本发明涉及一种用于大倍率桥机的非常规卷绕系统。
背景技术：
桥架类型起重机常用的卷绕系统是双联滑轮组配合双联卷筒，滑轮组中的滑轮按所需倍率和结构要求来配置。以200t桥式起重机为例来说明，200t桥式起重机广泛采用的滑轮组倍率数是8，传统的常规8倍率卷绕系统参见附图1所示：通常当倍率≥6时，为了不使卷筒1’中间的光面部分过长，卷筒1’上钢丝绳分支5’一般引向吊钩组中间的两个动滑轮4’上；为避免钢丝绳分支5’在运动过程中发生碰撞，中间两个动滑轮4’的直径要比其它动滑轮4’和定滑轮2’的直径稍大；为避免边部动滑轮4’出绳偏角过大，采用平衡梁3’代替平衡滑轮。
2016年，本公司在起升高度为18m的200t桥机时，采用8倍率滑轮组起升机构，同时设计了两种方案：在方案一中，钢丝绳出卷筒时的最大偏角达到3.830，超出标准规范中所要求的3.50，这种情况会加剧钢丝绳的磨损，使绳槽的侧壁受到较大的横向力作用，进而损坏槽口，容易造成钢丝绳脱槽，甚至会造成意外事故。在方案二中，增大了卷筒的规格尺寸，钢丝绳出卷筒时的最大偏角正好是3.50，满足了标准规范的要求，但是所对应匹配的减速器型号比方案一大了一个级别，减速器增大型号后，不仅转矩和功率富裕量更大，而且质量和外廓均增加30%左右，这样相应会增大起升机构的质量和外形尺寸，不但布置困难，更是大大增加了成本，因此方案二的经济性和合理性较差。上述两种方案的对比分析，可参考附表1所示：
通过分析附表1，使我们产生这样的设想：即在保证起升机构中电动机、制动器、联轴器型号基本不变的情况下，能不能通过绕绳方式的改进、滑轮组倍率的增减而使得钢丝绳出卷筒的最大偏角既能满足标准规范的要求、又能提高减速器的利用率、从而使起升机构更加经济合理。
技术实现要素：
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种大倍率桥机非常规卷绕系统。本发明通过滑轮组倍率的增大来提高起吊吨位，同时通过绕绳方式的改进来减小钢丝绳出卷筒的最大偏角，利于降低卷筒绳槽侧壁的横向力、减少钢丝绳磨损、提高钢丝绳寿命、保证机构安全、提高起吊的安全性和可靠性，本发明很好地解决了大吨位、高倍率桥架型起重机卷绕问题；同时，本发明大大提升了减速器的利用率，起升机构容易布局，也使本发明的卷绕系统具有经济、实用、新颖等特点。从而更加经济、更加合理。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的用于大倍率桥机的非常规卷绕系统包括自上而下布置的卷筒、定滑轮组、平衡滑轮组、动滑轮组以及通过卷绕方式将上述各部件连接为一体的钢丝绳；所述钢丝绳的出绳端头和收绳端头分别固定在卷筒的两侧，所述钢丝绳的出绳段以相互交错方式依次绕经动滑轮组和定滑轮组中的出绳滑轮组合，所述钢丝绳的收绳段以相互交错方式依次绕经动滑轮组和定滑轮组中的收绳滑轮组合，且钢丝绳中位于出绳段和收绳段之间的过渡段绕经平衡滑轮组；其中，所述动滑轮组是由以共轴线方式、且左右水平对称布置的动滑轮a、b、c、d、e、e、d、c、b、a组成，所述定滑轮组是由以共轴线方式、且左右水平对称布置的定滑轮a’、b’、c’、d’、d’、c’、b’、a’组成；根据从出绳端头到收绳端头的绕线顺序，所述出绳滑轮组合包括动滑轮d、定滑轮d’、动滑轮e、定滑轮c’、动滑轮c、定滑轮b’、动滑轮b、定滑轮a’和动滑轮a，所述平衡滑轮组包括滑轮f和滑轮f’，所述收绳滑轮组合包括动滑轮a、定滑轮a’、动滑轮b、定滑轮b’、动滑轮c、定滑轮c’、动滑轮e、定滑轮d’和动滑轮d（这样钢丝绳从卷筒的一侧出绳后的出绳段以相互交错方式依次绕经动滑轮组和定滑轮组中的出绳滑轮组合，接着过渡段绕经平衡滑轮组中的滑轮f和滑轮f’之后，收绳段以与出绳段对称的卷绕方式绕经动滑轮组和定滑轮组中的收绳滑轮组合、并最终绕回到卷筒的另一侧，形成一个完整对称的卷绕系统）。
本发明中所述定滑轮组平行布置在动滑轮组的正上方，所述卷筒平行布置在动滑轮组一侧的斜上方，所述平衡滑轮组布置在动滑轮组另一侧的斜上方（这样布局，可以保证钢丝绳顺利地从卷筒绕经动滑轮组和定滑轮组中的出绳滑轮组合、再绕经平衡滑轮组中的滑轮f和滑轮f’、随后绕经动滑轮组和定滑轮组中的收绳滑轮组合、并最终绕回到卷筒的另一侧）。
本发明中所述卷筒为单层、双联螺旋绳槽结构（螺旋绳槽能够增加钢丝绳的接触面积，防止相邻的钢丝绳相互摩擦，提高钢丝绳的寿命）。
本发明中所述定滑轮组中的八个定滑轮分两种规格，其中定滑轮c’和定滑轮c’为大底径定滑轮，其余为小底径定滑轮（通过增大定滑轮组中部两个定滑轮的直径，可以保证钢丝绳交叉点n的间隙大于或等于最小交叉间隙m，从而避免钢丝绳交叉点出现钢丝绳位置干涉现象）。
本发明中所述动滑轮组中的十个动滑轮分两种规格，其中动滑轮e、动滑轮d、动滑轮e和动滑轮d为大底径动滑轮，其余为小底径动滑轮（通过增大动滑轮组中部四个动滑轮的直径，可以保证钢丝绳交叉点n的间隙大于或等于最小交叉间隙m，从而避免钢丝绳交叉点出现钢丝绳位置干涉现象）。
本发明中所述平衡滑轮组中的滑轮f和滑轮f’为同种规格，且滑轮f和滑轮f’的轴线相互平行(本发明利用平衡滑轮组代替平衡梁，可以使钢丝绳的出绳段和收绳段均与绕经平衡滑轮组中滑轮f和滑轮f’的钢丝绳过渡段相连通形成一个完整对称的钢丝绳卷绕系统，即本发明借助平衡滑轮组解决了将出绳段和收绳段有效地统一在单根钢丝绳中的问题，受力均匀、传力均衡。同时，本发明的平衡滑轮组中采用的两个滑轮f和滑轮f’，通过合理布置滑轮f和滑轮f’的间距，可以调整到钢丝绳的出绳段在绕出动滑轮a、绕入滑轮f时钢丝绳的偏角为0度，可以有效避免采用单个滑轮而造成的钢丝绳偏角过大、易于破坏动滑轮绳槽等不利影响）。
本发明的设计原理：
本发明通过滑轮组倍率的增大来提高起吊吨位，同时通过绕绳方式的改进来减小钢丝绳出卷筒的最大偏角，利于降低卷筒绳槽侧壁的横向力、减少钢丝绳磨损、提高钢丝绳寿命、保证机构安全、提高起吊的安全性和可靠性，本发明很好地解决了大吨位、高倍率桥架型起重机卷绕问题；本发明没有利用传统通过增大卷筒规格尺寸来减小最大偏角的方式，因此不会增大起升机构的质量和外形尺寸，既不会出现布置困难的局面，也不会造成减速器中转矩和功率富余量较大而浪费的问题，大大提升了减速器的利用率，从而使起升机构更加经济、更加合理。此外，本发明中用两个轴线相互平行的滑轮f和滑轮f’构成的平衡滑轮组代替了传统方式中的平衡梁，可以使钢丝绳的出绳段和收绳段均与绕经平衡滑轮组中滑轮f和滑轮f’的钢丝绳过渡段相连通形成一个完整对称的钢丝绳卷绕系统，即本发明借助平衡滑轮组解决了将出绳段和收绳段有效地统一在单根钢丝绳中的问题，受力均匀、传力均衡。同时，本发明的平衡滑轮组中采用的两个滑轮f和滑轮f’，通过合理布置滑轮f和滑轮f’的间距，可以调整到钢丝绳的出绳段在绕出动滑轮a、绕入滑轮f时钢丝绳的偏角为0度，可以有效避免采用单个滑轮而造成的钢丝绳偏角过大、易于破坏动滑轮绳槽等不利影响。
更具体讲，本发明采用10倍率代替传统的8倍率设计，一方面能够增大起吊吨位，另一方面当起吊同样的载重时，本发明中的钢丝绳所承受的荷载较小，提高起吊的安全性和可靠性，提高钢丝绳的寿命；本发明的绕绳方式与传统绕绳方式也不相同：传统绕绳方式中的钢丝绳从卷筒出绳后直接绕入动滑轮组的正中动滑轮上，本发明中钢丝绳从卷筒出绳后不是直接绕入动滑轮组的正中动滑轮e上，而是直接绕入与动滑轮e相邻、且位于出绳侧的动滑轮d上，由于动滑轮d更靠近卷筒的出绳位置，所以先绕入动滑轮d可以使钢丝绳出卷筒的最大偏角减小，利于降低卷筒绳槽侧壁的横向力、减少钢丝绳磨损、提高钢丝绳寿命、保证机构安全。因此，本发明很好地解决了大吨位、高倍率桥架型起重机卷绕问题，提高钢丝绳的寿命，提高起吊的安全性和可靠性，具有经济、实用、新颖等特点。
本发明的有益技术效果如下：
本发明通过滑轮组倍率的增大来提高起吊吨位，同时通过绕绳方式的改进来减小钢丝绳出卷筒的最大偏角，利于降低卷筒绳槽侧壁的横向力、减少钢丝绳磨损、提高钢丝绳寿命、保证机构安全、提高起吊的安全性和可靠性，本发明很好地解决了大吨位、高倍率桥架型起重机卷绕问题；同时，本发明大大提升了减速器的利用率，起升机构容易布局，也使本发明的卷绕系统具有经济、实用、新颖等特点。
本发明的用于大倍率桥机的非常规卷绕系统的有益技术效果更具体体现为（以200t起升机构10倍率的卷绕系统为代表来分析本发明的技术效果，参见附表2）：
a、在不过分增加滑轮组倍率的情况下，使得钢丝绳出卷筒最大偏角不但满足规范要求，并且还有一定的安全裕量。偏角减小，有利于降低卷筒绳槽侧壁所受横向力，减少钢丝绳磨损，提高钢丝绳寿命，保证机构安全。
b、在不增加减速器规格型号，不增加起升机构外形尺寸的基础上，进一步提升减速器的利用率。
c、采用两个滑轮轴平行布置的滑轮做平衡滑轮代替平衡梁，整个卷绕系统中仅使用一根钢丝绳，不但使得钢绳传力更加合理，更使得整机布置更加紧凑、美观。
附图说明
图1是传统200t起升机构8倍率常规卷绕系统图。
图1中序号说明：1’、卷筒，2’、定滑轮，3’、平衡梁，4’、动滑轮，5’、钢丝绳分支。
图2是本发明200t起升机构10倍率非常规卷绕系统图。
图3是本发明的布局主视图。
图4是图3的左视图。
图5是本发明钢绳交叉的平面间隙图。
图6是图5的左视图。
图中序号说明：1、卷筒，2、定滑轮组，3、平衡滑轮组，4、动滑轮组，5、钢丝绳；a、b、c、d、e、e、d、c、b、a代表构成动滑轮组的各个动滑轮；a’、b’、c’、d’、d’、c’、b’、a’代表构成定滑轮组的各个定滑轮；n代表钢丝绳交叉点；m代表最小交叉间隙。
具体实施方式
本发明以下结合附图和实施例作进一步描述：
如图2～图6所示，下面以200t起升机构10倍率的卷绕系统为代表来介绍本发明的非常规卷绕系统：
本发明的用于大倍率桥机的非常规卷绕系统包括自上而下布置的卷筒1、定滑轮组2、平衡滑轮组3、动滑轮组4以及通过卷绕方式将上述各部件连接为一体的钢丝绳5；所述钢丝绳5的出绳端头和收绳端头分别固定在卷筒1的两侧，所述钢丝绳5的出绳段以相互交错方式依次绕经动滑轮组4和定滑轮组2中的出绳滑轮组合，所述钢丝绳5的收绳段以相互交错方式依次绕经动滑轮组4和定滑轮组2中的收绳滑轮组合，且钢丝绳5中位于出绳段和收绳段之间的过渡段绕经平衡滑轮组3（参见图2、图4）；其中，所述动滑轮组4是由以共轴线方式、且左右水平对称布置的动滑轮a、b、c、d、e、e、d、c、b、a组成，所述定滑轮组2是由以共轴线方式、且左右水平对称布置的定滑轮a’、b’、c’、d’、d’、c’、b’、a’组成（参见图2、图3）；根据从出绳端头到收绳端头的绕线顺序，所述出绳滑轮组合包括动滑轮d、定滑轮d’、动滑轮e、定滑轮c’、动滑轮c、定滑轮b’、动滑轮b、定滑轮a’和动滑轮a，所述平衡滑轮组3包括滑轮f和滑轮f’，所述收绳滑轮组合包括动滑轮a、定滑轮a’、动滑轮b、定滑轮b’、动滑轮c、定滑轮c’、动滑轮e、定滑轮d’和动滑轮d（参见图2，这样钢丝绳从卷筒1的一侧出绳后的出绳段以相互交错方式依次绕经动滑轮组4和定滑轮组2中的出绳滑轮组合，接着过渡段绕经平衡滑轮组3中的滑轮f和滑轮f’之后，收绳段以与出绳段对称的卷绕方式绕经动滑轮组4和定滑轮组2中的收绳滑轮组合、并最终绕回到卷筒1的另一侧，形成一个对称完整的卷绕系统）。
本发明中所述定滑轮组2平行布置在动滑轮组4的正上方，所述卷筒1平行布置在动滑轮组4一侧的斜上方，所述平衡滑轮组3布置在动滑轮组4另一侧的斜上方（参见图4，这样布局，可以保证钢丝绳顺利地从卷筒1绕经动滑轮组4和定滑轮组2中的出绳滑轮组合、再绕经平衡滑轮组3中的滑轮f和滑轮f’、随后绕经动滑轮组4和定滑轮组2中的收绳滑轮组合、并最终绕回到卷筒1的另一侧）。
本发明中所述卷筒1为单层、双联螺旋绳槽结构（参见图3，螺旋绳槽能够增加钢丝绳的接触面积，防止相邻的钢丝绳相互摩擦，提高钢丝绳的寿命）。
本发明中所述定滑轮组2中的八个定滑轮分两种规格，其中定滑轮c’和定滑轮c’为大底径定滑轮，其余为小底径定滑轮（通过增大定滑轮组2中部两个定滑轮的直径，可以保证钢丝绳交叉点n的间隙大于或等于最小交叉间隙m，从而避免钢丝绳交叉点出现钢丝绳位置干涉现象，参见图5、图6）。
本发明中所述动滑轮组4中的十个动滑轮分两种规格，其中动滑轮e、动滑轮d、动滑轮e和动滑轮d为大底径动滑轮，其余为小底径动滑轮（通过增大动滑轮组4中部四个动滑轮的直径，可以保证钢丝绳交叉点n的间隙大于或等于最小交叉间隙m，从而避免钢丝绳交叉点出现钢丝绳位置干涉现象，参见图5、图6）。
本发明中所述平衡滑轮组3中的滑轮f和滑轮f’为同种规格，且滑轮f和滑轮f’的轴线相互平行(本发明利用平衡滑轮组3代替平衡梁，可以使钢丝绳的出绳段和收绳段均与绕经平衡滑轮组3中滑轮f和滑轮f’的钢丝绳过渡段相连通形成一个完整对称的钢丝绳卷绕系统，即本发明借助平衡滑轮组3解决了将出绳段和收绳段有效地统一在单根钢丝绳中的问题，受力均匀、传力均衡。同时，本发明的平衡滑轮组3中采用的两个滑轮f和滑轮f’，通过合理布置滑轮f和滑轮f’的间距，可以调整到钢丝绳5的出绳段在绕出动滑轮a、绕入滑轮f时钢丝绳的偏角为0度，参见图3，可以有效避免采用单个滑轮而造成的钢丝绳偏角过大、易于破坏动滑轮绳槽等不利影响）。
本发明的具体使用情况如下：
利用本发明在起吊之前，首先，将钢丝绳5的出绳段以相互交错方式依次绕经动滑轮组4和定滑轮组2中的出绳滑轮组合，即依次绕经动滑轮d、定滑轮d’、动滑轮e、定滑轮c’、动滑轮c、定滑轮b’、动滑轮b、定滑轮a’和动滑轮a；接着，绕出出绳滑轮组合后的钢丝绳5的过渡段绕经平衡滑轮组3中的滑轮f和滑轮f’；紧跟着，绕出平衡滑轮组3后的钢丝绳5的收绳段以与出绳段对称的卷绕方式绕经动滑轮组4和定滑轮组2中的收绳滑轮组合，即依次绕经动滑轮a、定滑轮a’、动滑轮b、定滑轮b’、动滑轮c、定滑轮c’、动滑轮e、定滑轮d’和动滑轮d，出绳段的末端最终绕回到卷筒1的另一侧。这样就形成一个对称完整的卷绕系统。最后，在动滑轮组4的下方安装用于起吊的吊挂组件即可起吊重物。