李斌;翟梦
【摘 要】以可折臂式工作的快速架设塔机的变幅钢丝绳系统为对象,研究变幅绳索系统的支护方式,使其在臂架全伸和折起状态时都能够保证小车实施正常的变幅运动.研究了变幅绳系统支撑滑轮位置的确定方法,分析了影响变幅钢丝绳长度差的因素,给出了计算变幅钢丝绳长度差补偿方法,为设计这类变幅绳滑轮支撑系统提供理论依据. 【期刊名称】《建筑机械（上半月）》
【年(卷),期】2017(000)008
【总页数】乐谱架6页(P64-69)
【关键词】起重臂;变幅绳系统;滑轮
【作 者】李斌;翟梦
【作者单位】沈阳建筑大学机械工程学院,辽宁沈阳 110168;沈阳建筑大学机械工程学院,辽宁沈阳 110168
【正文语种】中 文
【中图分类】TH213.3
塔机正常状态下都是以全幅度工作，但遇到空间不足时可以将起重臂前臂折回，以减小回转半径，避免与周围建筑等发生干涉。如图1所示为全液压快速架设塔机，可以将起重臂前臂向上折起160°，在此状态下变幅小车可以保持正常变幅作业。
在臂架处于折起状态时，需要保证变幅钢丝绳系统能够正常运行，而不需要重新调整，所以变幅绳索系统就需要进行特殊设计。本文主要研究变幅绳索系统支撑滑轮的布置方式，包括支撑滑轮布局的工作原理和滑轮的定位方法，钢丝绳长度补偿方法，以保证臂架在两种作业方式下变幅绳索系统能够自动切换。
图1a为整机工作时展臂和折臂的两种状态，图1b为变幅绳索系统对应于展臂和折臂的布置状态，图1c为变幅小车，在变幅小车上布置了变幅绳紧绳棘轮装置和变幅绳长度补偿器。
图2所示为变幅与折臂系统，显示了变幅和折臂系统的具体构造。其中折臂系统主要由折臂液压缸6，折臂三角板7，前臂驱动杆8和前臂2组成。变幅系统主要是由变幅驱动机构11，起重臂前臂2，小车4，折臂导绳滑轮9，臂端导绳滑轮10，双导向滑轮5和变幅钢丝绳3组成。账户管理
与常规塔机变幅系统不同的是，其变幅驱动卷筒11安装在起重臂后臂1的根部，并悬于起重臂的外侧，变幅钢丝绳从卷筒11的同一侧出绳，变幅钢丝绳都处于三角形臂架外部的同一侧。在起重臂以全臂长工作时，卷筒11上部的出绳经过吊臂中部由双导向滑轮5的下部滑轮支撑，再经臂端导绳滑轮10返回到变幅小车4的紧绳棘轮装置上固定，卷筒11下部的出绳直接连接到变幅小车4的变幅钢丝绳长度补偿器上。当起重臂前臂2折起时，变幅小车4只在起重臂后臂1的长度范围内工作，卷筒11上部出绳后经过双导向滑轮5的上滑轮导向后进入臂端导绳滑轮10，从臂端导绳滑轮返回到折臂导绳滑轮9，再固定到小车4的棘轮装置上。
在折臂过程中，变幅钢丝绳随着前臂2的折起，变幅卷筒11上部引出的变幅绳从原来由双导向滑轮5的下滑轮支撑逐步转向由上滑轮导向，然后进入臂端导绳滑轮10，返回后从与折
臂导绳滑轮9接触到改变方向。在前臂折起过程中，由于支撑变幅钢丝绳滑轮、变幅小车钢丝绳固定点位置等因素，使得折臂前后变幅钢丝绳的总长度发生变化。为了避免变幅钢丝绳在折臂前后由于过度张紧或松弛而影响工作，由小车4上的变幅钢丝绳长度补偿器对变幅钢丝绳在折臂前后长度差进行补偿，使变幅钢丝绳能够保持适当的张紧状态。
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本文研究变幅钢丝绳支撑滑轮布局方式和前臂折起过程中变幅绳长度变化计算方法，为设计变幅钢丝绳补偿器奠定基础。
严格的说，即使吊臂不折起，变幅钢丝绳的长度随着变幅小车在吊臂上位置的不同也发生变化，主要是变幅小车上两侧的变幅钢丝绳固定点位与臂架两端变幅绳导向滑轮计算直径及中心高度不相同，小车位于两边导向滑轮中部时变幅钢丝绳的直线长度最小，而处于靠近臂架两端变幅导向滑轮时变幅钢丝绳的直线长度最大。但在一般状态下，由于变幅绳自身有悬索效应，导致变幅绳的实际长度都大于直线长度，这使得变幅小车运行引起的变幅钢丝绳长度差被忽略掉了。
对于具有折臂要求的快速架设塔机，除了变幅卷筒的直径以及中心安装高度与变幅小车上钢丝绳补偿器出绳端的高度差，变幅绳臂端导绳滑轮直径及中心安装高度与变幅小车固定
钢丝绳位置的高度差对变幅钢丝绳长度差有影响外，折臂导绳滑轮的直径及安装高度与变幅小车固定钢丝绳位置的高度差，以及双导向滑轮的安装位置对变幅钢丝绳的长度差都有影响。图3给出的是具有折臂功能的变幅绳索系统简图。
在设计上尽可能降低小车上变幅钢丝绳固定点与臂架上两侧导绳滑轮出绳切点的高度差，可以减少变幅小车在运行过程中对变幅绳长度的影响。一般这个高度差是由结构构造所决定的，设计上尽量使得臂架两侧导绳滑轮以及折臂导绳滑轮出绳点处于同一高度。双导向滑轮的位置要通过合理选择进行确定，其中双导向滑轮的高度坐标可以根据结构构造进行确定，而距离变幅卷筒中心的距离需要通过研究起重臂折臂前后钢丝绳的长度进行确定。其确定的原则是在臂架处于水平状态时钢丝绳长度与臂架折起160°时变幅钢丝绳的长度相同。图3中各点的坐标均为各滑轮的圆心坐标，此时臂架未折起时变幅钢丝绳的总长度为
其中
细胞核染其中 x—— 双导向滑轮5垂直轴线到变幅卷筒中心的水平距离；
y—— 双导向滑轮下滑轮中心坐标，根据结构构造确定；
R1——卷筒半径；
R2——变幅滑轮5、9、10半径；
lj1——缠绕在卷筒以及变幅滑轮上的钢丝绳长度总和。
注：式中角度均由弧度表示，下文不再赘述；各点位置坐标见图3。
起重臂前臂折起状态下变幅钢丝绳的总长为
其中
其中 lj2—— 缠绕在卷筒以及变幅滑轮上钢丝绳长度之和。
此时令Lt=Ly，解得x为双导向滑轮5的水平位置坐标
其中
一般塔机起重臂较长，小车在起重臂上运动时，对变幅绳长度有一定影响。同时，起重臂前臂折起过程中，变幅绳长度也会有变化。本节将对变幅绳总长随起重臂前臂折起角度进
行研究。值得注意的是，起重臂前臂折起过程中，为避免前臂折起时钢丝绳绕不到折臂导绳滑轮9上，小车位置应处于靠近折臂导绳滑轮9。
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起重臂折起时变幅钢丝绳的长度计算应该包括以下几个阶段：第一阶段，起重臂前臂从水平状态开始上翘，变幅钢丝绳在双导向滑轮下滑轮上包角逐渐减少到相切状态。紧接着变幅钢丝绳从与双导向滑轮的下滑轮相切到与上滑轮相切，这一过程非常短暂，起重臂上翘角度一般不超过1°，可以忽略不计，并将其归入上一阶段。第二阶段，变幅钢丝绳绕上双导向滑轮的上滑轮，到下部变幅绳与折臂导向滑轮9相切；第三阶段，变幅绳绕上折臂导向滑轮和双导向滑轮的上滑轮直至起重臂达到160°角的折臂工作状态或180°的非工作状态。具体位置如图4所示。
3.1 第一阶段变幅绳长度变化分析
图5是折臂过程中变幅钢丝绳长度计算第一阶段计算简图。在这一阶段中，臂端导绳滑轮C开始以半径R绕起重臂折臂铰点F做圆周运动，变幅钢丝绳的总体长度可用下式描述
小型变速箱
其中
其中
la、ld与（1）式所描述相同。
3.2 第二阶段变幅绳长度变化分析
图6是折臂过程中变幅钢丝绳长度计算第二阶段计算简图。在这一阶段中，臂端导绳滑轮C继续以半径R绕起重臂折臂铰点F做圆周运动，变幅钢丝绳绕上双导向滑轮的上滑轮，下部变幅绳与折臂导向滑轮9相切。变幅钢丝绳的总体长度可用下式描述
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