滑車組吊裝技術

1、淺述滑車組吊裝技術 一、前言大型構件和設備安裝技術，是建設工程重要的技術組成部分。起重吊裝技術是大件安裝技術的主要內(nèi)容，它是人類在廣泛生產(chǎn)活動的基礎上形成的，并在人們反復實踐認識的基礎上發(fā)展完善起來的?，F(xiàn)代工業(yè)技術的發(fā)展，促使大件安裝水平飛躍，形成當今種類繁雜、手段先進、裝備強大的一門專業(yè)學科。大型構件和設備安裝技術分為整體吊裝、綜合整體吊裝和散件吊裝三種情況。整體吊裝的優(yōu)勢在于提高工件的工廠化制造程度、有利于產(chǎn)品的質(zhì)量控制、減少高空作業(yè)量、縮短施工現(xiàn)場的安裝工期以及減少工程造價等，整體安裝代表了大件安裝的一個發(fā)展方向。當今的大件安裝技術是以確保安全作業(yè)為前提，以解決高、重、大、精、尖、特、新

2、等吊裝難題為目的，有機結合了材料科學、經(jīng)典力學、計算機控制技術、液壓技術、機械工藝學等多門學科而形成的實用專業(yè)技術。將來，大件安裝行業(yè)會不斷遇到新課題，僅僅依靠現(xiàn)有的技術還不能滿足發(fā)展的需要，要求不斷革新工藝，技術創(chuàng)新，推動施工技術進步，更好地為建設工程服務?；嚱M吊裝技術廣泛地應用在各個施工領域，動滑輪能減少牽引力，不能改變拉力方向，定滑輪能改變方向，但不能減少牽引力，滑輪組則及能減少牽引力，又能改變拉力方向，吊裝作業(yè)中，多使用各式滑輪組，以便以較少的牽引力吊裝重量較大的設備，例如，2000年，淮化1830改擴建工程合成、氣化裝置中的合成塔（180噸）和三臺氣化爐（86噸）的吊裝，采用大型滑

3、車組利用50米和39米的混凝土框架，2005年寧夏捷美集團銀川項目化肥擴能改造合成氨裝置CO2再生塔、CO2閃蒸槽，采用用200t/56m雙桅桿抬吊，吊裝滑車組選用250t、200t的銅套滑車，9輪在下，8輪在上與桅桿上部滑輪箱組成9*10的滑車組，雙出頭，地面經(jīng)過3個導向，完成吊裝任務。論文的目的，全面闡述滑車組使用的吊裝技術，從鋼絲繩、滑車、卷揚機、錨點的選用及計算出發(fā)，說明了當今滑車組的吊裝技術，該計算理論依據(jù)實踐性很強，多年的實踐證明，該技術能指導現(xiàn)場的施工，這次以論文的形式進行總結，供愛好鉆研這門吊裝技術的工程技術人員借鑒，同時希望共同探討及批評指正。 二、滑車組吊裝技術的基本要點（

4、一）、鋼絲繩的選用與計算 鋼絲繩有抗拉強度高、彈性大、撓性好、耐磨損、壽命長、價格適中等諸多優(yōu)點，故用得非常廣泛。視組成鋼絲繩股數(shù)和鋼絲數(shù)目的多少、捻制方法的差異及有無麻芯等，把鋼絲繩分成十余種。設備吊裝中一般只使用其中由6股組成的3種。1、設備吊裝用鋼絲繩的種類和用途 設備吊裝中常用由1根麻芯和6股鋼絲組成的3種鋼絲繩，以619+1、637+1和661+1表示其組成，其中6表示為6股、1表示有1根麻芯，而19、37、61則表示每股內(nèi)的鋼絲數(shù)。以同直徑者相比較，鋼絲多且細，則繩的撓性好，而耐磨性則稍差。 此3種鋼絲繩的用途和標記舉例：(1)、619鋼絲繩：作拉索、纜風繩及在其他少彎曲、受磨損時

5、采用；(2)、637鋼絲繩：宜用于滑車組及其他呈彎曲時采用；(3)、661鋼絲繩：用于滑車組，制作吊索、起吊綁繩和重型起重機械。 標記舉例(GBll0274)，標記簡化如下： 鋼絲繩619151700表示6股，每股19絲，鋼絲繩直徑5mm，鋼絲繩抗拉強為1700MPa。2、鋼絲繩的規(guī)格（略）3、鋼絲繩的許用拉力 鋼絲繩的許用拉力可按式(1-1)計算 (1-1)式中 T鋼絲繩的破斷拉力，N； K鋼絲繩的安全系數(shù)，按表1-6選用。 如鋼絲繩的規(guī)格表中給出鋼絲破斷拉力總和時，應先求鋼絲繩破斷拉力，再計算鋼絲繩的許用拉力，即： 鋼絲繩破斷拉力=換算系數(shù)鋼絲破斷拉力總和 按GB110274標準，換算系數(shù)

6、c值為：619鋼絲繩 c=085 637鋼絲繩 c=082661鋼絲繩 c=0801-6 鋼絲繩安全系數(shù)起重機類型特性和使用范圍最小安全系數(shù) 桅桿式起重機、自行式起重機及其他類型的起重機和卷揚機 手傳動4.5機械傳動 輕型 中型 重型55.56 10kN以下手動卷揚機4 纜索式起重機 承擔重量的鋼絲繩35各種用途的鋼絲繩運輸熱金屬、易燃物、易爆物捆綁設備纜風繩千斤繩(繩扣)6636104、舊鋼絲繩的折減使用和報廢 久用后的鋼絲繩會出現(xiàn)磨損、銹蝕和斷絲，使其破斷拉力明顯減小，但一般還可折減使用，如損壞嚴重時必須報廢。（1）、折減按鋼絲繩的斷絲數(shù)，從表1-7中查得折減系數(shù)，對其破斷力進行折減，若鋼

7、絲繩表面又有磨損，則按表1-8對折減系數(shù)向更小方向修正。表1-7 鋼絲繩斷絲的折減系數(shù)(一個節(jié)距內(nèi))鋼絲繩破斷力的折減系數(shù)鋼絲繩的股絲數(shù)619十1637+1661+1捻 繞 方 式交 捻順 捻交 捻順 捻交 捻順 捻0.950.900.830.800510141717357881119283333691416161819404343914202121注：一個節(jié)距的含義如多頭螺紋的導程。表1-8 鋼絲繩表面磨損時折減系數(shù)的修正系數(shù)鋼絲表面磨損占直徑的分數(shù)101520253030以上修正系數(shù)0.80.70.650.550.500注：表中磨損比率按單根鋼絲或整根鋼絲繩計算均可。（2）、報廢如鋼絲繩有

8、斷股、銹蝕嚴重、斷絲和磨損超過標準、受熱退火和發(fā)生各種嚴重變形時，鋼絲繩應報廢。按國家規(guī)范規(guī)定，在一個節(jié)距內(nèi)斷絲根數(shù)達到表19所列根數(shù)時，鋼絲繩即應報廢。表1-9 鋼絲繩在一個節(jié)距內(nèi)斷絲的報廢標準強度安全系數(shù)鋼絲繩結構619+1637+1661+1交 捻順 捻交 捻順 捻交 捻順 捻71214166782226301113153638401819205、鋼絲繩附件在使用鋼絲繩時常需用套環(huán)和繩卡作為附件。鋼絲繩用套環(huán)有型鋼套環(huán)、普通套環(huán)和重型套環(huán)3種，市場均有售，使用時，鋼絲繩的一端嵌在套環(huán)的凹槽中，形成環(huán)狀，用以保護鋼絲繩承載時免受損傷；繩夾供固定鋼絲繩末端時卡接之用，用時把繩端彎成圓環(huán)狀以后

9、，在并列壓緊的狀態(tài)下，以箍卡的方式連接起來，承受拉力，其連接強度應大于該鋼絲繩的許用拉力，雖然繩夾有數(shù)種結構形式，但最常用的是標準繩夾，即GB5976-86型。常用于纜風繩、吊索等固定端的連接上，一般與套環(huán)一起使用。6、吊索 吊索又稱千斤繩、繩扣，用其掛在起重機吊鉤上或懸掛于滑車組的下滑車上，吊裝設備等重物。吊索用鋼絲繩制成。吊索用鋼絲繩制作，其端頭以插接法制成封閉形式的萬能吊索和兩端成環(huán)狀的輕便吊索，如圖13所示。其插接長度，約等于20-30倍鋼絲繩直徑，而長度應根據(jù)吊裝需要而定，其規(guī)格參見表1-15和表1-16。輕便吊索的環(huán)內(nèi)可裝上套環(huán)，也可不裝套環(huán)。 （二）、滑車與滑車組的基本技術 滑車

10、與滑車組是一種重要的吊裝工具，在設備吊裝中用得非常廣泛。1、滑車類型及作用 按滑車頭部結構形式可分為吊鉤型、鏈環(huán)型、吊環(huán)型和吊梁型；按滑車的輪數(shù)可分為單輪滑車、雙輪滑車和多輪滑車，其中單輪滑車有閉口和開口兩種。 滑車有HQ系列(ZBJ8000887)、HY系列林業(yè)滑車和H系列(JBl20471)，設備吊裝用HQ系列和H系列。 使用滑車的目的一是承受吊裝力和牽引力，二是改變牽引繩索的方向。 滑車一般用于做定滑車、動滑車、導向滑車、平衡滑車等，也常由兩個滑車組成滑車組。2、HQ系列起重滑車(ZBJ8000887)（1）、起重滑車規(guī)格系列(表1-19，表1-20)表1-19 HQ系列起重滑車(ZBJ

11、80008-87)（2）、滑車標記形式及代號（3）、HQ系列起重滑車規(guī)格和性能3、HY系列起重滑車(ZBJ80008-87)4、H系列起重滑車(JBl20471) H系列滑車起重量系列符合起重機械起重量系列國家標準GB78365。（1）、滑車的規(guī)格系列本系列有14種起重量，11種滑輪配成17個品種103個規(guī)格，參見表1-23。表1-23 H系列起重滑車輪槽底徑mm額定起重量t0.512358101620325080100140鋼絲繩直徑范圍mm滑 輪 數(shù) 量70125.77.7851237.71111512341114135123412.515.51651234515.518.51852346

12、17202101352023.5245124623.525280235726.528320146830.532.536012356832.535（2）、滑車標記型式及代號附表：型式代號型 式開口吊鉤鏈環(huán)吊環(huán)吊梁桃式開口閉口代 號KCLDWKB不加K5、滑車的用途和計算滑車按其用途和裝設目的有定滑車、動滑車和導向滑車3種。（1）、定滑車定滑車安裝在固定處，其滑輪只轉(zhuǎn)動不位移，故只能改變力的方向，而力的大小不變，繩索的速度不變，如圖1-40，定滑車一般用其做平衡滑車和導向滑車?？紤]轉(zhuǎn)動摩擦力其拉力戶略有增加，即：圖1-4 滑車計算簡圖 (1-2)式中 Q重物重力，kN； 單滑車效率，其值： 用于鋼

13、絲繩：=0.940.98； 用于棕繩：=0.800.94。（2）、動滑車 動滑車隨吊物同步移動，按其裝設目的有省力動滑車圖1-4b和增速動滑車圖1-4c兩種。如不計摩阻力，單輪可省力一半，即：而增速動滑車可使重物運動速度較滑車高1倍。（3）、導向滑車 其實，導向滑車是定滑車的用途之一，只起改變受力方向的作用，圖1-4d。導向滑車的受力大小，取決于進繩和出繩方位間夾角的大小，夾角愈大則受力愈小，即： (1-3)式中 P1牽引繩的拉力； Z角度系數(shù)，見附表。附表：角度系數(shù)Z（0）01522.5304560Z21.941.841.731.411（4）、滑車組 滑車組是由定滑車和動滑車用繩索串連地穿繞

14、于滑輪之間而組成。使用時滑車組中的定滑車位置不動，只滑輪轉(zhuǎn)動，而動滑車隨重物同步移動，起省力作用，且滑車組中滑輪愈多，省力也愈大，但重物的移動速度亦相應愈慢。、滑車組繩索引出端拉力計算a、用載荷系數(shù)法計算出繩端拉力 按工作繩的數(shù)量和導向滑車的數(shù)量，計算出載荷系數(shù)，并列成表格，同時，從中選取，以簡單方法計算出繩端拉力S： (1-4)式中 K載荷系數(shù)，見表1-25； P計算載荷。表1-25 載荷系數(shù)K工作繩索數(shù)滑輪個數(shù)(定、動滑輪之和) 導向滑車 0 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

15、11 12 13 14 15 100 0507 0346 0265 0215 0187 0160 0143 0129 0119 0110 0102 0096 0091 0087 0084 1040 0527 0360 0276 0225 019l 0165 0149 0134 0124 0114 0106 0099 0094 0090 0086 1082 0549 0375 0287 O234 0199 0173 0155 0140 0129 0119 0111 0104 0098 0083 0090 1125 0571 0390 0298 0243 0207 0180 0161 0145 0

16、13個 0124 0115 0108 0102 0091 0093 1170 0594 0405 0310 0253 0215 0187 0167 0151 0139 0129 0119 0112 0106 0100 0095 1217 0617 0421 0323 0263 0224 0195 0174 0157 0145 0134 0124 0117 0111 0102 0100 1265 0642 0438 0335 0274 0330 0203 0181 0163 0151 0139 0129 0121 0115 0108 0104b、用阻力系數(shù)法計算出繩端拉力按工作繩的數(shù)量、導向滑車

17、的數(shù)量及阻力系數(shù)(表1-26)計算出繩端拉力S：繩頭從定滑車引出時： (1-5)繩頭從動滑車引出時： (1-6)式中 S出繩端拉力； P計算載荷； n工作繩數(shù)； E阻力系數(shù)(滾動軸承E=1.02，青銅襯套E=1.04，無軸套的E=1.06)。表1-26 滑車組的阻力系數(shù)值En012345678910111213141516171.021.001.021.0401.0611.0831.1041.1261.1491.1721.1951.2191.2431.2681.2941.3201.3451.3721.4001.041.001.041.0821.1251.1701.2171.2661.3161.

18、3681.4231.48015401601166517321800187219471.061.00106112411921262133814191504159316901791c、以滑車組效率計算出繩端拉力若滑車用銅質(zhì)滑動軸承，其E值為1.04,按工作繩數(shù)和滑車組效率計算出繩端拉力S： (17)式中 P計算載荷； n工作繩數(shù)； 滑車組效率，表127。表1-27 滑車組效率與所需拉力值工作繩根數(shù)n滑車組效率V起吊所需拉力S工作繩根數(shù)n滑車組效率起吊所需拉力S12345678096094092090088087086085104Q053Q0360028Q023Q019Q017Q015Q910111

19、21314151608308207907807750765074072013Q012Q0114Q0106Q0099Q0094Q009Q0086Q、滑車組在拉緊時的最短極限尺寸滑車組在受力拉緊狀態(tài)下其最短極限尺寸是計算吊裝高度的重要參數(shù)之一，可按表1-28中的尺寸選用。表1-28 滑車組在拉緊時其最小極限尺寸 起重量t滑輪軸中心的最小距離hmm拉緊狀態(tài)下的最小長度Lmm151016203250801007009001000100010001200120014001400140018002000200021002600260029002900 注：1、最小極限尺寸中尚有500800mm的安全距離；

20、2表中數(shù)字適用于HQ和H系列滑車順穿法。、起重鋼絲繩長度的計算 所需起重鋼絲繩的長度可由下式計算： (1-8)式中 L鋼絲繩長度，m； n工作繩數(shù)，根； h提升高度(或移動長度)，m； d滑輪直徑，m； I定滑車至卷揚機間距離，m； 10-安全裕量，m。、起重滑車組鋼絲繩的穿繞方法 起重滑車組鋼絲繩穿繞方法分順穿法和花穿法兩種。它是一項非常重要而且較為復雜的起重操作技術。a、順穿法(圖1-5)順穿法就是將繩索的一端按順序逐個繞過定滑車和動滑車各滑輪的一種簡單穿繩方法，視卷揚機的臺數(shù)不同，可抽出單頭，如圖1-50a；也可有一個不轉(zhuǎn)動的平衡滑輪而抽出雙頭，如圖1-5b。單頭順穿法會因各段繩索受力不

21、相等固定端受拉力最小，而后逐段受力遞增，引出端受力最大，從而易造成滑車歪斜。此種穿繞方法雖有穿繞簡單容易的優(yōu)點，但宜用于4個滑輪以下的滑車組。 而雙抽頭順穿法則不但能避免滑車發(fā)生歪斜，而且工作平穩(wěn)、減少阻力，加快吊裝速度。 圖1-5 滑車組鋼絲繩順穿方法b、花穿法(圖1-6)在滑車組滑輪數(shù)量較多，又用一臺卷揚機牽引時可用花穿法，用以改善滑車組的工作條件并降低抽出頭的拉力，還可保證滑車組受力均勻而起吊平穩(wěn)。圖1-6 滑車組鋼絲繩花穿方法示例a-11；b-21；c-22；d-32；e-33；f-44；g-55；h-67；i-88；j-88許多施工企業(yè)，在長期的吊裝實踐中，驗證了一些有效的花穿方法，

22、圖16僅為其中的一部分，起示例作用。c、穿繞方法的選擇 在選擇起重滑車組鋼絲繩穿繞方法時應綜合考慮以下要求，視具體情況選用。 、穿繞方法應簡單，容易操作，盡量避免采用過分復雜的穿繞方法； 、在負載后滑車組應不產(chǎn)生歪斜，或只發(fā)生輕度歪斜，避免隨吊裝的進行而使滑車組歪斜加劇的情況發(fā)生； 、牽引鋼絲繩進入滑輪的偏角應控制在不大于40的范圍內(nèi)； 、在動滑車移動過程中，各段穿行的鋼絲繩之間只能發(fā)生輕度摩擦，切不可產(chǎn)生危及安全的嚴重摩擦，更不可纏繞在一起；、在卸載后靠吊具和動滑車的質(zhì)量應能達到動滑車和繞繩順利下降；、一般花穿法要求吊物達到預定位置后，其定滑車和動滑車之間距離要稍大些。 （三）、起重機具在起

23、重作業(yè)中，常用卸扣、吊鉤與吊環(huán)、索具螺旋扣等為連接工具。還經(jīng)常使用卷揚機、千斤頂和手拉葫蘆。 圖1-7 卸扣1、卸扣(圖1-7)卸扣也稱卸甲或卡扣，是在起重作業(yè)中用得最多的連接工具之一。有用普通碳素鋼制成的卸扣，分15種規(guī)格，最大者許用負荷為210kN(21tf)，為市場產(chǎn)品，其技術規(guī)格見表1-29。還有用優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成的較大規(guī)格的卸扣，也有15種規(guī)格，最大者許用負荷為500kN(50tf)，其技術規(guī)格見表1-30。我國也有制造廠家生產(chǎn)更大規(guī)格的卸扣，有13種規(guī)格，最大者許用負荷2000kN(200tf)，其技術規(guī)格列表1-31，供參考選用。如需自行制造卸扣時，其彎環(huán)可用Q235-A、20號鋼

24、、30號鋼經(jīng)鍛造而成，橫銷材料用40號鋼或45號鋼制造。卸扣的構成尺寸，可參照以上數(shù)表中的數(shù)字。對彎環(huán)和橫銷均需進行強度計算。制成后應以1.5倍許用負荷進行拉力試驗。2、索具螺旋扣 索具螺旋扣也稱花籃螺絲、緊線扣，按兩端頭形狀分為OO、CC、UU、CO、CU、OU等6種，還分為開式和閉式螺旋扣，如反正扣螺紋外露則叫開式索具螺旋扣，不外露則為閉式索具螺旋扣。索具螺旋扣用于拉緊鋼絲繩，并可起調(diào)節(jié)松緊作用，O型頭用于不經(jīng)常拆卸的連接，而C型頭則用于經(jīng)常拆卸的連接。3、牽引設備 在設備吊裝中常用的牽引設備有電動卷揚機、手動卷揚機和絞磨，一般大、中型設備吊裝均用電動卷揚機。手動卷揚機和絞磨只用在設備質(zhì)量

25、不大，要求起重速度較低或沒有電源的吊裝作業(yè)中。這里著重介紹電動卷揚機的設備性能及使用方法。、電動慢速卷揚機 電動卷揚機廣泛用于設備吊裝中，它具有牽引力大、速度快、結構緊湊、操作方便和安全可靠等特點。 電動卷揚機有單筒和雙筒兩種，又分可逆式和摩擦式兩類。設備吊裝中常用齒輪傳動的可逆式慢速卷揚機，它由電動機、聯(lián)軸器、制動器、減速器、帶大齒輪的卷筒、控制開關和機架等組成。鋼絲繩額定拉力(kN)有3、5、10、15、30、50、80、100、120、160、200、320、500等13種，其中設備吊裝最常用的有30kN、50kN、80kN、100kN等幾種。、電動慢速卷揚機的規(guī)格和性能 因我國有多家工

26、廠生產(chǎn)卷揚機，雖同型號，但各廠產(chǎn)品的技術參數(shù)有同有異，選購時應以機械產(chǎn)品目錄為準。、電動卷揚機的安裝和使用注意事項 在設備吊裝中，卷揚機直接承受較大的牽引力，其安裝是否穩(wěn)固和正確，將危及吊裝安全，必須引起我們足夠的重視，其安裝和使用注意事項如下：a、電動卷揚機應安裝在乎坦、開闊、前方無障礙物的地方，操作人員應能直視設備吊裝過程，同時又可接受指揮信號；b、卷揚機的安裝位置宜離開吊裝中心稍遠一些，如用桅桿吊裝時，其距離不得小于桅桿的高度；c、第一個導向滑車距卷筒軸線距離應大于卷筒長度的25倍，以保證偏角20，如圖1-9所示，這樣繞上卷筒的鋼絲繩才可按順序排列，不致纏繞在一起；d、卷揚機的固定應可靠

27、，嚴防傾覆和移動。一般用地錨、車間柱基和重物施壓等為錨固點，綁縛卷揚機底座的固定繩索應從兩側(cè)引出，以防底座受力后移動；e、用調(diào)整導向滑車位置的方法，使牽引鋼絲繩從卷筒底面水平地繞人卷筒； 圖1-9 第一個導向滑車的位置示意圖1一卷筒；2一第一個導向滑車f、嚴禁超負荷使用卷揚機，在重大的吊裝作業(yè)中，于牽引繩上應裝有測力計，用其定量地檢測其拉力值；g、在使用前應全面檢查卷揚機的機械裝置和電氣系統(tǒng)。機械裝置應潤滑充分、動作靈活、聲音正常，特別是制動器應松緊適度、制動可靠。電氣系統(tǒng)應絕緣良好、控制開關操作靈活、切換正確無誤；h、在起吊重型設備試吊時，應著重檢查卷揚機的受力和穩(wěn)固狀態(tài)、牽引繩拉力值、電動機的電流值等。還應檢查繩頭在卷筒上固定是否牢靠，初始繞繩數(shù)是否多于3圈等。（四）、錨碇裝置在設備吊裝和運輸中，常需用錨碇裝置，用以固定卷揚機、纜風繩、定滑車和導向滑車等。錨碇裝置是吊裝設施的重