卷筒繩槽旋向、鋼絲繩捻向的選配

王鵬閣，石小飛，趙小偉，丁振興，張經(jīng)勇

(1.華電鄭州機(jī)械設(shè)計(jì)研究院有限公司，鄭州 450046； 2.南寧市勘察測(cè)繪地理信息院，南寧 530022)

0 引言

卷筒、鋼絲繩是各類起重機(jī)中常用配件，面對(duì)如此司空見慣的配件，工作中經(jīng)常遇到很多設(shè)計(jì)人員不知如何正確判斷鋼絲繩捻向和卷筒旋向，更不知如何正確選配鋼絲繩和卷筒，一知半解地抄圖，可能給起重機(jī)的安全使用留下隱患，也可能縮短鋼絲繩的正常使用壽命?；诖?，本文簡(jiǎn)單討論如何正確選配卷筒繩槽旋向和鋼絲繩捻向的問(wèn)題，以期為起重機(jī)的安全使用護(hù)航，并降低使用成本。

1 鋼絲繩捻轉(zhuǎn)方向判斷方法

在判斷鋼絲繩捻向之前，先闡述一個(gè)概念：鋼絲繩繩股通常是由一定形狀和尺寸的鋼絲繞一中心沿相同方向捻制、一層或多層的螺旋狀結(jié)構(gòu)[1]。

鋼絲繩按捻向可分為單捻向和雙捻向鋼絲繩。單捻向鋼絲繩一般均為單股鋼絲繩。單股鋼絲繩即單股成繩，單捻向鋼絲繩截面如圖1所示。圖中數(shù)字1代表鋼絲繩只有1股，數(shù)字7代表股中鋼絲的數(shù)量，單捻向鋼絲繩主要用于鋼絞線，在起重機(jī)械中應(yīng)用較少，本文不做過(guò)多討論。

圖1 單捻向鋼絲繩

顧名思義：?jiǎn)文硐蜾摻z繩只有一個(gè)捻向，按鋼絲的捻繞方向分為左捻和右捻[1]，可用圖2所示字母“s”“z”準(zhǔn)確、快速地判斷出鋼絲繩的捻轉(zhuǎn)方向，字母“s”代表“左捻”、字母“z”代表“右捻”。

圖2 鋼絲繩捻轉(zhuǎn)方向

雙捻向鋼絲繩一般均為多股鋼絲繩。多股鋼絲繩先由鋼絲捻制成股，再由股捻制成繩，鋼絲繩截面如圖3所示。圖中下部文字“6×19S+IWR”“35W×7”“6×36WS+FC”表示鋼絲繩的結(jié)構(gòu)形式，前面數(shù)字6，35，6代表鋼絲繩的股數(shù)，后面數(shù)字19，7，36代表單股中鋼絲的數(shù)量，字母S，IWR，W等補(bǔ)充了鋼絲繩的結(jié)構(gòu)信息，本文主要討論鋼絲繩捻向，對(duì)此不做過(guò)多說(shuō)明。

圖3 雙捻向鋼絲繩

上述雙捻向鋼絲繩的捻制類型和捻制方向可用下列字母代號(hào)標(biāo)記[1]：左同向捻(sS)，左交互捻(zS)，右同向捻(zZ)，右交互捻(sZ)。

補(bǔ)充說(shuō)明：股的捻向用小寫字母“z”或“s”表示，鋼絲繩的捻向用大寫字母“Z”或“S”表示。

上述第1個(gè)字母表示鋼絲在股中的捻制方向，第2個(gè)字母表示股在鋼絲繩中的捻制方向。股在鋼絲繩中的捻向決定了鋼絲繩的整體捻向，當(dāng)二者捻向相同時(shí)，稱為同向捻，反之稱為交互捻。

2 卷筒繩槽旋向判斷方法

鋼絲繩在卷筒上的繩槽一般有螺旋繩槽和折線繩槽2種，且2種繩槽均分左、右方向。螺旋繩槽通常用于單層纏繞，折線繩槽通常用于多層纏繞[2]。圖4所示是雙聯(lián)、單層、螺旋繩槽卷筒，與判斷鋼絲繩捻轉(zhuǎn)方向類似，左側(cè)繩槽為“橫S”型，為左旋向繩槽，右側(cè)繩槽為“橫Z”型，為右旋向繩槽。

圖4 卷筒螺旋繩槽旋向

3 卷筒繩槽旋向、鋼絲繩捻向的選配

鋼絲繩在卷筒上的纏繞方向，必須是使鋼絲繩緊捻而不是松捻的方向纏繞[3]，這就要求鋼絲繩的捻轉(zhuǎn)方向應(yīng)與繩槽旋向相反，如圖5所示。

圖5 卷筒繩槽旋向、鋼絲繩捻向的選配

在圖5中，卷筒左側(cè)為“橫S”形狀，左旋繩槽，鋼絲繩固定在左側(cè)端部，鋼絲繩在卷筒上纏繞時(shí)的移動(dòng)方向如圖中箭頭所示，由左向右；與此同時(shí)，為“Z”形狀的右捻向鋼絲繩在卷筒上纏繞時(shí)的緊捻方向，也是由左向右，如圖中箭頭所示。由此說(shuō)明，卷筒左旋繩槽和右捻向鋼絲繩選配正確。 卷筒右側(cè)，反之亦然。

上述鋼絲繩捻向通常是指同向捻，右同向捻鋼絲繩在左旋卷筒上纏繞時(shí)不但使得股在繩中緊捻，同時(shí)使鋼絲在股中同樣緊捻，僅從捻向角度考慮，每一次纏繞都是對(duì)鋼絲繩的一次正向強(qiáng)化[4]，這對(duì)鋼絲繩的使用壽命有利。

右交互捻鋼絲繩在左旋卷筒上纏繞時(shí)，股在繩中緊捻，這壓縮了繩的直徑，而鋼絲在股中卻是松捻，這膨松了股的直徑；而左交互捻鋼絲繩在左旋卷筒上纏繞時(shí)股在繩中松捻，這膨松了繩的直徑，而鋼絲在股中卻是緊捻，這壓縮了股的直徑。這兩種形式的撕扯都勢(shì)必會(huì)破壞鋼絲繩的致密結(jié)構(gòu)，造成鋼絲繩松繩，降低鋼絲繩的使用壽命[5]。

左同向捻鋼絲繩在左旋卷筒上纏繞時(shí)不但使股在繩中松捻，同時(shí)使鋼絲在股中同樣松捻，僅從捻向角度考慮，每一次纏繞都是對(duì)鋼絲繩的一次削弱，這對(duì)鋼絲繩的使用壽命極為不利。

通常的說(shuō)法是：交互捻鋼絲繩既適用于左旋卷筒，也適用于右旋卷筒。但從鋼絲繩捻向角度分析，考慮鋼絲繩的使用壽命，左旋繩槽更適合采用右同向捻鋼絲繩，其次是右交互捻或左交互捻鋼絲繩，最不適合采用左同向捻鋼絲繩。

參考文獻(xiàn)[3]中的統(tǒng)計(jì)資料也表明，在相同工況條件下，交互捻鋼絲繩使用壽命平均只有同向捻(左捻或右捻)鋼絲繩的一半[6-9]。

4 左、右手定則

左、右手定則是一種快速、準(zhǔn)確判斷卷筒繩槽旋向和鋼絲繩捻向選配，以及鋼絲繩在卷筒上固定位置和出繩位置的簡(jiǎn)便方法。

結(jié)合左、右手定則(大拇指?jìng)?cè)為鋼絲繩在卷筒上固定側(cè)，手背朝上表示上出繩，手背朝下表示下出繩)，卷筒右旋向繩槽，選用左捻向鋼絲繩，適用左手定則，如圖6a所示；卷筒左旋向繩槽，選用右捻向鋼絲繩，適用右手定則，如圖6b所示。

5 選配原則總結(jié)

卷筒繩槽旋向、鋼絲繩捻向的選配原則匯總見表1。

表1 卷筒繩槽旋向、鋼絲繩捻向選配原則

圖6 卷筒繩槽旋向、鋼絲繩捻向的選配

6 結(jié)束語(yǔ)

本文只是拋磚引玉，并未全面考慮單/雙折線卷筒繩槽、深槽等卷筒形式，也沒有考慮多層纏繞問(wèn)題，但不失一般性，上述理論可用于各種形式卷筒繩槽旋向、鋼絲繩捻向的選配分析。