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新型天車鋼絲繩更換方法的設(shè)計與應(yīng)用

文檔作者：陸沔浩文檔來源：天津天鐵冶金集團石灰石礦		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月28日
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新型天車鋼絲繩更換方法的設(shè)計與應(yīng)用
新型天車鋼絲繩更換方法的設(shè)計與應(yīng)用
陸沔浩
(天津天鐵冶金集團石灰石礦，河北涉縣056404)
[}商要】為了提高鋼絲繩更換速度，對天車構(gòu)造及控制系統(tǒng)進行研究分析，探索出一種新型天車鋼絲繩更換方法。詳細敘
述了該方法的設(shè)計過程及應(yīng)用方法。該方法降低了維修人員的勞動強度，減少了更換時間，有效延長了鋼絲繩的使用壽命，為
企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。
[關(guān)鍵詞】天車鋼絲繩更換方法
1 引言
天車鋼絲繩是天車起升系統(tǒng)中的主要承載件，在
天車吊裝作業(yè)運行中，鋼絲外層由于磨損和疲勞而逐
漸產(chǎn)生斷絲。當斷絲達到一定程度，會引起整根鋼絲
繩斷裂，給生產(chǎn)帶來損失，因此，當斷絲數(shù)達到一定數(shù)
值時應(yīng)及時更換新鋼絲繩。天鐵集團煉鋼廠天車的工
作條件差、起重量大、運行率高，在持續(xù)工作的狀態(tài)下
潤滑效果得不到保證，造成鋼絲繩的使用壽命降低，
加速了鋼絲繩的更換頻率。正常更換一次天車鋼絲繩
需要8人配合，用時4～5 h才能完成鋼絲繩更換工
作，嚴重影響生產(chǎn)的正常運行。為了提高鋼絲繩更換
速度，經(jīng)過對天車構(gòu)造及控制系統(tǒng)進行研究分析后，
探索出快速更換天車鋼絲繩的新方法。通過實際操作
驗證，只需6人在1 h便可完成鋼絲繩更換工作，降
低維修人員的勞動強度，提高了工作效率。
2 原更換鋼絲繩方法
天鐵集團煉鋼廠加料跨使用的是3 32 65 t型天
車，鋼絲繩長度為168 m。原更換方法如下：松開各個
鋼絲繩卡子，將舊鋼絲繩扔至地面。再按原順序穿人
新鋼絲繩，壓緊鋼絲繩卡子，全過程為全部人工操作。
(1)更換鋼絲繩前需先把新鋼絲繩從24 mill鋼
絲繩盤上開卷，鋼絲繩開卷時，應(yīng)將鋼絲繩盤架空開
卷，以防止鋼絲繩在開卷過程中產(chǎn)生扭結(jié)，導(dǎo)致強度
降低或損壞，見圖1。
鋼絲繩存放于固定的鋼絲繩庫區(qū)，庫區(qū)由于條件
所限只有50 m ，而且由于庫區(qū)在轉(zhuǎn)爐附近，沙石、鐵
屑等雜物較多。在鋼絲繩開卷時先將鋼絲繩盤放到托
架上，由人工拉拽開卷，單次拉拽只能放出50 m左右
的鋼絲繩，這樣一來需要往返數(shù)次才能開卷至168
m；且鋼絲繩在拉拽過程中直接與地面接觸，在開卷
結(jié)束后對鋼絲繩進行截斷。截斷鋼絲繩應(yīng)采用鋼鋸、
鏨子或氣割等方法。為防止鋼絲繩松散，在切斷前先
正確 正確
圖1 鋼絲繩升巷方法
在截斷處的兩邊用鐵絲固定好，切斷后再將繩頭用氣
焊封焊，然后再把新鋼絲繩盤成繩盤放到鋼絲繩更換
工作現(xiàn)場地面。
天車正常工作時，因開卷時鋼絲繩所沾染的沙石
和鐵屑等在鋼絲繩與卷筒、鋼絲繩與滑輪之間被相互
擠壓摩擦，在擠壓摩擦作用下沙石和鐵屑等就像砂輪
一樣對鋼絲繩及滑輪、卷筒造成磨損，嚴重影響鋼絲
繩以及滑輪和卷筒的使用壽命
(2)天車沿下降方向操作天車將主卷揚32 t鉤頭
放至地面，確認天車斷電后，維修人員將卷筒兩側(cè)固
定鋼絲繩的壓板松開，將舊鋼絲繩兩個繩頭從卷筒上
卸下后拋至地面，舊鋼絲繩按照NO輪一ML輪一．JK
輪一AB輪一cD輪一 ：F輪一GH輪的順序拉出后盤
好。
(3)天車工作面維修人員把麻繩由AB輪A側(cè)拋
下，地面維修人員將40 m新鋼絲繩從CD輪D側(cè)穿
入，c側(cè)穿出；然后地面維修人員將c側(cè)穿出的鋼絲
繩繩頭用A側(cè)拋下的麻繩綁好，天車工作面維修人員
拉至天車工作面后，把新鋼絲繩的繩頭從AB輪B側(cè)
拋下。地面維修人員將從B側(cè)拋下的新鋼絲繩繩頭從
JK輪J側(cè)穿人，K側(cè)穿出。
(4)天車工作面維修人員將麻繩從ML輪L側(cè)拋
e．o,z(機電設(shè)備)泐 一4t一
‘O
廿
5
天津 幺舍
下，地面維修人員將K側(cè)穿出的新鋼絲繩繩頭用L側(cè)
拋下的麻繩綁好，天車工作面維修人員將鋼絲繩拉上
40 m后由ML輪M側(cè)拋下。地面維修人員把M側(cè)拋
下的新鋼絲繩從NO輪N側(cè)穿入，0側(cè)拉出20+2x
("rrxR)一24 m。這時天車工作面維修人員把麻繩從卷
筒的空隙拋下，地面維修人員用從卷筒空隙拋下的麻
繩把0側(cè)拉出的24 m新鋼絲繩綁好后再由天車面維
修人員拉至卷筒P側(cè)固定鋼絲繩。
此時工作量剛完成一半，耗時已達2 h。天車維修
人員拉拽新鋼絲繩時，地面維修人員需默契配合天車
工作面將新繩盤開盤，以利天車工作面拉拽，并防止
新鋼絲繩在開盤過程中產(chǎn)生扭結(jié)。另一側(cè)工序同上所
述，但須將盤好的新鋼絲繩卷放開將新鋼絲繩另一頭
找出，以供穿人后續(xù)滑輪。此時由于維修人員體力關(guān)
系耗時需達2．5 h，共計耗時達4．5 h。
3 新型更換鋼絲繩方法
3．1 新型更換鋼絲繩方法
在不考慮滑輪效率因素的情況下，打開兩端固定
鋼絲繩的壓板，松開兩端繩頭。將一端繩頭(w側(cè))放
下與新繩焊接，卷筒上留n圈安全圈，另一端繩頭由
工人拉搭至欄桿QR下。按圖示轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動卷筒，
Y側(cè)鋼絲繩就會沿卷筒轉(zhuǎn)動切線方向送出過欄桿送
至地面，與w側(cè)舊繩相連的新鋼絲繩隨之被w側(cè)舊
繩帶上繞人卷筒，實現(xiàn)新舊鋼絲繩更換，見圖2。
Q
圖2 鋼絲繩更換具體實施過程
3．2 方案的實施
(1)機械力代替人力：由卷筒驅(qū)動裝置驅(qū)動卷筒
旋轉(zhuǎn)，借助卷筒纏繞力代替人力，實現(xiàn)送舊繩、引新
繩。
繩。另一端由工人拉引至欄桿，此時鋼絲繩應(yīng)在拋下
繩重力G產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩帆和工人拉力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩
及繩與卷筒摩擦產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 作用下處于平衡狀
態(tài)，即 MF-Mc,。如果拋下端重力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大，則
兩端不平衡，由此拋下端會拉拽另一端引起溜繩，容
易將拉緊另一端繩頭工人的手帶進卷筒與鋼絲繩之
問發(fā)生擠傷事故。所以應(yīng)加大摩擦轉(zhuǎn)矩 ，即留足夠
的安全圈以減少人力的需要，避免人拽不住而造成人
身和設(shè)備事故。
安全圈數(shù)確定以鋼絲繩固定處壓力計算公式為
依據(jù)。鋼絲繩固定處壓板固定鋼絲繩所需壓力s計算
公式：
sc S—
=
e
式中：5為鋼絲繩固定處壓板固定鋼絲繩所需壓力；
s 為鋼絲繩最大拉力(此處為鋼絲繩自重)；e為自
然對數(shù)的底數(shù)(e=2．7)； 為鋼絲繩與卷筒表面間的摩
擦系數(shù)(?。痻=O．16)； 為安全圈在卷筒上的包角(安
全圈數(shù)為1圈時=2盯)。
將鋼絲繩壓板松開，由工人拉緊繩端，由人力代
替鋼絲繩壓板的壓緊力，鋼絲繩也可處于平衡狀態(tài)，
所以鋼絲繩固定處壓板固定鋼絲繩所需壓力5即為
所需的工人拉力
計算該天車一側(cè)在鋼絲繩繞在卷筒上1圈時的
鋼絲繩固定處的拉力F，即打開固定鋼絲繩的壓板，
工人需付出拉力F拽住該繩端，才能使鋼絲繩處于平
衡，從而不至于脫繩。
一 =一 1 1nl6>0a _114 2．7 kg
e ‘
由于鋼絲繩上涂有潤滑油，2．7 kg對于工人施力
來說略顯“費力”。在實際工作中為，發(fā)現(xiàn)欲采用新的
更換鋼絲繩方法，鋼絲繩在卷筒上留4圈安全圈最為
安全可靠，計算結(jié)果見下式：
： ： 0．16 kg
e ‘
計算結(jié)果顯示：當卷筒上卷繞4圈鋼絲繩時打開
壓板，工人只需付出力F>0．16 kg，即可使w側(cè)鋼絲
繩不至于下滑，見圖3。
3．3 鋼絲繩更換具體實施過程
(1)采用新方法進行鋼絲繩更換時，將天車副勾
吊起新鋼絲繩盤，由于繩盤懸空、副鉤可自由旋轉(zhuǎn)，新
鋼絲繩不與地面直接接觸，避免沾染沙石、鐵屑等，并
(2)安全圈數(shù)的確定：換繩時舊繩一端拋下接新 且可避免鋼絲繩在更換過程中產(chǎn)生扭結(jié)。
一42一 (機電設(shè)備)
新型天車鋼絲繩更換方法的設(shè)計與應(yīng)用
(2)天車沿下降方向轉(zhuǎn)動卷筒，將主卷揚32 t鉤
頭放至地面，直至舊鋼絲繩在卷筒上兩側(cè)各剩4圈，
松開卷筒P側(cè)壓板將P側(cè)舊繩頭拋下，將P側(cè)拋下的
舊鋼絲繩頭焊點與新鋼絲繩頭采用新工藝焊接在一
起，圖3中標明了焊點處。
Q
圖3 新型更換鋼絲繩方法
(3)將卷筒I側(cè)壓板打開，用改錐先在距P側(cè)舊
繩頭300 mm處穿刺一孔后引一根鐵絲穿入，把鐵絲
綁在欄桿上，沿上升方向轉(zhuǎn)動卷筒，確定轉(zhuǎn)動無誤
后，絞斷鐵絲。隨著卷筒向上升方向轉(zhuǎn)動，同時引導(dǎo)I
側(cè)舊繩頭向欄桿QR方向運動，I側(cè)舊繩頭繞過欄桿
QR向地面下降，待舊繩下降5 m左右，舊鋼絲繩自重
作用下舊繩就會沿垂線下降到地面。
(4)因副鉤鉤頭可作360。旋轉(zhuǎn)，在舊繩拉動作用
下，繩盤自由旋轉(zhuǎn)，新繩隨之被放出，如發(fā)現(xiàn)繩盤轉(zhuǎn)
動太快時可將繩盤快速放置到地面減速。新繩被舊
繩帶人動滑輪組的NO輪后依次經(jīng)ML輪一JK輪一
AB輪一cD輪一EF輪一CH輪到達H側(cè)。這個過程
中，由于卷筒I側(cè)繩槽為右旋，在卷筒按上升方向轉(zhuǎn)
動時鋼絲繩會沿IP方向自I點運動至小車中間隔板
位置，也就是卷筒中間，小車架中間的隔板會使卷筒
上的鋼絲繩亂槽，所以要整理后再繼續(xù)工作，處理方
法如下：
① 先把舊繩w邊由卷筒中問拉至卷筒I側(cè)，注意
不可太靠近卷筒I側(cè)，防止鋼絲繩脫出卷筒，造成人
員和設(shè)備事故，以卷筒中點至I側(cè)方向長度的為宜。
Y邊也靠近來后，即可恢復(fù)換繩工作。
(5)待新鋼絲繩的繩在卷筒上纏繞2圈(安全圈)
后，用鋼絲繩液壓剪將舊鋼絲繩與新鋼絲繩剪開，保
留焊點，以備下次更換時穿鐵絲用。然后固定卷筒I
側(cè)鋼絲繩，完成P側(cè)纏繞2圈后固定鋼絲繩總計耗時
1 h。
4 采用新型更換鋼絲繩方法后使用效果
4．1 使用效果
(1)采用以舊帶新法，比原方法減少7次人力拉
動，共計長度140 m，節(jié)省了大量的人力，在很大程度
上降低了勞動強度。
(2)采用以舊帶新法后可節(jié)省時間3．5 h，大大提
高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。
(3)由于省略了開卷，使鋼絲繩不再與地面接觸，
避免了附著沙石、鐵屑等雜物 從而有效地延長了鋼
絲繩的使用壽命。
4．2 具備特點
綜上所述，新式鋼絲繩更換方法的最大特點是：
(1)以舊帶新，新舊相連，省時省力，安全可靠。
(2)可以用于大噸位天車安裝時鋼絲繩的安裝，
因大噸位天車鋼絲繩直徑一般較粗，僅靠人力是不可
能完成作業(yè)，維修人員可用原方法安裝一根細鋼絲
繩，然后按上述改進方法把直徑較粗的鋼絲繩安裝完
畢。
(3)可用于特殊情況下鉤頭更換，如果在更換鉤
頭時，還需要更換鋼絲繩，那么就可以先把舊鉤頭各
滑輪中的鋼絲繩割斷，然后按原有次序穿入新鉤頭，
再把舊繩斷口焊好，按改進方法把新舊鋼絲繩焊接在
一起，就可能省時省力地更換鉤頭與鋼絲繩了。
5 結(jié)束語
通過采用新型更換鋼絲繩的方法，降低了維修人
員的勞動強度，減少了更換時問，有效延長了鋼絲繩
的使用壽命，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。
參考文獻
[1] 黃靖遠，龔劍霞，賈延林．機械設(shè)計學(xué)[M]．北京：機械工業(yè)出版
社，2002．
[2]顧迪民．工程起重機『M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1988．
【3】高敏．天車工培訓(xùn)教程[M】．北京：機誡工業(yè)出版社，2004．
作者簡介
陸沔浩，男，技師，主要從事鉗工工作。
②指揮天車以下降方向轉(zhuǎn)動卷筒，由于卷筒的螺
旋槽為右旋，所以第二圈繩就會向卷筒I側(cè)靠攏，當 (收稿2012—08—20編輯崔建華)
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eO 'a(機電設(shè)備) 一43—

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