汽车式起重机倍率转换工具研究

刘炳鹏

（中海油能源发展物流有限公司渤海作业中心配送服务分公司，天津 300450）

0 引言

当前，在汽车式起重机开展的各项吊装作业中，由于施工场地和吊装物品的种类、重量时常变换，因此对吊钩滑轮组倍率的转换也越来越频繁。吊钩滑轮组是起重机上控制滑轮倍率的重要装置，它分定滑轮和动滑轮，使起重机实现低速重载和高速轻载之间的变换，以满足不同工况的使用要求（图1）。在为汽车式起重机转换倍率时，组装过程是一项非常关键的操作内容，下文介绍的新型工具的组装方法，轻松解决了传统组装过程中的安全隐患，且节省人力、提高工效，使用效果良好[1]。

图1 工作状态中的徐工50 吨汽车式起重机

1 汽车式起重机吊钩滑轮组倍率的转换

1.1 滑轮组的工作原理[2]

汽车式起重机吊钩滑轮组是由定滑轮和动滑轮穿绕组成，同时具有定滑轮和动滑轮的特点与结构，前者可以改变力的方向，后者可以省力。所以，滑轮组能同时改变力的方向又能省力，而且还可以当做减速和加速装置。通过吊钩滑轮组的钢丝绳分支数与引入卷筒的钢丝绳根数之比，钢丝绳的倍率取决于滑轮倍数。钢丝绳通过滑轮穿绕的次数越多，倍率越大，反之，倍率就越小。大倍率的滑轮组适用于装卸重量较大的设备，因为可以减少滚筒的阻力和钢丝绳的拉力，保障作业安全；而小倍率的滑轮组适用于比较轻的物体，可以减少绳子穿插滑轮组的次数，起升速度快，减少作业时间，提高工作效率。所以，由钢丝绳、定滑轮和动滑轮组成的滑轮组是起升机构的重要组成部分。

1.2 滑轮组倍率转换

作业人员会根据作业工况的需要，随时进行倍率转换。徐工50 t 轮胎式起重机吊钩滑轮组的动滑轮共有6 个滑轮槽，滑轮槽里的钢丝绳一头连接定滑轮、另一头由楔形绳端锁锁住绳端，用销子固定在吊臂顶端定滑轮一侧（图2）。当倍率转换时，需要拆掉绳端的楔形锁，钢丝绳需通过滑轮槽进行穿绕，钢丝绳穿绕1 圈为2 倍率、穿绕2 圈为4 倍率，以此类推，滑轮槽绕满为12倍率是50 t 起重机的最大起重量。

图2 徐工50 t 汽车式起重机动滑轮

2 传统组装方法及其弊端

在为汽车式起重机转换倍率时，首先要将起重机停放于空间较为宽广平坦的场地，支起起重机支腿、垫好枕木，使车身离地，然后将起重臂起升转至起重机一侧，和起重机车身呈90°左右，再将起重臂慢慢放下，使吊臂顶端定滑轮接近地面，动滑轮平放于地面，以便于操作人员在定滑轮和动滑轮之间进行钢丝绳的穿绕工作。然后再将定滑轮一侧固定楔形绳端锁的销子取下，用专用的工具对楔形锁头全部进行拆解，未经拆解的楔形绳端锁，由于体积大于动滑轮横梁与滑轮槽之间的间隙，无法通过动滑轮横梁进入滑轮槽。经过拆解后的钢丝绳由工作人员根据当日工况所需计算出倍率后，进行转换操作，在完成钢丝绳穿绕步骤后，再将楔形锁与钢丝绳进行组装，而这组装过程是一项非常关键又极其困难的施工内容。

在将钢丝绳与楔形锁进行组装时，首先要将钢丝绳从楔形锁锁口处穿向另一边，中间插入铁楔子，再将钢丝绳绕回锁口，紧紧地包裹住铁楔子，用钢丝绳将铁楔子牢牢地卡在锁块内，使楔形锁与钢丝绳紧密贴合，来实现钢丝绳与楔形锁的连接。这一传统的组装方法主要依靠人力徒手完成，由于钢丝绳较粗、韧性强、弹力较大，因此操作时极为麻烦，每次操作需要至少俩人以上分别抓住钢丝绳的末端和楔形锁的销孔处用“生拉硬拽”的办法将其归位，并且组装后锁头下端的绳端部分余留长度不能超过20 cm，因此在拽拉过程中时常因钢丝绳过短而抓不住、徒手力度不够、锁块内空间狭小等原因导致钢丝绳反弹伤人，或者组装后又发现钢丝绳余留过长不合格而反复操作等情况（图3）。因此，传统的组装方法不仅费时费力，且存在一定程度的危险性。

图3 作业人员用传统的组装方法进行倍率转换

3 新型工具的结构及使用

针对上述起重机倍率转换时传统组装方法的弊端，而设计制作了图4 所示的新型工具。工具的主体为长40 cm、宽15 cm的长方形钢槽结构，由1 cm 厚的钢板焊接而成，工具底部为一整块钢板，上方和末端为敞口式，左右两侧是分别带有两个直径为8 cm 圆孔的钢板，末端两边内侧各增加一块2 cm 宽同等厚度的钢条，两侧的圆孔在组装时不起任何作用，只是减轻工具自身的重量，在操作人员进行作业时方便拿取。侧面两个圆孔之间装上螺母孔和螺栓，在组装时拧紧螺栓能防止楔形锁左右晃动。工具顶端中心处挖孔并焊接上直径为2 cm 的螺母，配上一根长40 cm 带有手柄的螺栓，螺栓末端焊接上能盖住钢丝绳的半圆槽，受力时防止钢丝绳变形、受损[3]。

使用新型工具进行倍率转换时，先按照传统方法对楔形锁进行拆解和倍率调整，然后将钢丝绳和楔形锁进行初步组装，此时只需将钢丝绳从锁扣处穿出再绕回轻轻地卡入锁块内即可，把初步组装的楔形式绳端锁移至新型工具内，使楔形锁两边突出的部位正好卡入工具末端的钢条处，钢条的阻力可防止楔形锁在受力时滑出工具槽（图4）。在楔形锁放入工具槽内稍作调整后，将工具左右两侧的螺栓拧紧，以此来减小楔形锁受力时左右晃动的间隙。接下来只需一名操作人员一手扶住卡入钢丝绳的半圆手柄、一手轻轻转动工具顶端的螺旋手柄，借助螺栓顶推的力来使钢丝绳缓缓进入锁块内，达到所需效果后将绳端处的绳卡固定，完成组装后退出螺栓手柄，取出楔形绳端锁固定于起重机定滑轮一侧，并锁好锁孔处挡销，吊钩倍率转换操作完成。

图4 徐工25 t、50 t 汽车式起重机倍率转换组装新型工具

4 创新组装方法的优势

实践中，使用上述新型工具对汽车式起重机倍率转换过程中的组装方法，比传统组装方法有着明显优势：

（1）高效省力，只需一名操作人员即可轻松快速的完成以往至少需要两人以上“生拉硬拽”费时费力，十分艰难才能完成的钢丝绳与楔形式绳端锁的组装过程。

（2）消除了传统方法中因钢丝绳绳头过短、韧性强、弹力大、不易弯曲、操作空间狭小等因素带来的钢丝绳反弹对操作人员造成手部伤害的安全隐患。

（3）新型工具根据楔形锁的造型和缺陷而设计制作，利用螺栓顶推的力轻松解决了传统组装方法中，因徒手操作而无法正确判断钢丝绳末端的余留长度，导致经常因绳头余留过长，未达到所需效果而多次反复操作的现象。

（4）传统的倍率转换组装方法如一次操作成功所需时间为40 min 左右，使用新型工具作业仅需15 min 即可完成，仅单次作业就可节省由绳头反弹、人工拉力不够引起的误工25 min。

（5）新型工具主要采用钢板为构件，接触钢丝绳部位是光滑的半圆槽，和弯曲的钢丝绳密切贴合，不会对钢丝绳造成损伤。

（6）新型工具的操作时间短，难度低，方法准确，有效解决了受传统组装方法时间过长的影响，大大的降低了作业风险，提高作业进度，减少作业成本。

（7）新型工具体积较小、重量较轻，可存放于起重机工具箱内，拿取方便，操作时安全快捷，有效减少操作人员的劳动强度[4]。

5 结束语

新型工具结构简单、使用方便、制作成本低，对比传统组装方法，其优势明显、效果显著。在吊装作业前为起重机进行倍率转换时，使用新型工具可以有效的解决现实难题，节省人力、消除安全隐患、提高工效。此成果投入小，制作简单，节约效益可观，目前楔形绳端锁的起重机普遍存在倍率转换的难题，可以在示范作用推广实施，达到降本增效的目的。