临清市邦纳轴承有限公司   

一种防止抓斗导绳装置磨损的改造方法

2021-01-20

秦翔

(山东省港口集团烟台港集团有限公司)

为了解决抓斗导绳装置与钢丝绳产生磨损的技术难题,增加抓斗的稳定性和降低维护次数,对3种常用导绳装置的优缺点进行对比分析以明确钢丝绳磨损的主要原因。通过参考不同型号导绳装置的优点对其进行技术改造。结果证明,常用的滚轮式导绳装置由于导轮方向固定一定会磨损钢丝绳,而改造后的万向式导绳装置能有效减少钢丝绳在运行时受到的摩擦。安装万向式导绳装置的抓斗可以有效减少钢丝绳的磨损并增加抓斗的稳定性,还能降低导绳装置的维护次数。

0 引言

钢丝绳导绳装置是一种引导并固定钢丝绳运行方向的装置,广泛应用于各种场所,例如门机出绳口、起重机吊具导向轮等。在引导钢丝绳的运行方向时,钢丝绳导绳装置势必会与钢丝绳直接接触。抓斗在工作时不固定,抓斗的导绳装置必然会发生相对位移,导致抓斗在取物时处于偏斜状态,进而使钢丝绳在导绳装置处折弯并受到横向剪切力。因此,抓斗钢丝绳的磨损尤为严重。为了减少抓斗钢丝绳的磨损,通常会在抓斗上承梁结构处安装各种滑动或滚动的导绳装置。

1 常用的导绳装置及其优缺点

目前常用的导绳装置分为滑动式和滚动式等2大类,其中滚动式又分为异平面井字形四圆柱滚轮式和同平面四滚轮式。下面详细介绍3种导绳装置及其使用优缺点:

1.1 滑动式导绳装置

滑动式导绳装置是最早出现的一种导绳装置,以下简称“导绳块”。导绳块固定在抓斗顶端,是1个中间有孔的小方块,钢丝绳从孔中穿过。导绳块与钢丝绳呈滑动摩擦且两者的接触处很光滑。它的制作材料一般为耐磨尼龙材料,成本低廉、结构简单。滑动式导绳装置结构图见图1。

滑动式导绳装置的缺点是钢丝绳与导绳装置之间是滑动摩擦。在润滑不足或作业场所矿渣较多的情况下,滑动摩擦容易对钢丝绳造成严重磨损,导致导绳装置频繁更换。

1.2 异平面井字形四圆柱滚轮式导绳装置

异平面井字形四圆柱滚轮式导绳装置属于滚动式导绳装置,以下简称“四圆柱式导绳装置”。它主要由分布在2个平面上的4个圆柱滚筒等组成。每个平面上有2个圆柱滚筒,从上面看像“井”字。圆柱滚筒支撑在心轴上,其内部采用滑动轴承或密封性好的滚动轴承。四圆柱式导绳装置结构图见图2。

在抓斗平行位移或抓斗偏斜时,钢丝绳会与其中1个或2个圆柱滚筒相接触。这种接触属于滚动摩擦,对钢丝绳磨损较小。

四圆柱式导绳装置的缺点是钢丝绳会在光滑的圆柱滚筒上来回滑动。当钢丝绳偏斜至上下2个滚筒间的缝隙时,滚筒可能卡住。在钢丝绳运行时,上下2个滚筒夹角也会对其造成一定的挤压,导致钢丝绳扁平化。

1.3 同平面四滚轮式导绳装置

同平面四滚轮式导绳装置也属于滚动式导绳装置,以下简称“四滚轮式导绳装置”。它主要由分布在同一个平面的4个圆柱滚轮等组成。4个圆柱滚轮支撑在心轴上并两两相对,其内部采用滑动轴承或密封性好的滚动轴承。四滚轮式导绳装置结构图见图3。

四滚轮式导绳装置的优缺点与四圆柱式导绳装置的类似,但其零部件更多,日常维修不便。

2 针对3种导绳装置的改进措施

为了解决以上3种导绳装置的缺点,进行技术改进,将原抓斗上的固定导绳装置改造为万向防磨导绳装置。

万向防磨导绳装置主要由底座、旋转支架、推力滚子轴承、导绳轮等4部分组成。底座使用螺栓固定在抓斗上承梁结构上。导绳装置内部是1个推力滚子轴承。该轴承可以使钢丝绳在水平方向上自由移动而不跟导绳装置产生滑动摩擦。旋转支架则安装在轴承内孔上。2个导绳轮用芯轴固定在旋转支架上,其内部采用滚动轴承。钢丝绳从底座和2个导绳轮轮毂中间穿过,导绳轮既保护了钢丝绳又能有效引导钢丝绳的运行方向。万向防磨导绳装置结构图见图4。

导绳轮材料选用专门的耐磨材料MC尼龙。它的耐磨性是钢和铜的7倍,且具有高密度、高耐磨、高韧性的特点,特别适合与钢丝绳进行相对摩擦运动。一是因为尼龙材料做成的导轮比钢丝绳质地软,两者接触产生的摩擦而磨损的是尼龙材料而不是钢丝绳。二是尼龙材料有弹性变形的能力,因钢丝绳受到切向应力产生的挤压而变形的是尼龙材料而不是钢丝绳,这样不会使钢丝绳受压变为扁平形而损坏,能最大限度地延长钢丝绳的使用寿命。

该设计可以让钢丝绳在工作中依靠其自身来引导转动支架和导绳轮的转动方向,避免钢丝绳与固定的导绳装置之间运动引起的摩擦。钢丝绳无论在何种方向都会受到导绳轮的保护,导绳轮的弧型内槽保证钢丝绳不会因在导绳轮中发生横向位移而产生滑动摩擦。而且,该装置只有2个导绳轮,在维修上也比4个滚轮或滚筒的更加方便。

3 结语

万向防磨导绳装置完全做到了钢丝绳与导绳装置在同步、同向的良好状态下运行,彻底消除了钢丝绳与导绳轮之间的非正常磨损。经过一段时间的现场验证发现,万向防磨导绳装置特别经久耐用,在整个抓斗使用寿命周期内很少更换和维修。而且,该装置全部采用高度密封轴承,不用经常润滑和保养就能保证防尘防腐蚀。该装置适合在环境恶劣的工况下运行,甚至可以下水作业。

文章刊发于《港口科技》2020年第7期

原文标题:抓斗导绳装置防磨改造

(来源:港口科技)