CN104776195B - 一种免维护的滑轮装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种免维护的滑轮装置，属于机械技术领域。该装置包括从内到外依次连接的均为环状的端盖、轮毂、两块腹板和绳槽；还包括位于端盖的内圈以内的轴，支撑轴的轴承以及定位轴承的内圈支套。轮毂与端盖通过不锈钢丝圈固定，端盖的外圈与轮毂连接，端盖的内圈与内圈支套之间具有不大于0.1毫米的间隙。轮毂、端盖、内圈支套与轴构成的内腔中充满润滑脂，以形成封闭结构。本发明能够实现免维护，一次性加满润滑脂，至少5年不需要更换，腹板上设有补油孔，五年后补油一次可延长到十年,同时对绳槽进行热处理和机加工提高其抗磨性，精度，光洁度，大大提高了滑轮装置的使用寿命。

Description

一种免维护的滑轮装置
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及滑轮装置。
背景技术
众所周知，滑轮为钢丝绳的伴生物，钢丝绳依靠滑轮支承实现各种运动。根据相关资料，世界钢产量的0.3％用于制造钢丝绳(400万吨左右)。由此可以推知，尽管滑轮为耐用工业品，不似钢丝绳那样需定期更换，但每年世界上在用的滑轮仍是个巨大数字，数量上以百万只计，每年还要增加数十万只，仅我国年需大中型滑轮(暂不计小滑轮、塑料滑轮)二十万只以上。
现有各种滑轮虽基本胜任不同工况工作，但存在以下共同缺点：
与钢丝绳伴生的滑轮“必须定期加油维护”已成为300年来金属滑轮问世后人们的习惯之举。至今，对滑轮轴承定期维护、加润滑脂脂，仍被工程技术人员视为“理所当然”，视为是减小滑轮运行阻力、延长滑轮寿命的必须手段，对滑轮的例行保养受客观条件制约(例如高空、起重臂端头、狭窄处等)，作业具有一定难度。因此，如何提高滑轮质量，延长其使用寿命，减少其维护保养工作量是业内研究者多年来不断研究的课题。
发明内容
本发明的目的主要是提供一种免维护的滑轮装置，维护保养工作量小，工作寿命长。
为了达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种免维护的滑轮装置，包括从内到外依次连接的均为环状的端盖、轮毂、两块腹板和绳槽；还包括位于所述端盖的内圈以内的轴，支撑所述轴的轴承以及定位所述轴承的内圈支套；所述两块腹板处于所述滑轮装置的两侧面的位置，且在所述滑轮装置上处于相同的径向位置；所述轮毂与所述端盖通过金属圈(例如不锈钢丝圈)固定，所述端盖的外圈与所述轮毂连接；所述轮毂、端盖、内圈支套与轴构成的内腔中充满润滑脂，以形成封闭结构。
所述端盖的内圈与所述内圈支套之间具有不大于0.1毫米的间隙。
腹板上设有补油孔，五年后通过该补油孔补油一次可继续使用到十年。
经过大量实验及实践发现，滑轮绳槽的磨损原因有四：其一是绳与槽表面有微滑动，钢绳如锉一样损伤绳槽表面；其二是槽形与理论值有较大误差；或是槽型的端跳径跳偏大；其三是材质疏松，抗重压能力差，铸鉄铸钢丝滑轮往往如此；其四是钢绳的进入或引出滑轮的偏角过大。客观上需要减少滑轮绳槽的磨损，以使它与滑轮轴承寿命相匹配。为此，本发明采取了如下的提高质量减小滑轮绳槽磨损的措施：
其一是提高绳槽硬度，首先改变绳槽材料(例如采用Q345、Q35CrMo等)，并进行热处理，滑轮绳槽表面硬度为HB160～260或HRC30～62，一般选择HB220-260，进一步可以选择HRC45-48或HRC58-62，根据滑轮的不同工况选择不同的硬度以提高绳槽的抗磨损能力；
其二是绳槽均经过机加工，实现径向跳动小于1/1000直径和端跳小于1/2000直径，并保证绳槽形状和光洁度满足行业标准。
其三是限制偏角；众所周知：滑轮的线速度随半径的加大而变大，但钢绳只有一个固定的线速度，此偏角加大，将造成绳与绳槽内端面接触，滑动加大而剧烈磨损。这个问题如果不加以解决，滑轮边缘磨损将很快，像个环形刀口，最终造成提前报废。优选的，限制绳的偏角不得大于2度，减少绳与滑轮槽内壁端面的滑动，减少绳槽磨损，延长绳槽寿命。
所述润滑脂为具有抗氧化能力的润滑脂。
所述润滑脂的锥入度为150到170。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明免维护的滑轮装置采用上述方案，能够有效实现免维护功能，一次性加满润滑脂，至少可以5年不需要更换。腹板上设有补油孔，五年后补油一次可延长到十年。由于绳槽采用机加工并使表面硬化，所以绳槽承载抗磨损能力大大提高，且会减少对钢丝绳的磨损，因此可以延长滑轮以及钢丝绳的使用寿命。
附图说明
图1a是本发明实施例中滑轮结构的主视图；
图1b是本发明实施例中滑轮结构的侧视图；
图2是本发明实施例中绳槽精度测量示意图；
图3a是本发明实施例中免维护的滑轮装置的主视图；
图3b是本发明实施例中免维护的滑轮装置的侧视图；
图3c是图3b中所圈部分的放大图；
图4是本发明实施例中免维护的滑轮装置安装在滑轮架上的示意图。
附图说明：1、绳槽；2、腹板；3、穿管；4、轮毂；5、端盖；6、螺钉；7、内圈支套；8、轴承；9、闭锁钢丝圈；10、轴承隔套；11、轴；12、凸筋；13、滑轮架。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
本发明提出了一种免维护的滑轮装置，该滑轮装置包括滑轮结构和与其配合的轴等部件。图1a是该滑轮装置中滑轮结构的主视图，图1b是其剖视图。该滑轮结构包括均为环状的轮毂4、腹板结构2和绳槽1。轮毂4、腹板结构2和绳槽1从内到外依次嵌套并焊接连接。
绳槽1同样为环状体结构，其内圈的半径等于腹板结构2的外圈的半径。绳槽1的截面则为U型，且U型开口朝外，U型底部焊接连接腹板结构2的外圈面，因此该绳槽1具有朝向外侧的槽体，以用于容纳绳体。绳槽1适合直径从到(单位为毫米)的钢丝绳，绳槽直径和钢丝绳直径的比不小于30，其张开度约为50度，符合国家标准。
绳槽1的硬度则根据载荷和不同工况的耐磨要求，通过不同材料和热处理工艺得到。本实施例中，该绳槽根据滑轮的不同工况选择不同的硬度，通过热处理，其表面硬度达到HB220-260，进一步可以选择HRC45-48或HRC58-62，以提高绳槽的抗磨损能力。
本发明免维护的滑轮装置除了包含上述滑轮结构外，还包括处于轮毂4的内圈之内的环状的端盖5、位于端盖5的内圈以内的轴11，支撑该轴11的轴承8以及定位该轴承8的内圈支套7。图3a是该装置的主视图；图3b为其侧视图；图3c为图3b中所圈部分的放大图。从中可以看出，两个端盖5的外圈均连接轮毂4，内圈与内圈支套7之间具有不大于0.1毫米的间隙；具体为端盖5靠近轮毂4的外圈与轮毂4靠近内圈含有安装槽，通过在该安装槽中设置环状不锈钢丝连接端盖5和轮毂4。从而，轮毂4、端盖5、内圈支套7和轴11包围构成具有内腔的结构；轴承8位于该内腔内。本实施例中，共包含两个轴承8，轴11位于这两个轴承8上，这两个轴承8之间用轴承隔套10隔开。
为了降低上述滑轮装置的维护难度和成本，本实施例采取的措施是最大限度地封闭其形成的内腔。还在该内腔(包括上述间隙)中注满润滑脂，该润滑脂的锥入度为150到170。鉴于世界起重运输机械现用滑轮的速度不高，基本都在100转每分钟左右，属于低速型，运行时内部生热很小，所以采用锥入度为150左右的润滑脂即可实现本发明所需的封闭程度。
传统滑轮在轴和轮毂上均设有注油孔，通过注油孔更换润滑脂。本实施例中，为了提高滑轮装置的密封性，轮毂4为实体结构，与轮毂4配套使用的轴11亦为实体结构，在轮毂4和轴11上均没有注油孔。该滑轮装置的注油孔设置在端盖5中，为端盖5上设置的通孔，并通过螺栓封堵，用于供大修和清洗时使用。除了在密封性上的改善外，不设注油孔使得本实施例中轮毂4和轴11的生产工艺更为简单，将注油孔设置在端盖5上使得油路距离短，方便冲油。
上述滑轮装置中，端盖密封，不采用橡胶件，因而没有老化问题；不用螺钉紧固，而是用不锈钢丝圈固定，因而结构极为紧凑。同时，轮毂、端盖以及轴组成的内腔与外部空气基本隔离，使得灰土、湿气、盐雾等难以进入。此外，该装置内部填满润滑脂，基本无空腔，因此当温度变化时，不会因为空气的呼吸作用而带入灰尘、湿气、盐雾等。也正是基于上述结构，该装置干净且环境友好。该滑轮装置在生产时，一次充足润滑脂，使之可持续工作5年，具有免维护的优点，大大节约了维护产生的成本。
综上，该滑轮装置装有滚动轴承的滑轮轮毂对外界基本密闭，令轮毂内外的空气不交换，使灰土、粉尘和盐雾不得入侵轮毂内，当昼夜温差较大时，亦不会结露。所采用的措施包括：(1)尽量减小轮毂与轴的间隙，例如于小于0.1毫米；(2)在滑轮轮毂内、端盖、内圈支套与轴构成的内腔中充滿有添加剂抗氧化能力极强的润滑脂以形成封闭结构；(3)出厂前完成无空腔密闭式装配；滑轮结构中绳槽按照需要具有合适的硬度和精度，具有良好的抗磨损能力，使用寿命较长。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种免维护的滑轮装置，其特征在于：包括从内到外依次连接的均为环状的端盖、轮毂、两块腹板和绳槽；还包括位于所述端盖的内圈以内的轴，支撑所述轴的轴承以及定位所述轴承的内圈支套；所述轮毂与所述端盖通过金属圈固定，所述端盖的外圈与所述轮毂连接，端盖的内圈与所述内圈支套之间具有不大于0.1毫米的间隙，所述轮毂、端盖、内圈支套与轴构成的内腔中充满润滑脂以形成封闭结构；所述润滑脂为具有抗氧化能力的润滑脂；所述润滑脂的锥入度为150到170；
所述端盖上设置通孔，作为所述滑轮装置的注油孔，并通过螺栓封堵；所述轮毂和所述轴上均不设注油孔；
所述绳槽的表面硬度达到HB220～260或HRC45～48或HRC58～62。
2.根据权利要求1所述的免维护的滑轮装置，其特征在于：所述腹板上设有补油孔。
3.根据权利要求1所述的免维护的滑轮装置，其特征在于：所述绳槽的径向跳动公差小于1/1000直径；绳槽的端向跳动公差小于1/2000直径。
4.根据权利要求1所述的免维护的滑轮装置，其特征在于：绳相对滑轮装置的偏角不大于2度。
5.根据权利要求1所述的免维护的滑轮装置，其特征在于：所述金属圈为不锈钢丝圈。
6.根据权利要求1所述的免维护的滑轮装置，其特征在于：所述绳槽材料采用Q345或Q35CrMo。
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