介紹一款雙層纏繞鋼絲繩電動葫蘆的設計
介紹一款雙層纏繞鋼絲繩電動葫蘆的設計
編輯:北京凌鷹起重 瀏覽:4280 時間:2019-01-02
鋼絲繩電動葫蘆以其結構緊湊,性能優越,凈空尺寸小,精確定位, 操作舒適，并且安全可靠，廣泛應用于工程機械、航空航天、風電、核電、汽車制造、金屬加工、造紙行業等領域。
鋼絲繩電動葫蘆以其結構緊湊,性能優越,凈空尺寸小,精確定位, 操作舒適，并且安全可靠，廣泛應用于工程機械、航空航天、風電、核電、汽車制造、金屬加工、造紙行業等領域。
對于傳統的鋼絲繩電動葫蘆，即對于C形布置結構的鋼絲繩電動葫蘆（見圖1），由于受到起升驅動尺寸限制，其卷筒直徑一般在400 mm左右，起升高度一般在6～40 m之間，其鋼絲繩纏繞方式如圖2所示。隨著起升高度的增大，鋼絲繩需纏繞的圈數越多，從而使卷筒越長，穩定性變差，鋼絲繩的排繩和受力就越不好,機加工就會越困難。而在一些特定場合，如岸邊集裝箱起重機(以下簡稱岸橋)上所需的檢修橋式起重機(以下簡稱橋機)，起重量為10 t，起升高度達到63 m。因此,普通鋼絲繩電動葫蘆已經無法滿足該工況的特殊需求。
為滿足岸橋上檢修橋機大起升高度的需要，起升高度達到63m，以往的設計大多采用2臺10t鋼絲繩電動葫蘆并聯抬吊的形式，其布置方式如圖3所示，鋼絲繩纏繞形式如圖4所示。由于2臺電動葫蘆并聯抬吊，造成電動葫蘆小車的基距增大，從而造成維修起重機的小車工作盲區加大，這就意味著岸橋的整個機房必須加大，進一步造成岸橋的成本增加，而且無法很好地滿足檢修、維修工作。
該方案通過改變鋼絲繩纏繞方式，將2臺鋼絲繩電動葫蘆并聯。在起升時，一個卷筒組纏繞鋼絲繩則另一卷筒組下放鋼絲繩。相反，在下降過程中，一個卷筒組下放鋼絲繩則另外一個卷筒組纏繞鋼絲繩，從而使得起升高度增大，其原理如圖4所示。
這種方式因結構形式加大，使得對適用場合提出更高要求，不能很好地適應空間小、吊鉤覆蓋范圍要求廣的場合。同時由于實際應用過程中鋼絲繩內應力的釋放，在使用一段時間后，會出現鋼絲繩出繩和入繩不能同步，導致亂繩現象。
2.1 設計依據
額定起重量：G n =12.5t ；起升高度：63m ；起升速度：1～10 m/min。
左右極限尺寸：左極限735mm，右極限 1060mm。
2.2 設備構成
該設備與傳統鋼絲繩電動葫蘆相比較，其主要構成部件較為相似，由起升制動電機、起升減速器、卷筒組、定滑輪梁、端梁裝置和電控箱等組成。
2.3 雙層鋼絲繩纏繞系統設計
雙層鋼絲繩纏繞系統主要由卷筒、第一層鋼絲繩、第二層鋼絲繩、第一層鋼絲繩導繩器、第二層鋼絲繩導繩器、平衡滑輪、吊鉤滑輪等組成。如圖5、圖6所示。
1）鋼絲繩纏繞方式
采用單根鋼絲繩雙層同向纏繞的方式：鋼絲繩兩端分別固定于卷筒的同一端部，鋼絲繩的一端在卷筒上卷繞形成第一層鋼絲繩，鋼絲繩的另一端在卷筒與第一層鋼絲繩上卷繞形成第二層鋼絲繩。同時卷筒上安裝有防止第一層鋼絲繩亂繩的第一導繩器，第一層鋼絲繩上安裝有防止第二層鋼絲繩亂繩的第二導繩器，2個導繩器之間向固定連接，如圖6所示。運行時，第一導繩器與第二導繩器同時工作，向相同方向移動，從而實現兩層鋼絲繩能同時卷繞或釋放，進而實現在電動葫蘆體積不變的情況下，起升高度幾乎是原電動葫蘆的2倍，大大提高了電動葫蘆的起升高度。
2）鋼絲繩繩端固定方式
由于第一層鋼絲繩和第二層鋼絲繩在卷筒上有高度差（即鋼絲繩直徑差），使得在卷筒上固定時不能很好的固定，故需在卷筒上鋼絲繩固定端焊接一鋼圈，鋼圈上開一槽口，將第一層鋼絲繩穿過槽口用壓繩器固定在卷筒上，第二層鋼絲繩用壓繩器固定在鋼圈外表面上完成整個電動葫蘆的繞繩。如圖7所示。
3）增加平衡滑輪調整繩速
采用4/2倍率繞繩方式，由于第一層鋼絲繩與第二層鋼絲繩在卷筒上有高低差（即鋼絲繩直徑差），卷筒轉動時，上下兩層鋼絲繩進出繩速度會不一致，因此，通過增加一個平衡滑輪，調整繩速，使起吊平穩，解決了以往2臺電動葫蘆并聯時容易出現的出繩和入繩不同步的現象，提高了鋼絲繩電動葫蘆的使用壽命。
4）2個導繩器之間的連接
為保證2個導繩器鋼絲繩出繩與第一導繩器、第二導繩器出繩口平行，特將兩導繩器之間的距離與吊鉤滑輪的2個滑輪之間的距離保持一致，有效減小了鋼絲繩的磨損，同時很大程度上避免了鋼絲繩的亂繩現象。
為保證鋼絲繩電動葫蘆的精確定位，位置初始化與賦值模塊，能夠對起升和運行機構的位置進行實時快速的初始化和復位。根據提供的電機轉速、減速器速比、滑輪組倍率、卷筒直徑等數據，實現速度換算及位置換算。該模塊根據CPU的工作特性，利用本周期與上周期的掃描數字作運算判斷出機構運行方向，可有效保護和杜絕機構錯誤的動作出現。
總結
EWH型雙層纏繞鋼絲繩電動葫蘆適用于大起升高度，其性能優越，操作舒適，采用具有自主知識產權的雙層纏繞設計，不僅安裝方便，維護簡單，整機結構緊湊，運行覆蓋范圍廣，在體積不變的情況下，起升高度幾乎是同類產品的2倍。
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