一种钢丝绳紧绳装置及紧绳方法与流程

本发明涉及一种钢丝绳紧绳装置及紧绳方法，适用于卷扬机构的钢丝绳预紧，尤其适用于可多层卷绕的折线卷筒，属于起重设备。

背景技术：

1、研究卷筒卷绕的常见故障，特别是大容绳量的卷扬机绕绳故障问题，发现绕绳故障主要表现为堆积、单边、嵌绳。造成这些故障的主要因素为：钢丝绳入绳角、卷筒结构设计、钢丝绳张力等几种因素。出现卷筒绕绳故障后，钢丝绳型号、卷筒结构设计、入绳角等影响要素受制现场施工条件往往很难改变。总结发现，控制卷筒的钢丝绳卷绕张力对卷筒卷绕质量，特别是折线卷筒多层卷绕质量影响很大。折线卷筒要求钢丝绳卷绕须施加一定的预紧力(钢丝绳2％的破断负荷或10％的工作负荷)，尤其须保证卷筒底层钢丝绳的缠绕紧实度，是避免发生嵌绳等卷绕故障的关键点。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种钢丝绳紧绳装置及紧绳方法，解决因卷筒钢丝绳松弛卷绕发生嵌绳等绕绳故障的乱绳问题。

2、为解决这一技术问题，本发明提供了一种钢丝绳紧绳装置，包括底架、卷筒装配、滑轮装配、支架二和挡绳架，所述卷筒装配芯轴两端与支架一和支架二连接，滑轮装配的销轴传感器与支架二连接，两组组装后的支架一和支架二的底板按照反向布置的方式在底架上固定；所述挡绳架的底板与底架连接；两组所述卷筒装配的卷筒表面设有楔形绳槽，两组楔形绳槽相差半个绳槽节距布置；钢丝绳经滑轮装配折返绕进钢丝绳紧绳装置，并经滑轮装配折返绕出；所述卷筒装配上设置带式制动器，可手动调节卷筒的制动力矩；两组滑轮装配绕销轴传感器旋转，可测量靠近钢丝绳放绳装置侧和待缠绕卷扬机侧的钢丝绳张力。

3、所述底架由槽钢、钢板焊接加工制成，其顶面设有用于固定支架一、支架二和挡绳架的连接支座，其底端设有用于与附着物固定的连接底板，其端部四角设置有与附着物拉设的销轴孔。

4、所述卷筒装配包括卷筒、芯轴、轴承箱、调心轴承、透盖、带式制动器，卷筒由钢板卷制焊接或铸造加工制成，其卷筒表面设有用于钢丝绳卷绕的楔形绳槽和用于带式制动器制动的环形摩擦面，其内部装配一组芯轴和两组轴承箱与其两侧端板螺栓固定，卷筒可绕芯轴实现自由旋转；所述轴承箱内部安装所调心轴承，被透盖螺栓连接压紧在轴承箱内部，轴承箱法兰设置与卷筒连接的螺栓孔和用于拆卸的顶丝孔，轴承箱内部挡环同样设置拆除调心轴承的顶丝孔；所述芯轴靠近带式制动器一端连接支架一，另一端靠近滑轮装配连接支架二，环形摩擦面装配有带式制动器，整套钢丝绳紧绳装置正反布置两组卷筒装配，并轴向错开半个绳槽节距，卷筒装配2卷绕钢丝绳，配合带式制动器制动提供紧绳张力。

5、所述滑轮装配包括轮饼、内隔环、滚子轴承、防尘盖、隔套和销轴传感器，所述轮饼、内隔环、滚子轴承、防尘盖、隔套和销轴传感器装配后，轮饼绕销轴传感器可实现自由旋转，销轴传感器与支架二连接，滑轮装配导向钢丝绳、并测量紧绳张力。

6、所述支架一由钢板焊接加工而成，其立板设置有与卷筒装配的芯轴连接的销轴孔，其底板设置有与底架连接的连接支座，支架一连接卷筒装配的芯轴，支撑卷筒于底架顶面。

7、所述支架二由钢板焊接加工而成，其立板设置有与卷筒装配的芯轴连接的销轴孔和与滑轮装配的销轴传感器连接的销轴孔，其底板设置有与底架连接的连接支座，支架二连接卷筒装配的芯轴、连接滑轮装配的销轴传感器，支撑卷筒和轮饼于底架顶面。

8、所述挡绳架由槽钢焊接制作而成，其顶端设置有挡绳的横置槽钢，两侧设置有槽钢立柱，底端设置有与底架连接的连接支座，挡绳架防止钢丝绳跳槽跃出轮饼绳槽。

9、本发明还提供了一种利用所述的钢丝绳紧绳装置的紧绳方法，包括如下步骤：

10、1)准备：钢丝绳紧绳装置固定于附着物或工作平台上，使其与钢丝绳放绳装置距离保持10m以上，与待缠绕卷扬机距离保持10m以上，使钢丝绳紧绳装置、钢丝绳放绳装置和待缠绕卷扬机三者轴线相互平行，钢丝绳的走向与钢丝绳紧绳装置、钢丝绳放绳装置轴线中心点连线之间保持1.5°～2°的角度，钢丝绳的走向与钢丝绳紧绳装置、待缠绕卷扬机轴线中心点连线之间保持1.5°～2°的角度；

11、2)将钢丝绳从钢丝绳放绳装置放出，按照钢丝绳的绕绳方式进入钢丝绳紧绳装置中缠绕；

12、3)将绕出后钢丝绳固定在待缠绕卷扬机的卷筒上；

13、4)启动待缠绕卷扬机卷筒慢速旋转，带动钢丝绳旋转缠绕；

14、5)调节两组卷筒装配的带式制动器，由两组滑轮装配的销轴传感器测量钢丝绳放出端和卷入端的张力值，测量值显示在传感器显示器上，精确控制钢丝绳的缠绕张力。

15、所述钢丝绳不打滑的平衡条件，卷筒摩擦轮槽数量n、出绳端拉力t2、进绳端拉力t1以及卷筒21摩擦轮槽包角α之间的平衡关系如下：

16、

17、式中：t1—从被动端钢丝绳拉力，单位n；

18、t2—主动端钢丝绳拉力，单位n；

19、α—钢丝绳总包角，此种缠绕方式α＝π，单位rad；

20、e—自然对数的底数，e＝2.718；

21、μ0—当量摩擦因数，使用楔形绳槽，其当量摩擦系数μ0为：

22、μ0＝μ/[sin(β/2)+μ·cos(β/2)]

23、β—绳槽楔形角，由卷筒21绳槽加工决定，单位rad；

24、μ—静摩擦系数，和摩擦材料有关，可取μ＝0.15。

25、根据不打滑的平衡条件，卷筒21摩擦轮槽数量n需满足：

26、

27、两边取对数，转换为：

28、n≥(ln t2-ln t1)/(μ0·α)

29、由不打滑的平衡条件可知，提高紧绳张力、增加防滑能力，可采取增大卷筒摩擦轮槽包角α、提高当量摩擦系数μ0、提高钢丝绳进绳端拉力t1的方法，对应的改进措施：绕绳方式由往复缠绕改为交叉缠绕以增大卷筒摩擦轮槽包角α、改变摩擦轮槽槽形尺寸或卷筒材质以提高当量摩擦系数μ0、通过带式制动器制动作用增大钢丝绳进绳端拉力t1。

30、有益效果：本发明在待缠绕卷扬机工作时，将本装置的底架通过螺栓或拉设装置(链条葫芦等)固定在附着物或工作平台上，钢丝绳从放绳装置放出，进入本装置首端滑轮装配往复卷绕卷筒全部绳槽，经末端滑轮装配放出，进入待缠绕卷扬机卷筒上，待机构卷筒低速旋转，调节两组卷筒上的带式制动器，由首端、末端滑轮装配的销轴传感器测量钢丝绳放出端和卷入端的张力值，达到精确控制待缠绕卷扬机卷筒钢丝绳缠绕张力的目的，保证待缠绕卷扬机卷筒底层钢丝绳的缠绕紧实度，避免了发生嵌绳等卷绕故障，降低了故障率，提高了卷扬机的工作效率和安全性。

技术特征：

1.一种钢丝绳紧绳装置，其特征在于：包括底架(1)、卷筒装配(2)、滑轮装配(3)、支架二(5)和挡绳架(6)，所述卷筒装配(2)芯轴(22)两端与支架一(4)和支架二(5)连接，滑轮装配(3)的销轴传感器(36)与支架二(5)连接，两组组装后的支架一(4)和支架二(5)的底板按照反向布置的方式在底架(1)上固定；所述挡绳架(6)的底板与底架(1)连接；两组所述卷筒装配(2)的卷筒(21)表面设有楔形绳槽，两组楔形绳槽相差半个绳槽节距布置；钢丝绳(04)经滑轮装配(3)折返绕进钢丝绳紧绳装置(01)，并经滑轮装配(3)折返绕出；所述卷筒装配(2)上设置带式制动器(26)，可手动调节卷筒(21)的制动力矩；两组滑轮装配(3)绕销轴传感器(36)旋转，可测量靠近钢丝绳放绳装置(02)侧和待缠绕卷扬机(03)侧的钢丝绳(04)张力。

2.根据权利要求1所述的钢丝绳紧绳装置，其特征在于：所述底架(1)由槽钢、钢板焊接加工制成，其顶面设有用于固定支架一(4)、支架二(5)和挡绳架(6)的连接支座，其底端设有用于与附着物固定的连接底板，其端部四角设置有与附着物拉设的销轴孔。

3.根据权利要求1所述的钢丝绳紧绳装置，其特征在于：所述卷筒装配(2)包括卷筒(21)、芯轴(22)、轴承箱(23)、调心轴承(24)、透盖(25)、带式制动器(26)，卷筒(21)由钢板卷制焊接或铸造加工制成，卷筒(21)表面设有用于钢丝绳(04)卷绕的楔形绳槽和用于带式制动器(26)制动的环形摩擦面，其内部装配一组芯轴(22)和两组轴承箱(23)与其两侧端板螺栓固定，卷筒(21)可绕芯轴实现自由旋转；所述轴承箱(23)内部安装调心轴承(24)，通过透盖(25)螺栓连接压紧在轴承箱(23)内部，轴承箱(23)法兰设有与卷筒(21)连接的螺栓孔和用于拆卸的顶丝孔，轴承箱(23)内部挡环同样设置拆除调心轴承(24)的顶丝孔；所述芯轴(22)靠近带式制动器(26)一端连接支架一(4)，另一端靠近滑轮装配(3)连接支架二(5)，环形摩擦面装配有带式制动器(26)，整套钢丝绳紧绳装置(01)正反布置两组卷筒装配(2)，并轴向错开半个绳槽节距，卷筒装配(2)卷绕钢丝绳(04)，配合带式制动器(26)制动提供紧绳张力。

4.根据权利要求1所述的钢丝绳紧绳装置，其特征在于：所述滑轮装配(3)包括轮饼(31)、内隔环(32)、滚子轴承(33)、防尘盖(34)、隔套(35)和销轴传感器(36)，所述轮饼(31)、内隔环(32)、滚子轴承(33)、防尘盖(34)、隔套(35)和销轴传感器(36)装配后，轮饼(31)绕销轴传感器(36)可实现自由旋转，销轴传感器(36)与支架二(5)连接，滑轮装配(3)导向钢丝绳(04)、并测量紧绳张力。

5.根据权利要求1所述的钢丝绳紧绳装置，其特征在于：所述支架一(4)由钢板焊接加工而成，其立板设置有与卷筒装配(2)芯轴(22)连接的销轴孔，其底板设置有与底架(1)连接的连接支座，支架一(4)连接卷筒装配(2)的芯轴(22)，支撑卷筒(21)于底架(1)顶面。

6.根据权利要求1所述的钢丝绳紧绳装置，其特征在于：所述支架二(5)由钢板焊接加工而成，其立板设置有与卷筒装配(2)芯轴(22)连接的销轴孔和与滑轮装配(3)销轴传感器(36)连接的销轴孔，其底板设置有与底架(1)连接的连接支座，支架二(5)连接卷筒装配(2)的芯轴(22)、连接滑轮装配(3)的销轴传感器(36)，支撑卷筒(21)和轮饼(31)于底架(1)顶面。

7.根据权利要求1-6任一项所述的钢丝绳紧绳装置，其特征在于：所述挡绳架(6)由槽钢焊接制作而成，其顶端设置有挡绳的横置槽钢，两侧设置有槽钢立柱，底端设置有与底架(1)连接的连接支座，挡绳架(6)防止钢丝绳(04)跳槽跃出轮饼(31)绳槽。

8.一种利用权利要求1-7任一项所述的钢丝绳紧绳装置的紧绳方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的钢丝绳紧绳装置的紧绳方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种钢丝绳紧绳装置及紧绳方法，所述紧绳装置包括底架、卷筒装配、滑轮装配、支架二和挡绳架，所述卷筒装配芯轴两端与支架一和支架二连接，滑轮装配的销轴传感器与支架二连接，两组组装后的支架一和支架二的底板按照反向布置在底架上；挡绳架的底板与底架连接；两组卷筒装配的卷筒表面设有楔形绳槽，两组楔形绳槽相差半个绳槽节距布置；钢丝绳经滑轮装配折返绕进钢丝绳紧绳装置，并经滑轮装配折返绕出；卷筒装配上设带式制动器；滑轮装配绕销轴传感器旋转。本发明工作时，调节两组卷筒上的带式制动器，销轴传感器测量钢丝绳张力值，保证待缠绕卷扬机卷筒底层钢丝绳的缠绕紧实度，避免卷绕故障，提高了卷扬机工作效率和安全性。

技术研发人员：仉健康,梁昊,范开英,刘彬
受保护的技术使用者：山东丰汇设备技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25