2.3 卷扬机

卷扬机（绞车）是建筑施工机械中最常用的构造最简单的起重设备之一。一般来说，卷扬机由卷筒、动力部分、操纵系统和机架组成。卷扬机既可以单独作用，也可以作为其他起重机械上的主要工作机构。如塔式起重机上的起升机构和变幅机构、施工现场用于装修工程的高车架（吊篮）的动力装置、一些简易起重设备的动力装置等，都是单独使用卷扬机将材料、机具或重物垂直运送到一定高度或水平运送到指定的地点。

2.3.1 卷扬机的分类

卷扬机的种类很多，一般分为以下几种。

（1）按钢丝绳牵引速度分，有快速卷扬机、慢速卷扬机和调速卷扬机3种。

（2）按卷筒数量分，有单筒卷扬机、双筒卷扬机和多筒卷扬机3种。

（3）按传动方式分，有手动卷扬机、电动卷扬机、液压卷扬机和气动卷扬机等多种。

（4）按使用行业分，有建筑卷扬机、林业卷扬机、矿山卷扬机和船舶卷扬机等多种。

2.3.2 卷扬机的代号

我国卷扬机的型号用5个符号来表示，见表2-3，如JJK、JD、JJ2K、JJM、JS等。

表2-3 卷扬机的型号

2.3.3 卷扬机的构造

图2.14、图2.15所示为JK型卷扬机外形图及传动机构示意图。电动机1与减速器5 （高速轴端）以弹性柱销联轴器7连接，联轴器上带有制动轮6。卷筒3固定在卷筒轴2上，通过十字滑块联轴器4与减速器5（低速轴端）连接，卷筒心轴的另一端支承在双列向心轴球面轴承的剖分式轴承架上。钢丝绳穿过卷筒上的绳孔，用压板固定在卷筒的一端。制动器采用短行程常闭式块式制动器，当制动电磁与电动机同时通电时，磁铁吸合，制动块张开，电动机通过减速器带动卷筒旋转，卷进或放出钢丝绳；断电时，制动块将制动轮抱住，卷筒停止运转。常用的JK型卷扬机的基本参数见表2-4、表2-5。

图2.14 JK型卷扬机外形图

图2.15 JK型卷扬机传动机构示意图

1—电动机；2—卷筒心轴；3—卷筒；4—十字滑块联接器；5—减速箱；6—制动轮；7—弹性柱销联器

表2-4 JK型单筒快速卷扬机技术参数

JM型卷扬机的基本构造与JK型基本相同，其系列和基本参数见表2-5。

表2-5 JM型单筒慢速卷扬机技术性能

2.3.4 卷扬机的主要技术性能参数计算

1．卷筒转速（n筒）

式中n电——电动机的转速，r/min；

i总——卷扬机传动系统总传动。

其中，蜗杆件的齿数是指蜗杆的头数或线数。

2．卷扬速度（v）

式中v——卷筒上钢丝绳的运行速度，m/s；

D——卷筒直径，m；

n筒——卷筒转速，r/m。

3．卷扬力（F）

式中F——钢丝绳所受拉力，N；

P——电动机功率，kW；

η0——卷扬机的机械效率，当卷扬机为齿轮传动时，η0=0.80；为涡轮—涡杆传动时；η0=0.52。

4．卷筒的容绳量（L）

式中L——卷筒上所绕钢丝绳的总长度，m；

c——卷筒的有效长度内钢丝绳所绕圈数，，其中，l为卷筒的有效长度， cm; b为钢丝绳缠绕的节距，cm，一般光面卷筒b=1.1d；

d——钢丝绳直径，cm；

n——钢丝绳在卷筒上缠绕的层数；

3πD——3圈安全圈钢丝绳的长度。

2.3.5 卷扬机的选择、安装、使用

1．选用

卷扬机的合理选择主要目的是让所选择的卷扬机能达到技术可行、经济上合理的目的，主要考虑以下几个方面的因素。

（1）速度选择。对于建筑安装工程，由于提升距离较短，而准确性要求较高，一般应选用慢速卷扬机；对于长距离的提升（如高层建筑施工）或牵引物体的工程，为了提高生产率，减少电能消耗，最好选用快速卷扬机。

（2）动力选择。可参考电动机的有关内容进行选择。由于电动机械工作安全可靠，运行费用低，可以进行远距离控制，因此凡是有电源的地方，应尽量选用电动卷扬机；如果没有电源则可根据情况选用手摇卷扬机或内燃卷扬机。

（3）筒数选择。一般建筑施工多采用单筒卷扬机，其结构简单，操作和移动方便；如果在双线轨道上来回牵引斗车，宜选用双筒卷扬机，以节省投资（在同规格能力的情况下，一台双筒卷扬机比两台单筒卷扬机便宜），简化安装工作，减少操作人员，提高生产率。

（4）传动形式选择。行星式和行星摆线针轮减速器传动的卷扬机，由于机体较小，结构紧凑、重量轻、运转灵活、操作简便，很适合建筑施工时使用。

（5）考虑防爆问题。调度绞车有防爆型和非防爆型两种，当工作环境有瓦斯爆炸危险时，应采用防爆的调度绞车，以保证安全；如果工作环境较好，则可采用一般的非防爆型绞车，非防爆型绞车的价格比较便宜，电动机冷却条件较好，输出功率较大，使用起来比较合算。

2．安装要求

（1）临时安装卷扬机，可利用机座上的预留孔或用钢丝绳盘绕机座固定在地锚上，在机架的后部应加放压铁，并应选择地势稍高、机手视野良好、地基坚实的地方。临时安装的机座下面还需垫上枕木；若需永久性安装，则以地脚螺栓紧固在混凝土的基础上，确保卷扬机在作业时不发生滑动、位移、倾覆现象。固定卷扬机的方法有螺栓锚固法、水平锚固法、立桩锚固法和压重锚固法4种，如图2.16所示。

图2.16 卷扬机的固定方法

1—卷扬机；2—地脚螺栓；3—横木；4—拉索；5—木桩；6—压重；7—压板

（2）钢丝绳出头应从卷筒下方引出，出绳的方向应接近于水平；卷筒中心应与前面的第一个导向滑轮中心线垂直，两者之间的距离至少保持8～12m，超过3t的卷扬机应大于1 5m。钢丝绳绕到卷筒两端，其倾角不准超过1.5°～2°，以减少其与导向轮或卷筒槽边的磨损，延长钢丝绳和机具的使用寿命。

（3）钢丝绳经过的第一个导向滑轮，不准使用开口滑轮，室外安装的卷扬机要有防雨、防潮和防尘措施，一般要搭设简易工棚。工棚搭好后，应保证机手能看到被除吊物体的起、落情况及地点。

（4）为确保安全，当重物处于最低位置时，钢丝绳不应从卷筒上全部放出，除压板固室的圈外，至少还应留有2～3个安全圈。

（5）卷扬机的电器控制系统，要设在操作人员身边，电气设备接地良好，所有电器开关及转动部分必须设有保护罩保护，以防触电。

3．使用要求

（1）作业前先空载进行5分钟的试动转，检查钢丝绳、离合器、制动器、传动滑轮及电控装置工作的可靠性，确认无误后方可作业。

（2）卷扬机的额定起重量，不准超过外层钢丝绳（卷筒上的外层钢丝绳）所允许承受的最大静拉力，因为此层钢丝绳的绳速最大，即不准超荷使用。

（3）卷扬机在作业时，钢丝绳不准拖地运行，每隔3～5m设一个托辊，以减少钢丝绳的磨损。钢丝绳经过过道时，应加保护装置，不准人踩、车压；严禁人员跨越正在运行的受力钢丝绳，或在卷扬机前穿过，更不准用卷扬机运送施工人员。

（4）卷扬机在作业中若发现机械失常、音响不正常、制动机构不灵、轴承温度有剧烈上升等现象时，应立即停机检修，排除故障后，方可继续使用。

（5）卷筒上的钢丝绳应保持顺序排列，不准出现乱层和超过卷筒侧边缠绕的现象，以防跳绳而损坏联轴节、拉断钢丝绳或挤出卷筒等事故。钢丝绳的绳芯应贮有润滑油，表面润滑要好。外层钢丝绳距卷筒边缘的高度不得小于钢丝绳直径的1.5～2.5倍。

（6）操作人员在作业中，要精神集中，严格执行操作规程，在紧急、危险的情况下，对任何人发出的危险信号包括呼叫声等均应听从，立即停车，弄清情况后，方可继续作业。

（7）工作结束后，必须将提升中的重物或升降台车的提篮停放在地面上，不准悬在半空。下班前要对卷扬机进行清洁、保养、切断电源、锁好闸箱。