隨著我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼項(xiàng)目的蓬勃發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)線上用于起吊鋼水的鑄造起重機(jī)（冶金吊）的性能提出了更高的要求。為滿足工藝的起吊工況要求，起升機(jī)構(gòu)的起升速度較以往有大幅度的提高，同時(shí)隨著起重量的增加，必需增加承載鋼絲繩分支數(shù)，相應(yīng)的主要承載的滑輪數(shù)量也隨之增加?；喿鳛殍T造起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的主要受力件，其安全性為使用者的關(guān)注點(diǎn)。在高速滿載的高強(qiáng)度工作條件下，常出現(xiàn)滑輪側(cè)壁磨透事故。下面就國(guó)內(nèi)某大鋼廠320t鑄造起重機(jī)在線使用滑輪損壞情況做詳細(xì)分析，以便對(duì)該類起重機(jī)在設(shè)計(jì)、安裝及使用維護(hù)上做規(guī)則性指導(dǎo)。

損壞原因分析 320t鑄造起重機(jī)采用進(jìn)口鋼絲繩，起升速度為12m/ min，鋼絲繩倍率為9（見(jiàn)起升機(jī)構(gòu)纏繞圖），選用進(jìn)口高性能高破斷拉力抗拉強(qiáng)度為1 960N/mm2 線接觸鋼絲繩。在其正常運(yùn)行1.5a后（一般滑輪使用周期為2～3a），發(fā)現(xiàn)起重機(jī)吊具動(dòng)滑輪組上的第1個(gè)大滑輪內(nèi)側(cè)輪緣整圈產(chǎn)生變形且磨損嚴(yán)重，整圈的1/4輪緣基本磨透。上滑輪組和 吊具動(dòng)滑輪組的其他滑輪體也有不同程度磨損，并隨著 其距中部由近到遠(yuǎn)，磨損程度逐漸減小。大滑輪和其他 滑輪磨損情況見(jiàn)圖1～3。

     為分析其造成原因，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)使用2a的2個(gè)滑輪實(shí)體即上滑輪中序號(hào)1號(hào)滑輪體（見(jiàn)圖2）及吊具2號(hào)大滑輪體（見(jiàn)圖3）進(jìn)行滑輪體斷面解剖測(cè)量。從圖中可以看出，1 號(hào)滑輪體有磨損，但并不嚴(yán)重；2號(hào)大滑輪體單側(cè)偏心同時(shí)磨損嚴(yán)重，可以確定除磨透的大滑輪外，其余滑輪（見(jiàn) 圖2）屬正常工作磨損。

圖2為輕微磨損的滑輪。槽底形狀、鋼絲繩纏繞中心與滑輪腹板中心仍然重合，鋼絲繩承受的主要徑向力對(duì)滑輪腹板的力矩為0，滑輪槽底主要承受壓應(yīng)力，在滑輪軸承無(wú)卡死現(xiàn)象，滑輪與外部無(wú)干涉的情況下，鋼絲繩和滑輪之間的運(yùn)動(dòng)接近于純滾動(dòng)因而鋼絲繩和槽底的磨損較小 。 圖 3 為現(xiàn)場(chǎng)拆解時(shí)即將破壞的滑輪變形及受力情況?；?span>2/4周長(zhǎng)范圍鋼絲繩纏繞中心與滑輪腹板幾何中心重合，滑輪有輕微磨損。1/4周長(zhǎng)鋼絲繩纏繞中心已偏離腹板幾何中心12mm，其中部分已磨穿，另1/4此段滑輪 槽形已嚴(yán)重變形，此時(shí)主要承擔(dān)鋼絲繩徑向力的滑輪槽底 不但承受鋼絲繩的徑向擠壓載荷，同時(shí)承受徑向擠壓載荷相對(duì)于腹板幾何中心的彎矩。初始彎矩的產(chǎn)生與滑輪的初始形狀，鋼絲繩槽底是否與滑輪腹板幾何中心重合，槽底兩側(cè)腹板厚度是否均勻，鋼絲繩的入槽偏角有關(guān)。

前述兩項(xiàng)缺陷中的任意一項(xiàng)存在，且鋼絲繩入槽有偏角時(shí)必將加速滑輪的變形和磨損，隨著滑輪槽底變形的加重，鋼絲繩沿滑輪槽底的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡由圓變?yōu)闄E圓，鋼絲繩相對(duì) 滑輪槽底的運(yùn)動(dòng)也由近似于純滾動(dòng)變?yōu)闈L滑復(fù)合運(yùn)動(dòng)，此時(shí)槽底和鋼絲繩的磨損將進(jìn)一步加快。 磨透的吊具滑輪組中部的大滑輪磨透的主因是：①由于起升速度較高，布置在吊具滑輪組中部的大滑輪單位時(shí)間內(nèi)需轉(zhuǎn)動(dòng)更多的工作圈，其與鋼絲繩間產(chǎn)生更多的磨損； ②由于采用了高抗拉強(qiáng)度的進(jìn)口鋼絲繩，相比低抗拉強(qiáng)度的鋼絲繩其柔性較弱，出現(xiàn)移動(dòng)磨損的趨勢(shì)就更強(qiáng)；③由于滑輪槽底半徑為1.47倍鋼絲繩半徑，使得鋼絲繩在滑輪繩槽底部有更多滑動(dòng)空間；④加工偏差造成，滑輪初始軋制成形后，滑輪槽底幾何中心與腹板幾何中心有偏心，或滑輪槽底主要受力部位厚度有偏差，且滑輪安裝時(shí)，較弱輪緣一 側(cè)正好安裝于鋼絲繩有傾斜角一側(cè)，滑輪受載后水平分力導(dǎo)致輪緣產(chǎn)生微小塑性變形，隨著工作時(shí)間增加，塑性變形逐漸增大，滑輪槽底幾何中心移出腹板幾何中心，鋼絲繩與滑輪槽底的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡變?yōu)闄E圓，鋼絲繩和滑輪的運(yùn)動(dòng)變?yōu)檫B滾帶滑，磨損逐漸加重，最終導(dǎo)致鋼絲繩和輪緣的 磨損，快速損壞，并將輪緣沿槽底和腹板過(guò)渡接合處磨穿。

 解決方案 針對(duì)以上造成滑輪損壞的原因，需在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中認(rèn)真遵循以下原則：①在滿足工藝要求起升速度的條件下，盡量采用低倍率滑輪組，減小吊具中部大滑輪單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)速，增加其使用壽命；②在滿足起升機(jī)構(gòu)整體布置情況下，盡量放大滑輪直徑，也使得吊具中部大滑輪單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)速減小，增加其使用壽命，同時(shí)對(duì)繩槽底部不低于滑輪繩 槽高度的2/3繩槽部分要求進(jìn)行表面，淬火處理硬度330～ 380HBW，深度2.0～3.0mm范圍，提高繩槽抗磨能力；③滑輪槽底半徑按1.1倍鋼絲繩半徑設(shè)計(jì)，控制鋼絲繩在滑輪繩槽底部滑動(dòng)摩擦，減少滑輪磨損；④在上滑輪和吊具滑輪布置時(shí)，需盡量減小上滑輪和吊具滑輪與纏繞鋼絲繩間偏角，減少鋼絲繩與滑輪側(cè)面的接觸，避免鋼絲繩在起重機(jī) 起制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，造成鋼絲繩對(duì)滑輪的磨損；⑤制定嚴(yán)格的制造檢驗(yàn)工藝要求，嚴(yán)格檢控滑輪的槽底和腹板的幾何中心一致，成形滑輪槽底端面不平度誤差不得大于 1mm，同時(shí)控制滑輪槽底沿鋼絲繩中心與腹板中心30°方 向輪緣厚度t1=t2或t1-t2≤1mm，鋼絲繩中心高處翼板厚度t3= t4或t3-t4≤1mm（見(jiàn)圖4），如采用鍛造滑輪，槽底部分適當(dāng)加厚，如采用軋制滑輪槽底部分加厚，并嚴(yán)格控制端面不平度 誤差；⑥建議用戶定期檢查，發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重時(shí)及時(shí)更換。

鑄造起重機(jī)主起升的上滑輪裝置和吊具滑輪裝置作為主要承載件，其使用的好壞將直接影響該起重機(jī)的安全性，定時(shí)點(diǎn)檢在線使用滑輪情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)磨損，可有效避免事故發(fā)生；同時(shí)，在起重機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮減少 滑輪磨損造成的原因，合理選型鋼絲繩及滑輪數(shù)量及直 徑，提供滑輪使用壽命。