回路驱动马达运转，不论在收放还是空载满载的情况下，拉绳轮组与卷筒间的钢丝绳始终处于拉紧状态，从而大大降低了绞绳现象的发生机率。

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