ZLC系列主缆缠丝机索夹端部的缠丝工艺

摘 要：分析在中跨主缆及边跨主缆索夹端部缠丝机缠丝的不同工况，进而论述国产ZLC系列主缆缠丝机索夹端部的缠丝工艺及端部缠丝附件在其中所起的作用。

关键词：主缆；缠丝机；缠丝工艺；端部缠丝附件

1 概述

悬索桥防护施工中，最重要的一个环节就是主缆缠丝，方法主要是在已做防腐涂装处理的主缆表面密匝缠以镀锌软钢丝，钢丝断面形状有园形、“S”形。并且在表面再涂装底漆和面漆，形成了永久性的防护层。

ZLC系列主缆缠丝机主要由以下几部分组成：（1）主机：包含机架、主机夹紧系统，主传动系统，快、慢速走行传动系统、张力形成系统、缠丝系统及端部缠丝附件、液压泵站系统、电气控制箱、电气操作箱等。（2）前夹持架：它包括框架、夹紧机构、液压自动跨越索夹系统、配重等。（3）后夹持架：基本结构与前夹持架相同。（4）导向梁：用其联结前、后夹持架。主机走行时导向轮沿导向梁滚动，反之当夹持架走行时导向轮为其导向。

ZLC系列主缆缠丝机有如下特点：（1）主机和夹持架可沿主缆交替自行，作业范围可达主缆全程，不需要外部机构牵引。（2）遇到索夹和吊索，液压驱动，传感器控制，自动跨越，连续行走。（3）旋转部分转速与走行速度自动匹配，做到缠丝一圈紧扣一圈，通过微调装置，可适应缠丝节距或直径公差的变化范围。（4）缠丝时钢丝张力可达2.8KN，并可有效调节和固定。（5）可缠丝主缆节间全程，通过端部缠丝附件，克服了索夹与齿圈间形成的死角，可缠丝至索夹端部，也克服了索夹两端嵌入缠丝的难题。（6）极其轻巧灵活，操作容易，数字显示，安全可靠。

2 中跨主缆和边跨主缆缠丝的区别

中跨主缆与边跨主缆最大的区别在于中跨主缆的索夹下方有吊耳和吊索，而边跨的索夹一般情况下无吊耳和吊索。由于中跨索夹下方有吊耳和吊索的存在，当缠丝机在缠绕靠近索夹端部的主缆时，大齿圈上的贮丝盘会和吊耳和吊索发生碰撞。从而导致缠丝机无法缠绕靠近中跨索夹端部的主缆。而缠丝机在缠绕靠近边跨索夹端部的主缆时，由于边跨索夹的外形为一个圆筒型，索夹下方无任何东西，故不存在贮丝盘会和吊耳和吊索发生碰撞的问题。

3 缠丝装置的简介

缠丝装置安装在大齿圈的端面上，一是靠大齿圈的旋转运动完成缠绕动作，二是靠与旋转相匹配的走行速度完成排钢丝。ZLC系列主缆缠丝机采用双头缠丝方式，故齿圈上有两套相同的机构。

缠丝装置主要包括了大齿圈、贮丝轮、张紧装置。对索夹端部缠丝，还设计有端部缠丝附件。

（1）大齿圈：大齿圈既是传动元件，又是缠丝部件的载体。（2）贮丝轮：贮丝轮的基本结构是个卷丝筒，每个贮丝轮可预卷钢丝600Kg。它的内孔两端及固定轴上均装有摩擦轮，摩擦力依靠轴端螺母和弹簧调节。当钢丝在张紧装置上形成张力时，贮丝轮上的摩擦力只起“打稍”的作用。

图1 缠丝装置

注：图1中1为大齿圈；2为贮丝轮；3为张紧装置；4为端部缠丝附件。

（3）张紧装置：两组摩擦轮及一个弹簧补偿装置组成张紧装置。缠丝时的张力由数组摩擦轮的摩擦阻力形成，主要是通过螺母施加的正压力大小來决定力的大小。（4）端部缠丝附件：端部缠丝附件长度为550mm，安装在大齿圈端面上。端部缠丝附件内含四个转向滑轮，对缠绕的钢丝进行导向，钢丝从贮丝盘出来经过导向轮进入张紧装置，然后进入端部缠丝附件，经过四个转向滑轮再和主缆接触。

4 中跨索夹端部的缠丝工艺

（1）对即将缠丝的节段，先用手工清除主缆上因施工而残留的杂物，并用溶剂清洗主缆表面的油污及沙尘等有害物质。

（2）缠丝前调整好缠丝与走行的速度匹配关系，即缠丝齿圈每转一圈，机器走行8mm，张力调整至所需数值，并能可靠显示。

（3）起始端（索夹下端部）的主缆缠丝。

a.安装贮丝盘和端部缠丝附件，并穿绕钢丝，主机行进至端部缠丝附件前端距索夹端部间距30mm处；b.将电机速度调至150r/min左右；c.用钢丝钳将缠丝丝头扭挂在索夹的螺栓上；d.正转（齿圈正常缠丝为逆时针方向）点动缠丝机进行端部缠丝，若有乱丝或压丝现象，则用垫圈调整端部缠丝附近的伸出长度，以达到节距的匹配。缠至3圈后停机按要求进行并接焊（采用铝热焊）并焊后用磨光机打磨焊坡，保留焊坡高度3mm，并将缠好的钢丝人工推入索夹端部槽内；e.接着点动进行端部缠丝3～4圈并人工推向索夹端部后停机，脱开缠丝牙嵌离合器，机器反向走行，直至端部缠丝附件的出丝与已缠好钢丝平齐后停车；f.合上牙嵌离合器，继续点动缠丝，正常后，连续动作缠丝，缠丝至距索夹端部约600mm停止；g.按要求并焊钢丝，并打磨焊坡；h.机器反向点动，松开端部缠丝附件上的钢丝（已缠好的钢丝出头处已并焊防松）拆除端部缠丝附件；i.脱开牙嵌离合器，机器反向走行，空车走行直至张紧装置的张紧轮的出丝与已缠好的钢丝平齐停止。

图2 索夹端部缠绕图

注：图2中1为索夹；2为端部缠丝附件；3为贮丝盘；4为大齿圈。

5 结束语

ZLC系列主缆缠丝机为我公司自行研制，具有专利产权的第三代主缆缠丝机。其性能在前两代产品的基础上作出了巨大地改进，缠丝的质量、速度及自动化程度均有较大的提高。作为悬索桥架设必须的“三大件”之一，其市场前景非常广阔。

参考文献

[1]党志杰.悬索桥主缆的防腐防护及涂装、大跨度桥梁设计与施工技术[M].北京：人民交通出版社，2002.

作者简介：夏朝鹃（1982，2-），男，2004年毕业于长沙理工大学机械设计制造及其自动化专业，学士。