滑车的种类

1.滑车的种类

滑车 （又叫葫芦）既省力，又可以改变力的方向，是起重机和土拔杆中的主要组成部分。

滑车的种类有多种。按制作材料不同分为木滑车和钢滑车；按滑轮的多少可分为单门 （一个滑轮）、双门 （两个滑轮）和多门滑车；按轮和轴接触的情况不同分为在轮轴间装滑动轴承和滚动轴承的滑车；按连接件的结构形式不同分为吊钩型、链环型、吊环型、吊梁型滑车；按滑车的夹板是否可以打开分为开口滑车和闭口滑车。如图3－1所示，开口滑车的夹板可以打开，便于装入绳索，一般都是单门，常用在拔杆脚等处做导向用。

图3－1 滑车示意图

1－吊钩；2－拉杆；3－轴；4－滑轮；5－夹板；6－全连环；7－吊环；8－吊梁

滑车按使用方式不同，又可分为定滑车和动滑车两种。定滑车在使用中是固定的，可以改变用力方向，但不省力，如图3－2 （a）所示。动滑车在使用中随着重物移动而移动，可以省力。但不能改变力的方向，如图3－2（b）所示。

图3－2 定滑车和动滑车

（a）定滑车 （b）动滑车

2.滑车的允许荷载

滑车的允许荷载，根据滑轮和轴的直径确定，一般滑车上都有标明，使用时应根据其标定的数值选用，不能超过。同时滑轮直径还应符合与钢丝绳直径的比例关系。

常用钢滑车的允许荷载见表3－1。

表3－1 常用钢滑车的允许荷载

双门滑车的允许荷载为同直径单门滑车允许荷载的2倍；三门滑车的允许荷载为单门滑车的3倍；依次类推。同样，多门滑车的允许荷载就是它的各滑轮允许荷载的总和。因此，如果知道某一个四门滑车的允许荷载为200kN，则其中一个滑轮的允许荷载为200÷4＝50kN。即对于这个四门滑车，若工作中仅用一个滑轮，只能负担50kN；用两个，只能负担100kN；只有四个滑轮全用时才能负担200kN。

3.定滑车、动滑车和导向滑车

（1）定滑车：定滑车安装在固定位置的轴上，绳索受力时轮子转动，而轴的位置不变。使用这种滑车，可以改变力的方向，而不能改变钢丝绳的速度，也不能省力，如图3－3所示。

3－3 定滑车

如不考虑滑轮和轴间的摩擦力，则钢丝绳拉力和物体所受的重力大小相等，方向相反；如考虑摩擦力，则钢丝绳的拉力按下式计算：

拉力＝重物×滑轮摩擦力系数

式中，滑轮的摩擦力系数根据轴承型式而定，一般滚动轴承为1.02，滑轮轴承为1.04～1.06。

（2）动滑车：动滑车安装在运动的轴承上，它和所牵引的重物一起升降。动滑车分为省力滑车和增速滑车两种。

省力滑车如图3－4所示，当用力P拉绳子时，滑轮与轴一起上升。由杠杆原理可知：

物重×半径＝力×直径

力＝物重／2

上式中未计算摩擦力，仅用物重一半的力即可提起重物，但绳的行程为重物行程的2倍。

增速滑车如图3－5所示，当用力P将动滑车提升1m时，重物上升2m，重物上升的速度为滑车速度的2倍。但所用的力却增加了一倍。所以，增速滑车也叫费力滑车。在不计摩擦力的情况下可以证明：力×半径＝物重×直径

力＝ （物重×直径）／半径＝2倍的物重

图3－4 省力滑车

图3－5 增速滑车

（3）导向滑车；导向滑车也叫 “开门滑子”。它类似定滑车，但仅能改变钢丝绳的运动方向，而不能省力，亦不能改变速度。导向滑车的受力计算如图3－6所示。

图3－6 导向滑车的受力计算

（a）导向滑车 （b）计算简图

P＝P1×Z

式中：P——导向滑车所受的力；

P1——快绳拉力；

Z——角度α的系数值，见表3－2。

表3－2 角度系数

【例3－1】 在土法吊装时使用一导向滑车，已知快绳拉力P1为5000N，快绳转角为90°（即夹角为45°），问需选择多大规格的导向滑车？

解：P＝P1×Z＝5000×1.41＝7050（N）

根据计算结果，要选择承载7050N的导向滑车。

如果在施工现场施工时，可以采用简便的图解法来选用导向滑车，如图3－7所示。

图3－7 图解法

在图上选取1cm长代表1000N，从O点出发作两条直线，并使该两条直线间的夹角等于两条快绳的转折角，即90°，以所选择的比例，分别将快绳拉力P，画在两条直线OA、OC上，并分别作OA的平行线BC和OC的平行线AB。连接OB，并用同样的比例尺量取OB，得近似值7050N。

可见，图解法简单易行，并可以得出近似的结果。