什么是绞盘机?
利用缠绕在卷筒上的钢丝绳作为牵引或起升构件的机械。又称卷扬机。在森林采运中用于集材、推河、出河(见木材出河)、装车(见木材装车)、卸车(见木材卸车)和归楞(见木材归楞)等作业。按用途,绞盘机分索道绞盘机和装车绞盘机两类;按底架型式,分拖式和自行式两种;按卷筒数目,有单筒、双筒、三筒等多种型式。
沿革
世界上在林业生产中使用绞盘机已有近百年历史。起初主要用于木材装卸作业,以后逐渐应用于集材作业,并发展成为集运材架空索道的驱动装置。中国从20世纪50年代初开始就陆续生产了3-1 A、2-1 A、QJ 11、JZ 2-3等多种装车绞盘机,用于贮木场和装车场的装卸作业。60年代以后,又开始生产J-3、YJ-3、闽林721、闽林821、JS 2-3等拖式索道绞盘机;80年代初,又制成了GS-3型自行式钢架杆索道绞盘机,使架空索道集运材得到了较大的发展。70年代以来随着科学技术的发展,液压传动的起重机械与设备在林区广泛应用,因此,世界上一些林业发达的国家,已逐渐减少了装车绞盘机的产量。但是,山地林区比例较大的国家,索道绞盘机的应用仍然很广。人工林抚育间伐时用来进行集材、装车和其他辅助作业的小型绞盘机也在继续发展。
结构与工作原理
绞盘机由发动机、传动装置、卷筒、操纵机构和底架等组成。作业时,发动机的扭矩经离合器、变速箱等传动装置传给卷筒,旋转的卷筒使绕在上面的钢丝绳具有一定的运动速度和牵引力来吊运或拖动载荷。发动机有电动机和内燃机两种。在供电方便的贮木场进行作业的绞盘机常采用电动机;在伐区作业的绞盘机常采用内燃机。卷筒是绞盘机的工作部件,用来驱动和收放钢丝绳。卷筒的结构由所需收放的钢丝绳长度即卷筒容绳量决定。在钢丝绳工作长度不大时,卷筒容绳量也不需要太大,这时一般采用单层缠绕卷筒;在卷筒容绳量较大而卷筒长度又受到限制时,才采用多层缠绕卷筒;当钢丝绳的工作长度特别大时,常采用摩擦卷筒。缠绕卷筒和摩擦卷筒传递扭矩的方式不同。前者是把钢丝绳的一端牢固联结在卷筒上,当具有一定转速和扭矩的卷筒转动时,钢丝绳上就产生牵引力,其值与该钢丝绳在卷筒上所在层的绳圈直径成反比;后者是把钢丝绳在卷筒上绕若干圈后,两个绳端联结起来并加以适当张紧,靠张紧的钢丝绳与卷筒表面之间产生的摩擦力来传递动力,钢丝绳作循环运动。显然,绕入端钢丝绳的牵引力与张紧力的大小以及钢丝绳和卷筒表面之间的摩擦系数有关。绞盘机一般采用圆柱光面卷筒和曲面摩擦卷筒。一个缠绕卷筒只能作单向牵引,一般用于单向的起升和拖动。当需要完成两个以上动作的作业时,就需要有两个以上的缠绕卷筒。所以,绞盘机的卷筒数目是根据作业要求而定的。绞盘机上的每个卷筒都设有离合器和制动器,它们能单独操纵而使各个卷筒独立进行工作。卷筒离合器和卷筒制动器都是利用摩擦原理进行工作的,有圆锥式、外带式和内涨蹄块式。功率较小时,卷筒离合器和制动器用杠杆操纵,功率较大时,用气力或液压操纵。
绞盘机的底架有框架爬犁式和车辆底盘式。前者作业时把底架用钢丝绳固定在附近的树根或地面木桩上,需要移动时,拆卸固定用的钢丝绳,在别的机动车辆牵引下可以在地面上拖行,称拖式绞盘机(见图);后者以拖拉机或工程车辆的底盘为底架,作业时放下支腿撑地,或采取临时加固措施,而收回支腿或拆除加固措施后可在地面上独立行驶,属自行式绞盘机。
性能
影响绞盘机技术性能的主要参数是卷筒数、主卷筒额定牵引力、主卷筒容绳量和钢丝绳运行速度。索道绞盘机和装车绞盘机是按它们在林业生产过程中的不同用途而分成的两个类别,它们在主要参数方面有较大的差异。由于索道绞盘机主要用作林区集、运材架空索道及其他集材设备的动力机械,所以其缠绕卷筒的容绳量很大,钢丝绳运行速度很高,还常常配有摩擦卷筒;而装车绞盘机主要是在山场及贮木场的木材装、卸、推河、出河和拆垛、归楞等作业中起重和牵引的动力机械,其卷筒上钢丝绳的工作长度和运行速度相对地要小得多。中国制造的索道绞盘机一般有2~3个卷筒,主卷筒的容绳量达600~1000米,牵引力4~60千牛,钢丝绳运行速度最高达6米/秒;而在装车绞盘机中容绳量只有100多米,钢丝绳运行速度约为1米/秒左右。
发展趋势
随着林道网密度的增加和集材距离的缩短,各国的绞盘机正向自行式方向发展。在欧洲主要发展以农用或林用拖拉机底盘为基础的中、小型自行式绞盘机;在美国和加拿大发展以起重机、挖掘机及牵引车辆底盘为基础,并备有钢架杆的大型自行式绞盘机;中国也正在研制和进一步完善中、小型自行式绞盘机。此外,绞盘机的操纵也正逐渐向遥控方向发展。为便于远距离操纵,遥控绞盘机的卷筒离合器和制动器均采用液压系统操纵;控制绞盘机运转的无线电发讯器设有若干控制频率,由捆木工(兼伐木工)携带和操纵。当发讯器发出信号后,收讯器根据收到的信号频率通过特制的继电器使液压系统的电磁阀动作,即可得到需要的机械动作。若在发讯器上装备时间继电器,还能使后继动作自动进行。这种具有各种安全保护装置的遥控绞盘机,劳动生产率很高。
见绞盘机集材。
计米装置加切割装置,电梯钢丝绳都是这样切割的。
起重设备常用钢丝绳品种如下:
1.磷化涂层钢丝绳(中国专利),钢丝经锰系或锌锰系磷化处理,钢丝表面的耐磨性、耐蚀性全面跃升,不易磨损并不易锈蚀使钢丝绳疲劳寿命超大幅度提高,疲劳寿命是同结构光面钢丝绳3倍,通过疲劳试验可以验证疲劳寿命(亲自做疲劳试验最具可信性),是光面钢丝绳的升级换代产品,也可替代先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用(可通过盐雾试验检验或对比耐蚀能力),使用寿命超长,单位使用成本更低,稳定性更佳。
2.镀锌钢丝绳,包括热镀锌和电镀锌两种,一般而言,热镀锌锌层厚,电镀锌锌层薄
3.不锈钢丝绳,以304或316不锈钢为主,防腐蚀效果非常优秀但是价格昂贵
4.涂塑钢丝绳,碳素钢丝绳基础上,外层涂覆聚乙烯、聚丙烯或尼龙
5.光面钢丝绳,使用寿命短,市场需求剧减,将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。
6.海洋工程系泊用钢丝绳
7.缆索钢丝绳
大气环境中使用的起重机械,优选锰系磷化涂层钢丝绳,重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳,海水中优先海工钢丝绳。采购时请注意,在购货发票必须注明钢丝绳名称,如磷化涂层钢丝绳或316不锈钢丝绳,以保护自身合法权益,另外,专利产品一般在钢丝绳外包装上有专利号喷涂标注,质保书应有主要技术指标,如磷化膜种类和膜重,仅供参考
1、钢丝绳的张力小,导致钢丝绳与牵引轮之间的摩擦力减少而打滑;措施:加大钢丝绳的张力;
2、钢丝绳表面的油脂的摩察系数小,超过设计值,造成打滑。换钢丝绳的油脂,采用增摩油脂。
3、钢丝绳或牵引轮有水或结冰造成打滑,措施:去除。
跨海大桥使用的钢丝绳,为什么不会断裂?
跨海大桥使用的钢丝绳常年承受巨力,还被风吹雨淋,为什么不会断裂?他到底是怎么制造出来的?
首先我们来看一下钢丝绳的制作过程。一条完美的钢丝绳要经过钢丝成型和扭绳两部生产。钢丝的原料一般采用优质高碳钢,这些原料在进入生产线后,经过热处理、拉拔等生产工序后,为了提高钢丝性能,工人还会在钢丝表面涂上一层合金涂料,比如锌铝合金等。另外,在这个阶段,质检人员还会对钢丝的强度、韧性等各方面进行性能检测,检测合格的钢丝才可以进入钢丝绳的生产阶段。它的原理和拧麻绳相同,主要有拉丝、粘谷、集合绳三个工序,先将这些钢丝拉成统一的粗细,然后一一排列,通过分线盘、变形器等机器将钢丝拧成小古钢索,随后就进入了合绳阶段。
通常来说,一根钢丝绳由六股或以上的细钢索拧成,这些钢索经过变形器后会变成螺旋形,然后绞绳机会把这些钢索沿着绳心绞成一大股,通过压线瓦炸制后就形成了免致紧密的股绳。在合成的过程中,还会在绳索上涂一层防锈润滑油脂,以增加钢丝绳的使用寿命。钢丝绳生产出来后,还需要进行磷化处理,将钢丝绳浸泡在一定浓度的碳酸银溶液中,它的表面会形成一层防腐蚀的薄膜,经过这种处理的钢丝绳抗氧化能力、耐腐蚀性和强度都得到了提升。
在制作完成之后,钢丝绳还要经过力学性能、抗拉强度和抗疲劳性能,这是目前最常见的办法就是整绳破断拉力试验,用拉力机拉住绳索两端,在绳索断裂时确定他的破断拉力的大小,只有强度符合标准,才可以投入桥梁建设中。在桥梁设计时,每根钢丝绳的最大破断拉力及其能承受的最大重量都经过了精密的计算,因此,只要桥梁重量不超过钢丝绳己定的最大承重,它就不会断裂。
例如美国的金门大桥,1937年就建成了,至今已80多年了还在使用。当然,大桥上的这些钢丝绳的使用也是有讲究的,像钢丝绳竖着的这种叫悬索桥,斜着的叫斜拉桥,那两种桥又有什么差别呢?因为钢索方向不一样,桥梁受力结构有所不同。悬索桥以悬索主缆为主要承重构件,通过竖向钢索将桥面重量传到竹篮上,在由竹兰通过竹塔上的钢丝绳传到铆钉和主塔上,而斜拉桥已斜拉主缆为主要承重构件独揽,直接承受桥面荷载,再传到索塔上。
其次,两者的应用范围也不同。悬索桥的稳定更好,适合大风和地震区的需要,还可以建在比较湍急的水流上。南京长江第四大桥是中国首座三跨吊悬索大桥,在同大桥中居世界第三,被誉为中国的金门大桥儿。斜拉桥作为一种拉索体系,比悬索桥的跨越能力更好,跨径可达300到一千米,是大跨度桥梁的主要桥型。就像我国的苏通长江公路大桥,它也是世界跨径第一的斜拉桥。
1.锰系磷化涂层钢丝绳(中国发明专利),经锰系或锌锰系磷化处理,钢丝表面耐磨、耐锈蚀能力全面跃升,GB/T11376-1997金属的磷酸盐转化膜国家标准中对磷化膜的耐磨、防锈作用有详细介绍,润滑脂渗入磷化膜孔隙起到异常优异的减摩效果,有效抑制钢丝绳内部钢丝表面发生磨损,是光面钢丝绳的升级换代产品,可代替先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用,目前锰系磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是光面钢丝绳3-5倍左右,最好的达到7倍,可通过疲劳试验对比疲劳寿命长短,以后随着对耐磨磷化液的深入研究,还可大幅度提高使用寿命。磷化膜3-60克/米2,钢丝磷化后不进行拉拔加工,直接捻制钢丝绳。按照现在钢丝绳市场的大致价格,锰系磷化涂层钢丝绳的价格高于光面钢丝绳,而使用寿命延长幅度远高于价格的增长幅度,所以,磷化涂层钢丝绳日均使用费用仅为光面钢丝绳的30%左右,使用成本更低,性价比更高,磷化膜膜重越大越好。
2.镀锌钢丝绳,包括热镀锌和电镀锌两种,直升式热镀锌钢丝锌层较厚,锌层越厚则防腐蚀能力越强使用时间越长,电镀锌较薄。由于磷化涂层具有一定的防腐蚀性能,锰系磷化涂层钢丝绳可以代替部分品种的薄锌层镀锌钢丝绳使用,如大气环境但空气潮湿的高温环境,而热镀锌-磷化双涂层钢丝绳的耐腐蚀能力进一步提高。
3.不锈钢丝绳,使用不锈钢丝捻制的钢丝绳,如304或316不锈钢,耐蚀性能高于热镀锌碳素钢丝绳,价格相对昂贵,对不锈钢丝进行锰系磷化涂层处理(不锈钢丝磷化需要特殊磷化配方),同样可以大幅度延长使用寿命。
4.涂塑钢丝绳,在钢丝绳基础上,在钢绳或股绳外层涂敷聚乙烯、聚丙烯。
5.光面钢丝绳,英国1834年开始生产,国内1939年天津第一钢丝绳厂开始生产(2005年破产),随着磷化涂层钢丝绳大批量进入市场,将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。
6.海洋工程系泊用钢丝绳
7.缆索钢丝绳
一、安装方案:
1、安装工序
基础浇灌→牵引绞车安装→拉紧部安装→尾轮、前压绳轮固定→运行部件安装→梭车安装→钢丝绳安装→液压系统安装→电气系统安装→试运转。
2、安装方法
(1)在基础浇灌时,预先留出二次浇灌的孔,用来固定螺栓。基础浇灌须待5-6天方可安装绞车。
(2)牵引绞车需解体时做好记号,安装时按几号顺序安装,在安装地点组装好,然后用手动葫芦起吊,移动到基础上,再固定地脚螺栓。
(3)拉紧部安装首先将拉紧油缸用销柱固定在绞车本体上,张紧尾轮安装在基础上,然后用钢丝绳将拉紧歪轮用钢丝绳通过张紧尾轮与拉紧油缸上拉紧绳轮连接起来,用绳卡将钢丝绳固定。
(4)运行部件安装托绳轮一般按30米一组布置安装,在坡度发生凸变的地段时一般3米一组布置,主压绳轮、副压绳轮在凹变处一般按3米一组布置,拐弯时一般按4.5度一组布置安装并打地锚固定。
(5)梭车安装井下组装好,然好用手动葫芦移动到轨道上。
(6)钢丝绳安装将钢丝绳的一端经前压绳轮、绞车本体上缠绕3圈、拉紧歪轮、再经绞车本体缠绕3圈、过另一前压绳轮、梭车梭头、插爪先固定于绞车上后剩余绳缠绕在滚筒上并固定好滚筒。
(7)液压系统的安装先用油管将液压站与拉紧油缸,安全闸连接在一起:连接处用U型卡固定。。
(8)电气系统安装按图接线。
二、安全技术措施
1、对安装地点的巷道严格执行“敲帮问顶”制度。
2、安装时,有负责人现场指挥,所有作业人员听从负责人的统一指挥,确保安装工作顺利进行。
3、牵引绞车组装好,用10吨手动葫芦起吊,起吊时严禁左右摆动,作业人员严禁身体部位在牵引绞车下方。导链吊挂必须牢固可靠,手动葫芦操作人员必须站在起吊物的侧面。长柄工具操作时必须远距离进行,严禁身体部位接触起吊物件。
4、拉运钢丝绳过程中,由专人指挥,防止钢丝绳扭折、打折和伤人。
5、用绳卡固定钢丝绳时,不少于三副绳卡。钢丝绳每个部件连接处固定牢靠,防止脱落伤人。
6、设备接电时,必须严格执行停送电制度,作业时必须按照检查瓦斯、放电、验电、挂接短路地线的顺序进行。
7、未尽事宜,均严格按《煤矿安全规程》执行。
一种是在绞车的卷筒上加工的有一个楔形孔,钢丝绳头通过一个楔形接头固定在孔里面
一种是在绞车卷筒侧挡板上有孔,钢丝绳头穿出来后用一个压板通过螺钉压紧在卷筒侧板外侧
其他的方式暂时没有见到