［摘 要］结合禹门河水库工程6台启闭机的设计实例，对钢丝绳在折线绳槽卷筒挡环上的爬升规律进行了分析研究，通过对折线绳槽卷筒挡环设计方法的探讨，提出一种挡环设计新方法，并在禹门河水库工程的6台启闭机上应用，取得了良好效果。文中以1 250kn启闭机为例，给出了新方法设计挡环的主要步骤。

［关键词］启闭机 折线绳槽卷筒 挡环 阶梯垫面 禹门河水库

1 概述

折线绳槽卷筒多层缠绕技术作为一种先进的绳索缠绕技术，随着在我国起重机械领域的应用日益增多，已为业界愈来愈多的人所熟知和接受，折线绳槽卷筒的设计在诸多关键技术方面也在不断发展和日趋成熟。然而，与折线绳槽卷筒配套的挡环的阶梯垫面设计问题尚未得到比较满意地解决。原因是折线绳槽卷筒挡环的阶梯垫面与钢丝绳的接触点在卷筒的径向、周向和轴向都有变化，其轨迹是一条复杂的空间曲线（以下称为理论爬升曲线）。设计时，必须通过反复计算或作图求出一系列坐标点，然后将其连接起来才能显现到图纸上。这常常令设计者感到不胜其烦，一些设计者将这种复杂的函数关系简单处理为线性关系，结果是，设计出的卷筒挡环的阶梯垫面往往低于理论值，起不到垫面对钢丝绳的垫托作用，无法避免钢丝绳与挡环之间的严重挤压和磨损，使挡环的阶梯垫面仅仅成为了一种摆设，影响了钢丝绳的使用寿命，导致启闭机的维护成本增加。

为寻求既设计简单、又比较符合钢丝绳实际爬升规律的挡环阶梯垫面的设计方法，笔者结合禹门河水库工程共6台采用折线绳槽卷筒的启闭机的设计实例，对钢丝绳在折线绳槽卷筒挡环上的缠绕爬升规律进行了分析研究，对折线绳槽卷筒的挡环设计方法进行了探讨，摸索出一种挡环设计新方法，使用起来比较简便。经在禹门河水库工程的6台启闭机（5台卷扬启闭机和1台门机）上采用和实际运行检验，效果良好 。文中以禹门河水库工程1 250kn启闭机为例，给出了新方法设计挡环的主要步骤，共同行们参考。

2 钢丝绳在折线绳槽卷筒挡环上的爬升规律分析

为找出折线绳槽卷筒挡环的设计新方法，必须对钢丝绳在折线卷筒挡环上的爬升规律进行分析。

卷筒多层缠绕时，钢丝绳绕至卷筒端部时将受到挡环的阻挡，钢丝绳将沿着最后一圈钢丝绳与卷筒挡环间形成的楔形间隙向上一层逐渐抬升，由于有楔形间隙的存在，钢丝绳在此处将遭受挤压和磨损，导致钢丝绳过早破坏。为避免钢丝绳落入此缝隙中，需在挡环上设置阶梯垫面托住钢丝绳。

折线绳槽卷筒的挡环一圈内有两个这样的楔形间隙，分别与卷筒上的两个折线段绳槽所在位置对应，故需设置两个阶梯垫面。第1个阶梯垫面一般设置在0～45°，最大爬升高度为h1max；第2个阶梯垫面设置在180～225°，最大爬升高度为h2max。两次爬升共上升一个钢丝绳直径的高度，即h1max＋h2max=ds（ds为钢丝绳直径）。且第1次爬升的高度远大于第2次爬升的高度。

如图1所示，随着卷筒的旋转，钢丝绳的o点将最终上升到d点（d点与o点不在卷筒的同一个发平面上），而临圈钢丝绳的a点相应移动到垂直oa而通过od的平面内（在d点的径线上）。由于钢丝绳在上升过程中应始终与相邻的钢丝绳保持相切关系，由此可知，钢丝绳的爬升高度沿着半径为ds的圆弧发生变化。当绳圈有间隙时，钢丝绳的最低点将沿aebcd的路线爬升到d点。若在第一爬升区的瞬时升高为h1，第二爬升区的瞬时升高为h ，则可通过