港机滑轮简介
滑轮是港口起运设备的重要组成部分,欧美等发达国家港口机械使用的滑轮都是整体轧制滑轮,这是因为整体轧制滑轮的整体强度明显高于焊接滑轮 ,使用时更加、可靠。
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根据港口起重机国际市场的需求,采用高硬度钢质滑轮,以此改变了滑轮作为易损部件的性质。为此,对不同材质、表面硬度的滑轮与不同结构的钢丝绳配合工作下的疲劳磨损问题进行、系统的研究,来合理匹配滑轮和钢丝绳,处理好两者在耐磨性方面的矛盾。
滑轮是港机等起重设备上不可缺少的关键零部件,大多位于高空,不仅易损耗,更换不方使,而且如果滑轮选用不当或维修更换不及时,就容易引起突发故障,造成港机长时间的故障停机。我公司对港机热轧滑轮的选用以及滑轮磨损状态检测技术等进行了大量的探索,建立了公司内部的热轧滑轮选用标准,并引进了滑轮密损状态专用检测工具,积极开展滑轮磨损状态检测工作,设备管理人员能够及时掌握滑轮绳槽磨损状况,从而有计划地实施维修更换工作,控制了作业中滑轮的突发故障。
港机滑轮选用的主要技术参数
港机热轧滑轮选用的主要技术参数有:滑轮的槽底直径、滑轮的卷绕直径、绳槽半径、轮毂尺寸、滑轮材质、滑轮绳槽硬度、滑轮绳槽厚度等。其中大部分参数由设计制造单位根据相关设计和选用标准进行设计选用,用户在港机使用过程中关于热轧滑轮的选用以及状态检测方面主要关注滑轮绳槽硬度、滑轮材质以及滑轮绳槽厚度和绳槽半径等技术指标和参数的变化情况。
港机滑轮绳槽硬度的选用
传统的观念认为滑轮绳槽硬度越高,滑轮使用寿命就越长,为了延长滑轮的使用寿命,往往不断地提高滑轮绳槽硬度,所以近年来滑轮绳槽硬度从HB170逐步提高到HRC60。但是滑轮的耐磨性与钢丝绳的使用寿命又是一对矛盾,合理匹配滑轮硬度与钢丝绳规格,才能使钢丝绳与滑轮的寿命达到组合状态。研究表明,钢丝绳绕滑轮工作过程的损伤机理十分复杂,它是绳中钢丝弯曲疲劳、钢丝与滑轮绳槽之间的接触疲劳与滑动磨损,以及绳内、股内钢丝之间的挤压与微动磨损等综合作用的结果,而不是按照人们经验推知的那样——滑轮绳槽硬度越高则钢丝绳使用寿命越短。武汉理工大学港机实验室通过长期的实验,得出了不同绳槽硬度的钢质滑轮耐磨性及其对钢丝绳损伤的影响规律,总结出如下起重机滑轮一钢丝绳的原则:
- 港口起重机滑轮绳槽硬度的范围为HRC28~HRC35和HRC45~HRC50。其中:HRC28~HRC35用于钢丝绳线速度低于200m/min、滑轮绳槽无侧向磨损的情况,如门机起重机除了臂架头部以外的各部分导向滑轮;HRC45~HRC50用于钢丝绳线速度高于200m/min或滑轮绳槽有侧向磨损的情况,如门机臂架头部导向滑轮、岸边集装箱起重机的各部分滑轮等。
- 根据我国国产钢丝绳材质和工艺水平的实际状况,对于6股钢丝绳,应优先选用1670MPa强度等级,并与HRC28~HRC35的中硬度滑轮匹配使用,这样可以使滑轮耐用性与钢丝绳的抗疲劳性及使用寿命达到。
- 对于多股不旋转钢丝绳,由于其与滑轮绳槽的接触压力偏低,可以优先选择与HRC45~HRC50的中硬度滑轮匹配使用,这样对滑轮与钢丝绳均有利。
- 普通铸钢滑轮及用Q235、16Mn板材热轧成型制成的滑轮,其自身耐磨性在各类钢质滑轮中相对差,与之配合使用的钢丝绳寿命也相对较短;同时,当滑轮槽硬度高于HRC53时,钢丝绳使用寿命明显下降。这一点,在起重机滑轮造型时,应予以充分注意。
港机滑轮的选用建议
根据上述起重机滑轮一钢丝绳的匹配原则,综合考虑到目前各港口门机起升机构的工作速度、当前各滑轮生产厂家的加工能力、滑轮绳槽的热处理工艺以及滑轮的采购成本,我们对港机热轧滑轮的选用提出如下建议:
- 滑轮绳槽壁厚的选择。为了延长滑轮的使用寿命,推荐使用绳槽壁厚加厚的热轧滑轮,要求绳槽厚度不得小于12mm;为了减小滑轮的转动惯量,可以在滑轮的轮辐上加工出若干对称分布的工艺孔;滑轮绳槽两边厚度、绳槽一周的厚度应保持均匀,偏差不得大于1mm。
- 滑轮材质的选择。热轧滑轮的材质有Q235、Q345、35钢等,从加工工艺和滑轮绳槽使用寿命综合考虑,推荐使用35钢。
- 滑轮绳槽硬度的选择。综合考虑滑轮的成本和当前生产厂家大都采用火焰淬火的热处理工艺,推荐滑轮绳槽硬度值为HRC28~HRC35。