袁秀峰 樊一波
法兰泰克重工股份有限公司 宁波 215211

摘 要：介绍了一种新型适用于超高起升高度的钢丝绳电动葫芦。该设备采用单绳双层缠绕的方式，不仅安全可靠，而且具有结构紧凑、起重量大和起升高度大的优点，能更好地满足岸边集装箱起重机的检修工作及其他超高起升高度的工况场合。

关键词：电动葫芦；双层缠绕；超高

中图分类号：TH211+.3 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2018）07-0091-03

0 引言
钢丝绳电动葫芦以其结构紧凑, 性能优越, 净空尺寸小, 精确定位, 操作舒适，并且安全可靠，广泛应用于工程机械、航空航天、风电、核电、汽车制造、金属加工、造纸行业等领域。

对于传统的钢丝绳电动葫芦，即对于C 形布置结构的钢丝绳电动葫芦（见图1），由于受到起升驱动尺寸限制，其卷筒直径一般在400 mm 左右，起升高度一般在6 ～ 40 m 之间，其钢丝绳缠绕方式如图2 所示。随着起升高度的增大，钢丝绳需缠绕的圈数越多，从而使卷筒越长，稳定性变差，钢丝绳的排绳和受力就越不好,机加工就会越困难。而在一些特定场合，如岸边集装箱起重机( 以下简称岸桥) 上所需的检修桥式起重机( 以下简称桥机)，起重量为10 t，起升高度达到63 m。因此,普通钢丝绳电动葫芦已经无法满足该工况的特殊需求。

1 常规解决方案
为满足岸桥上检修桥机大起升高度的需要，起升高度达到63 m，以往的设计大多采用2 台10 t 钢丝绳电动葫芦并联抬吊的形式，其布置方式如图3 所示，钢丝绳缠绕形式如图4 所示。由于2 台电动葫芦并联抬吊，造成电动葫芦小车的基距增大，从而造成维修起重机的小车工作盲区加大，这就意味着岸桥的整个机房必须加大，进一步造成岸桥的成本增加，而且无法很好地满足检修、维修工作。

1. 起升减速器 2. 起升制动电机 3. 卷筒组 4. 端梁装置 5. 定滑轮梁 6. 电控箱
图1 传统钢丝绳电动葫芦

图2 钢丝绳缠绕方式

1. 卷筒组 2. 起升制动电机 3. 起升减速器 4. 端梁装置 5. 定滑轮梁 6. 电控箱
图3 2 台并联钢丝绳电动葫芦

该方案通过改变钢丝绳缠绕方式，将2 台钢丝绳电动葫芦并联。在起升时，一个卷筒组缠绕钢丝绳则另一卷筒组下放钢丝绳。相反，在下降过程中，一个卷筒组下放钢丝绳则另外一个卷筒组缠绕钢丝绳，从而使得起升高度增大，其原理如图4 所示。

这种方式因结构形式加大，使得对适用场合提出更高要求，不能很好地适应空间小、吊钩覆盖范围要求广的场合。同时由于实际应用过程中钢丝绳内应力的释放，在使用一段时间后，会出现钢丝绳出绳和入绳不能同步，导致乱绳现象。

图4 2 台并联钢丝绳缠绕方式

2 双层缠绕钢丝绳电动葫芦设计
2.1 设计依据
额定起重量：G n =12.5 t ；起升高度：63 m ；起升速度：1 ～ 10 m/min。
左右极限尺寸：左极限735 mm，右极限1 060 mm。

2.2 设备构成
该设备与传统钢丝绳电动葫芦相比较，其主要构成部件较为相似，由起升制动电机、起升减速器、卷筒组、定滑轮梁、端梁装置和电控箱等组成。

2.3 双层钢丝绳缠绕系统设计
双层钢丝绳缠绕系统主要由卷筒、第一层钢丝绳、第二层钢丝绳、第一层钢丝绳导绳器、第二层钢丝绳导绳器、平衡滑轮、吊钩滑轮等组成。如图5、图6 所示。

1. 卷筒 2. 第一层钢丝绳 3. 吊钩滑轮 4. 平衡滑轮 5. 第二层钢丝绳
图5 双层钢丝绳电动葫芦缠绕示意图

1. 卷筒 2. 第一导绳器 3. 第二导绳器
4. 第二层钢丝绳 5. 第一层钢丝绳
图6 双层导绳器示意图

1）钢丝绳缠绕方式
采用单根钢丝绳双层同向缠绕的方式：钢丝绳两端分别固定于卷筒的同一端部，钢丝绳的一端在卷筒上卷绕形成第一层钢丝绳，钢丝绳的另一端在卷筒与第一层钢丝绳上卷绕形成第二层钢丝绳。同时卷筒上安装有防止第一层钢丝绳乱绳的第一导绳器，第一层钢丝绳上安装有防止第二层钢丝绳乱绳的第二导绳器，2 个导绳器之间向固定连接，如图6 所示。运行时，第一导绳器与第二导绳器同时工作，向相同方向移动，从而实现两层钢丝绳能同时卷绕或释放，进而实现在电动葫芦体积不变的情况下，起升高度几乎是原电动葫芦的2 倍，大大提高了电动葫芦的起升高度。

2）钢丝绳绳端固定方式
由于第一层钢丝绳和第二层钢丝绳在卷筒上有高度差（即钢丝绳直径差），使得在卷筒上固定时不能很好的固定，故需在卷筒上钢丝绳固定端焊接一钢圈，钢圈上开一槽口，将第一层钢丝绳穿过槽口用压绳器固定在卷筒上，第二层钢丝绳用压绳器固定在钢圈外表面上完成整个电动葫芦的绕绳。如图7 所示。

3）增加平衡滑轮调整绳速
采用4/2 倍率绕绳方式，由于第一层钢丝绳与第二层钢丝绳在卷筒上有高低差（即钢丝绳直径差），卷筒转动时，上下两层钢丝绳进出绳速度会不一致，因此，通过增加一个平衡滑轮，调整绳速，使起吊平稳，解决了以往2 台电动葫芦并联时容易出现的出绳和入绳不同步的现象，提高了钢丝绳电动葫芦的使用寿命。

1. 第一层钢丝绳 2. 槽口 3. 钢圈 4. 第二层钢丝绳 5. 卷筒
图7 钢丝绳绳端固定方式

4）2 个导绳器之间的连接
为保证2 个导绳器钢丝绳出绳与第一导绳器、第二导绳器出绳口平行，特将两导绳器之间的距离与吊钩滑轮的2 个滑轮之间的距离保持一致，有效减小了钢丝绳的磨损，同时很大程度上避免了钢丝绳的乱绳现象。

3 电气控制系统的改进
为保证钢丝绳电动葫芦的精确定位，位置初始化与赋值模块，能够对起升和运行机构的位置进行实时快速的初始化和复位。根据提供的电机转速、减速器速比、滑轮组倍率、卷筒直径等数据，实现速度换算及位置换算。该模块根据CPU 的工作特性，利用本周期与上周期的扫描数字作运算判断出机构运行方向，可有效保护和杜绝机构错误的动作出现。

4 总结
EWH 型双层缠绕钢丝绳电动葫芦适用于大起升高度，其性能优越，操作舒适，采用具有自主知识产权的双层缠绕设计，不仅安装方便，维护简单，整机结构紧凑，运行覆盖范围广，在体积不变的情况下，起升高度几乎是同类产品的2 倍。