CN111302250A - 一种钢丝绳卷筒及起重机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢丝绳卷筒及起重机械：包括依次相连的折线段一、直线段一、折线段二、直线段二，折线段一的两侧分别是奇变偶爬升端、偶变奇爬升端，奇变偶爬升端的挡板内沿从内向外依次交替设有爬升托台一、凹槽一，偶变奇爬升端的挡板内沿从内到外依次交替设有凹槽二、爬升托台二；折线段的两侧分别设有若干个变道导向凸台一、若干个变道导向凸台二，变道导向凸台一、变道导向凸台二相对交错设置。本发明解决了现有技术中钢丝绳卷筒容易造成的钢丝绳爬升时无法容下和两层以上易乱绳现象。解决常规卷筒容易发生的折线部无法正常变道造成的乱绳现象。

Description

一种钢丝绳卷筒及起重机械

技术领域

本发明涉及钢丝绳卷筒技术领域，具体涉及一种钢丝绳卷筒及起重机械。

背景技术

钢丝绳卷筒，俗称卷扬，通常应用于起重机械，其外面缠绕的钢丝绳排列整齐非常重要，一般均要排布4层以上，同时卷筒模具精度和钢丝绳直径公差对缠绕影响非常大，乱绳问题在多层缠绕时极易发生，容易造成钢丝绳过渡磨损，挤压损坏，缩短了钢丝绳的使用寿命，容易引起安全事故。

现有技术中应用较多的钢丝绳卷筒有单折线绳槽、双折线绳槽和螺旋绳槽，其中双折线绳槽的应用范围最广，双折线绳槽的斜绳槽和直绳槽交替出现，这样在卷筒表面上就出现了两个斜绳槽区和两个直绳槽区。所谓斜绳槽，是指与卷筒母线斜交的绳槽，直绳槽是指与卷筒母线直交或与法兰平行的绳槽。折线绳槽卷筒，其结构决定其每层都会与卷筒挡板产生一个空档。同时钢丝绳奇数层和偶数层的缠绕方向是相反的。这就容易在卷筒挡板空档处爬升时勒绳，在奇偶数层折线部交叉变道处出现不按预定轨迹变道的现象，造成乱绳。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种钢丝绳卷筒，解决了现有技术中钢丝绳缠绕易混乱的技术问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种钢丝绳卷筒，其特征在于：包括依次相连的折线段一、直线段一、折线段二、直线段二，所述折线段一的两侧分别是奇变偶爬升端、偶变奇爬升端，所述奇变偶爬升端的挡板内沿从内向外依次交替设有爬升托台一、凹槽一，所述偶变奇爬升端的挡板内沿从内到外依次交替设有凹槽二、爬升托台二；

所述折线段的两侧分别设有若干个变道导向凸台一、若干个变道导向凸台二，所述变道导向凸台一、变道导向凸台二相对交错设置。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种钢丝绳卷筒：所述爬升段、直线段一、折线段、直线段二的弧度依次是5/18π、13/18π、5/18π、13/18π。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种钢丝绳卷筒：所述变道导向凸台一、变道导向凸台二均包括依次相连的斜坡段一、平行段、斜坡段二，所述平行段的高度是P/4，所述斜坡段一的长度是斜坡段二长度的二倍，所述平行段内表面平行于挡板，所述平行段的长度等于斜坡段一的长度。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种钢丝绳卷筒：所述直线段一挡板根部还设有条形凸台一。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种钢丝绳卷筒：所述直线段二B的挡板根部还设有条形凸台二，所述条形凸台二与条形凸台一相对设置。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种钢丝绳卷筒：还设有条形凸台三，所述条形凸台三8沿着钢丝绳的旋向一端连接出绳孔、另一端连接变道导向凸台二。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种钢丝绳卷筒：所述爬升托台一、爬升托台二的高度等于P/4。

一种起重机械，其特征在于：包含前述的一种钢丝绳卷筒。

本发明所达到的有益效果：

本发明针对爬升过程中钢丝绳难以完全排下问题，在挡板处设计凹槽，凹槽尺寸以完全容纳本层钢绳为准，在钢丝绳的第一层通过条形凸台一及条形凸台二来填充钢丝绳与挡板之间的间隙，避免第二层钢丝绳错误挤入第一层绳索与挡板之间。在两层以上向上层爬升时，设计爬升托台，和爬升绳右下侧的钢丝绳共同支撑，引导钢丝绳按正确轨迹爬升至上一层。本发明解决了现有技术中钢丝绳卷筒容易造成的钢丝绳爬升时无法容下和两层以上易乱绳现象。解决常规卷筒容易发生的折线部无法正常变道造成的乱绳现象。

本发明应用范围更广，能解决0.2～2°入绳角α范围正常缠绕（普通卷筒0.5～1.5°入绳角）的技术问题。

附图说明

图1是本发明的轴向剖视图；

图2是图1的X-X向剖视图；

图3是图1的Y-Y向剖视图；

图4是本发明变道导向凸台一的剖视图（拉直状态）；

图5是本发明变道导向凸台二的剖视图（拉直状态）；

图6是本发明变道导向凸台二结构图；

图7是本发明爬升托台二、出绳孔及条形凸台结构图；

图8是本发明的整体展开图；

图9是本发明变道导向凸台二中的D4、D5处工作示意图；

图10是本发明爬升托台一中的4、5处工作示意图；

图11是现有技术中卷筒上第2-N层钢丝绳排布（理论状态）；

图12是现有技术中卷筒上第2-N层钢丝绳排布（实际状态）；

图13是现有技术中卷筒上第2-N层钢丝绳变道（实际状态）；

图14是本发明卷筒上第2-N层钢丝绳变道（实际状态）；

图15是现有技术中3处的理想排布；

图16是现有技术中3处的实际排布；

图17是本发明爬升托台一以及凹槽一的工作原理图；

附图标记的含义：1-爬升托台一；2-爬升托台二；3-变道导向凸台一；4-变道导向凸台二；5-出绳孔；6-条形凸台一；7-条形凸台二；8-条形凸台三；11-凹槽一；21-凹槽二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

钢丝绳卷筒主要包括三个部分，卷筒本体及连接于卷筒本体两端的挡板，挡板通常是圆形，其内表面平行于卷筒的轴线，卷筒本体的外表面设有用于对钢丝绳进行导向、定位的凹槽，较为常用的双折线绳槽含有两个折线部和两个直线部，每段折线部在卷筒轴向进给P/2(P为钢丝绳节距)，经过两个折线部后正好轴向进给P，从而实现一圈完整缠绕。双折线结构决定其每层都会有一端与卷筒挡板有P/2的空档。同时钢丝绳奇数层和偶数层的缠绕方向是相反的（如奇数层是左挡板到右挡板缠绕，则偶数层是从右挡板到左挡板缠绕）。这就容易在卷筒挡板P/2的空档处和奇偶数层折线部交叉处出现不按预定轨迹缠绕的现象，造成乱绳。

本实施例是基于现有技术中的双折线绳槽进行改进，具体如图8所示：两个直线部分别是直线段一、直线段二；两个折线段分别是折线段一、折线段二，并且折线段一、直线段一、折线段二、直线段二沿着卷筒一圈依次相连。

结合图1至图7所示：具体的，其中折线段一的两端（挡板）分别是奇变偶爬升端（图1、图2中的区域）、偶变奇爬升端（图1、图2中的B区域），所谓奇数层就是缠绕于卷筒上、从内到外依次叠加的第1、第3、第5……层，所谓偶数层就是第2、第4、第6……层。

奇变偶爬升端的挡板内沿从内向外依次交替设有爬升托台一1、凹槽一11，偶变奇爬升端的挡板内沿从内到外依次交替设有凹槽二21、爬升托台二2，也就是说在奇变偶爬升端的区域内，爬升托台一1与凹槽一11是相间设置的，在偶变奇爬升端的区域内，爬升托台二2与凹槽二21，也是相间设置的，由于和分别处于卷筒的两端，且相对设置；另一方面，相邻层的钢丝绳处于交错设置，且每层都会有一端与卷筒挡板有P/2的空档，因此本发明的爬升托台一1、凹槽一11分别齐平于凹槽二21、爬升托台二2。折线段二的两端分别设有变道导向凸台一3、变道导向凸台二4，并且变道导向凸台一3、变道导向凸台二4相对交错设置。也就是说从内到外（挡板内沿到外沿），变道导向凸台一3、变道导向凸台二4并不是连续设置的，相邻变道导向凸台一3之间的距离等于钢丝绳收卷之后的实际节距P，变道导向凸台二4也是如此，两者相对设置是指相邻两个变道导向凸台一3之间的间隙正对其中一个变道导向凸台二4。再者，相邻爬升托台一1的间距、相邻凹槽一11的间距、相邻应爬升托台二2的间距、相邻凹槽二21的间距应当等于收卷之后钢丝绳的实际节距P的大小。

本实施例折线段一、直线段一、折线段二、直线段二的弧度依次优选5/18π、13/18π、5/18π、13/18π。

结合图2至图5：本发明变道导向凸台一包括依次相连的斜坡段一（C5-C3）、平行段（C3-C2）、斜坡段二（C2-C1），其中平行段的高度是P/4，斜坡段一的长度是斜坡段二长度的二倍，平行段内表面平行于挡板，平行段的长度等于斜坡段一的长度。同样，如图5所示：变道导向凸台二也包括上述三段，需要说明的是：在卷筒收卷的过程中，斜坡段一、平行段、斜坡段二依次连接钢丝绳（图4中箭头即为钢丝绳收卷的缠绕方向）。

本发明直线段一的挡板根部还设有条形凸台一6。直线段二的挡板根部还设有条形凸台二7，并且条形凸台二7与条形凸台一6相对设置，所谓相对设置就是指两者之间的位置相差π。连接出绳孔5和变道导向凸台二4处，还设置有条形凸台三8，起到支撑第3层钢丝绳的作用。

以出绳孔5出绳处设置于卷筒本体边缘处的偶变奇爬升端第一层与直线段交界处为例来说明本实施例的变道原理：

第一层：出绳孔-D-C-A，第二层：A-C-B-D：

结合所有附图：工作时，在起始阶段，钢丝绳以出绳孔5为起点，在条形凸台一6的作用下， 使钢丝绳与该侧挡板之间具有一定的距离，然后进入至直线段二，继续缠绕钢丝绳，钢丝绳转移到另一侧挡板，首先进入至折线段二，然后在条形凸台二7的作用下进入至折线段一。当上述第一圈的缠绕完成之后，两侧的挡板分别通过条形凸台一6、条形凸台二7连接缠绕之后钢丝绳的两端，填充钢丝绳与挡板之间的间隙，本实施例条形凸台一6、条形凸台二7的厚度最好等于P/2。

在折线段一区域内，钢丝绳与爬升托台一1连接，实现爬升，完成第一层至第二层的爬升，当经过折线段二时，在变道导向凸台一3的作用下实现变道，切换之后的钢丝绳以第一层钢丝绳之间的凹槽为轨迹继续缠绕，绕过整个卷筒之后进入至变道爬升托台二2实现第二层至第三层的爬升。继续缠绕，变道导向凸台一3使钢丝绳在偶数层变道，变道导向凸台二4使钢丝绳在奇数层变道。

结合图3、图5、图8及图9所示：本实施例以变道导向凸台二4为例来介绍本实施例的变道原理，图9中实线是第一层，虚线是第二层，在卷筒展开图中确定第1层最外圈钢丝绳距离挡板的距离L5，确定第2层最外圈钢丝绳距离第1层最外圈钢丝绳的轴向距离t5，在剖视图中以第1层最外圈钢丝绳中心为圆心，以φ2P为直径画圆，第一层最外圈钢丝绳中心线向左偏移t5，与φ2P的圆交于M5点。那么M5点就确定了第二层最外圈的钢丝绳位置。因奇数层排布方式一致，偶数层排布方式一致，那么只要复制第1层和第2层就可以得到第3、第4以及所有层的排布位置，保证第3层最外圈与卷筒挡板相切就可以做出凸台状态（本实施例的变道导向凸台一3及变道导向凸台二4）。同理D4剖面处的排布状态也就可以容易的绘制了。

同样：以爬升托台一1为例，参阅图10，图10中实线圆为第1、3层，虚线圆为第2、4层。在卷筒展开图中确定第1层最左侧次外圈钢丝绳距离挡板的距离H5，确定第2层左侧最外圈钢丝绳距离第1层左侧次外圈钢丝绳的轴向距离n5。在剖视图中以第1层左侧次外圈钢丝绳中心为圆心，以φ2P为直径画圆，第一层最外圈钢丝绳中心线向左偏移n5，与φ2P的圆交于N5点。那么N5点就确定了第二层最外圈的钢丝绳位置。因钢丝绳理论是紧密贴合的，故由第一层左侧次外圈钢丝绳和第二层左侧最外侧钢丝绳就可以确定第一层最外圈钢丝绳。因奇数层排布方式一致，偶数层排布方式一致，那么只要复制第1层和第2层就可以得到第3、第4以及所有层的排布位置，保证第1、3层左侧最外圈与卷筒挡板相切就可以做出挡板凹陷。因5处为1升2、3升4层起始点，3升4层如无辅助托台，钢丝绳受力时很容易陷到2层和挡板的间隙内，故在3层爬升处下方设置爬升托台一1，其最佳高度为P/4，并保证爬升托台一1和3层钢丝绳相切。同理4剖面处钢丝绳的排布状态也就可以容易的绘制了。

参阅图11与图12：普通卷筒变道的理论工作状态（图11）。由图11可知，当第二层与第一层折线部交叉时，O1-O1为三角凸台最高点，也是上下层交叉点，上下钢丝绳中心在一条中心线上。当钢丝绳继续前行，上层钢丝绳进入下层左侧（1-1处），这时下层对上层有一个向左的分力Fx，从而实现的交叉变道。

由于理论上有横向间隙，而实际钢丝绳是需要在前一圈的挤压下才变道，所以2层以上折线部会产生折偏角β，折线部钢丝绳为斜向排列。该折偏角会造成折线部与卷筒挡板产生过大的间隙（图12）。

参阅图13：2-N层卷筒变道的实际情况，因为下层折线部与卷筒挡板产生的过大间隙，造成三角凸台最高点时上层钢丝绳在下层右侧(o3-o3处)，当钢丝绳继续前行，上层钢丝绳还处于下层右侧（3-3处），这时下层对上层一直有一个向右的分力Fx＇，无法实现交叉变道。

参阅图14至图17：本发明采用变道导向凸台（包括设置在两侧挡板的变道导向凸台3及变道导向凸台二4）进行变道，因为下层折线部与卷筒挡板产生的过大间隙，造成凸台最高点时上层钢丝绳在下层右侧(o4-o4处)，当钢丝绳继续前行，因为变道导向凸台平行段可以支持上层钢丝绳继续前行而不右转，下层是继续向右的，当继续前行到（4-4处）上下层中心线逐渐重合，继续前行，上层钢丝绳进入下层钢丝绳左侧（b4-b4处），实现变道。

普通卷筒下层向上层爬升过程中，钢丝绳实际不是在一个平面内爬升的，而是有一个空间转角，这就造成钢丝绳在卷筒档距L内无法完全排下，向外挤压卷筒挡板，造成挤绳。同时2层以上爬升时，因钢丝绳仅靠右侧相邻的钢绳支撑，左侧为挡板，在钢丝绳的拉力下，很容易掉入下层钢丝绳与挡板的间隙内部造成勒绳乱绳。

本实施例还公开一种起重机械：包含本实施例前述的一种钢丝绳卷筒。

本发明针对爬升过程中钢丝绳难以完全排下问题，在挡板处设计凹槽，凹槽尺寸以完全容纳本层钢绳为准，在钢丝绳的第一层通过条形凸台一6及条形凸台二7来填充钢丝绳与挡板之间的间隙，避免第二层钢丝绳错误挤入第一层绳索与挡板之间。在2层以上向上层爬升时，设计爬升托台，和爬升绳右下侧的钢丝绳共同支撑，引导钢丝绳按正确轨迹爬升至上一层。本发明解决了现有技术中钢丝绳卷筒容易造成的钢丝绳爬升时无法容下和2层以上易乱绳现象。解决常规卷筒容易发生的折线部无法正常变道造成的乱绳现象。

本发明应用范围更广，能解决0.2～2°入绳角α范围正常缠绕（普通卷筒0.5～1.5°入绳角）的技术问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种钢丝绳卷筒，其特征在于：包括依次相连的折线段一、直线段一、折线段二、直线段二，所述折线段一的两侧分别是奇变偶爬升端、偶变奇爬升端，所述奇变偶爬升端的挡板内沿从内向外依次交替设有爬升托台一（1）、凹槽一（11），所述偶变奇爬升端的挡板内沿从内到外依次交替设有凹槽二（21）、爬升托台二（2）；

所述折线段的两侧分别设有若干个变道导向凸台一（3）、若干个变道导向凸台二（4），所述变道导向凸台一（3）、变道导向凸台二（4）相对交错设置。

2.根据权利要求1所述的一种钢丝绳卷筒，其特征在于：所述爬升段、直线段一、折线段、直线段二的弧度依次是5/18π、13/18π、5/18π、13/18π。

3.根据权利要求1或2所述的一种钢丝绳卷筒，其特征在于：所述变道导向凸台一、变道导向凸台二均包括依次相连的斜坡段一、平行段、斜坡段二，所述平行段的高度是P/4，所述斜坡段一的长度是斜坡段二长度的二倍，所述平行段内表面平行于挡板，所述平行段的长度等于斜坡段一的长度。

4.根据权利要求1所述的一种钢丝绳卷筒，其特征在于：所述直线段一挡板根部还设有条形凸台一（6）。

5.根据权利要求4所述的一种钢丝绳卷筒，其特征在于：所述直线段二B的挡板根部还设有条形凸台二（7），所述条形凸台二（7）与条形凸台一（6）相对设置。

6.根据权利要求1所述的一种钢丝绳卷筒，其特征在于：还设有条形凸台三（8），所述条形凸台三（8）沿着钢丝绳的旋向一端连接出绳孔、另一端连接变道导向凸台二（4）。

7.根据权利要求1所述的一种钢丝绳卷筒，其特征在于：所述爬升托台一（1）、爬升托台二（2）的高度等于P/4。

8.一种起重机械，其特征在于：包含权利要求1至权利要求7任意一项所述的一种钢丝绳卷筒。

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