起重机起升钢丝绳斜拉防摇摆原理分析

霍利杰

（太原重工技术中心， 山西 太原 030024）

起重机是一种用于物料搬运、装卸、安装的机械设备,可以减轻或代替人们的体力劳动,提高劳动生产率,它被广泛应用于国民经济的各个领域之中。

随着生产规模的日益发展,对起重机的工作性能提出了更新、更高的要求。为了满足各种不同场合的使用要求,人们已经开发出各种类型的起重机。与此同时，人们也开发出了各种各样的起升机构来满足现在各种用户越来越多的工艺要求。

1 钢丝绳斜拉布置结构应用

由于起重机在使用中会很频繁的启动、停车；由于惯性的作用，在起重机启动和停车过程中，吊具装置就会摆动，而吊具在起吊或放下重物时，要求吊具装置不能摆动，所以就需加装1套降低防摇摆的装置。一般情况下抗防摇摆的结构有两种：一种为刚性抗防摇摆结构，此种结构的优势是抗防摇摆性能优越，但是质量增加较多，有时候由于厂房空间的限制，布置此种刚性结构也比较困难；另一种是采用钢丝绳斜拉布置来降低吊具装置的防摇摆幅度，此种结构的优点就是好布置，占用的空间小，质量增加的少，但是抗防摇摆性能稍逊于刚性抗防摇摆结构。

在许多板坯夹钳起重机中，都没有采用刚性导向装置，而是采用的钢丝绳斜拉布置的结构形式。虽然采用斜拉结构的布置，在起重机启动或者是停车时，吊具仍然会有一定的摆动，但是在较短的时间内，能够将吊具摆动的能量释放掉，进而达到防摇摆的目的。

2 吊具摆动能量转化分析

在实际应用中，有一种斜拉布置钢丝绳的结构形式，见图1。常规的吊具钢丝绳的布置都是垂直的，见图2。下面对两种钢丝绳的布置形式进行分析对比。

图1 斜拉布置钢丝绳的结构

图2 垂直布置钢丝绳的结构

首先，建立一个模型符合下面两种结构的钢丝绳布置形式。斜拉布置钢丝绳的摆动轨迹可以看做是个椭圆曲线运动，见图3。垂直布置钢丝绳的摆动轨迹可以看做是个圆周曲线运行，见图4。

图3 椭圆曲线运动

图4 圆周曲线运行

从图3可以看出斜拉布置模型的钢丝绳1和钢丝绳2将吊具横梁的运动轨迹进行了过度约束，由于钢丝绳是柔性约束，不是刚性约束，所以具备了一定的防摇摆功能。

3 结语

斜拉布置钢丝绳能够减小重物摆动的主要原因是对吊具进行了过度约束，进而让吊具的自由度理论上为零，但由于钢丝绳是柔性的，不能完全将吊具约束固定不动，吊具只能进行轻微的摆动，以此来满足用户防摇摆的要求。