钢制滑轮与尼龙滑轮对比[1].doc

MONOCAST 钢缆滑轮（简称MC铸型尼龙滑轮）
1. MONOCAST钢缆滑轮的优越性与金属滑轮相比
1.1 金属滑轮和钢缆的磨损
多年来，重型起重设备的制造商和使用者一直在寻找新方法来提高钢缆的使用寿命，减少在金属滑轮上的磨损。早期方案包括在金属滑轮槽涂敷弹性材料和在金属轮毂上安装这类材料的轮缘。
1.2 金属的重量和腐蚀性质
随着移动式升降设备应用的增多，为了提高起重能力和移动性能，在新式设计中要求起重臂金属滑轮和配重必须减重。
而且，海洋勘测作业对起重设备的防腐蚀零件的要求也逐步加强。
1.3 MONOCAST 钢缆滑轮 - 优点4合1
扬州赛尔达尼龙制造有限公司开发的MONOCAST铸型尼龙滑轮：
· 大大提高钢缆的寿命
· 降低重量而提高起重能力和方便运输
· 不论在陆地或海上使用，均无腐蚀
· 有竞争力的价格，并且易于安装

MONOCAST钢缆滑轮现已广泛应用在移动式（电梯）和海洋起重设备上。
1.4 对于工程预算和设计的帮助
本手册的资料试图帮助应用工程师对特殊型号设备的钢缆滑轮进行预算和设计。
工程预算和设计应考虑设备使用的具体操作和环境条件下的负载。

1.5 关于MONOCAST尼龙
MONOCAST尼龙是一种高强度的浇铸尼龙，内含二硫化钼（MOS2）超微粉末提高其润滑性。其非凡的强度支承轴承的负荷大大高于其他工程热塑塑胶。由于它的内在弹性、非极性和极快的工作应力释放能力，不会产生永久的变形。
MONOCAST尼龙耐磨，不但减少设备的总重，而且保护相配合的金属表面。

1.6 温度波动
典型室温下的MONOCAST尼龙机械性能见11页。低温时，屈服强度和弹性模量增加，而冲击强度和拉伸强度降低。
1.7 独特的单体浇铸工艺
MONOCAST尼龙是通过独特的单体浇铸工艺，以液状单体在金属模里直接聚合为尼龙的，可以生产各种尺寸和厚度而保持内部的完整性。MONOCAST浇铸尼龙零件已成功地应用在各种重型设备上，例如建筑、铁路、采矿、海上、电梯、起重机制造和其他工业。
1.8 性能
与金属配套零件比较，MONOCAST浇铸尼龙具有的优越性能和优点。MONOCAST滑轮延长钢缆寿命，降低重量，抗腐蚀，延长使用寿命，比金属滑轮的价格更有竞争性。
1.9 全球范围的广泛应用
· 海上和造船工业
· 自动化工业
· 军工
· 化学和石化
· 建筑业
· 铁路和运输
· 电梯
· 工程工业
· 特殊专案
2. MONOCAST 尼龙钢缆滑轮的优点
2.1 延长钢缆的寿命
扬州赛尔达尼龙制造有限公司与国际著名的独立研究机构一直致力于研究这样的课题：在同一条件下，MONOCAST滑轮和淬火金属滑轮比较的钢缆耐用寿命测试。
表1和表2汇总给出报废周期次数对残余强度的测试结果。

钢缆的失效一般采用Dutch spec NEN 3233标准。测试时的失效以见到绳股断裂或滑轮芯轴开裂为标准。

测试资料显示，与金属滑轮对比，MONOCAST滑轮相应地提高了钢缆的周期寿命。
当然，仅依据看见的缆股断裂而判断缆绳失效是不适当的。因而，MONOCAST滑轮用户应注意，钢绳的疲劳标准应该建立在使用者的经验和应用要求基础上。
关于疲劳标准更多资讯在Delf 科技大学的L.Wiek博士的报告 NO.89.3.TL2559上注明。
有关详细的测试步骤，参见聚合物技术简报WR-2："使用NYLATRON (MONOCAST) 滑轮和金属滑轮钢绳的疲劳寿命和周期余量的比较"。
2.2 减低重量
因为MONOCAST尼龙比重大约是常用铸铁的1/7，MONOCAST尼龙滑轮降低吊臂末端固定重量。这样提高了移动式起重机稳定性和起重能力。
MONOCAST滑轮还减轻了加在汽车所吊的轴上的重量，使其更易于符合公路重量法规。
安装MONOCAST滑轮的大型起重机可以在工作地点间移动而很少损坏轴和轮胎。MONOCAST滑轮与金属滑轮比较，减低的重量明显地有助于搬运、安装和更换。
2.3 提高服务寿命
目 录
实际上MONOCAST滑轮在大海环境中不腐蚀，不会产生金属和铸铁滑轮的生 和腐蚀问题。另外，MONOCAST滑轮在正常的工作条件下与非硬化金属和铸铁滑轮比较能提高耐磨损寿命。建议在缆槽初次使用时即涂上润滑，以达到最佳效果。
2.4 具有竞争性的价格
MONOCAST尼龙滑轮能较便宜地浇铸，尺寸范围大，需要少量的机加工。
由于MONOCAST滑轮造价低，比铸钢和锻钢滑轮更具有竞争力。
表1
滑轮
比率
钢缆
张力系数
%uts
钢缆
设计系数
滑轮材料
样板

报废周期次数 x 1000

残余强度 %

表1组
24/1
10
10
MONOCAST
Steel

表2组
24/1
20
5
MONOCAST
Steel

表3组
24/1
28.6
3.5
MONOCAST
Steel

表4组
24/1
28.6
3.5
MONOCAST
Steel

表5组
24/1
18/1
20
30
5
3.3
MONOCAST

表6组
18/1
20
5
MONOCAST
Steel

表7组
18/1
26.6
3.5
MONOCAST
Steel

3. 标准滑轮
MONOCAST尼龙标准滑轮的外径从250mm到1260mm。它们是半成品，可以按照客户的要求加工为具体的尺寸。不但尺寸适应性强，同时成本低，可以小批量发货，充分满足OEM的需要。外径大于1260mm的少量滑轮可以通过铸型圆盘机加工获得。
4. 定做滑轮
我们可以按照客户要求定做特殊尺寸的MONOCAST滑轮。仅需提供滑轮的图纸或关键尺寸，包括钢缆的直径、滑轮外径、槽径、毂宽和凸缘宽度。还需提供轴承的型号，以便确定适当的中心孔压配尺寸。
不论标准滑轮还是定做滑轮，为了获得最佳的工作效果，工程师在设计特殊应用的滑轮时要充分考虑一些重要因素，特别是槽、中心孔、轮辐、轴承固定和导向能力。
5. 质量保证
我们奉行质量第一、顾客至上的经营方针。经过培训和教育的人员在整个生产过程中进行测试和检查。QC人员在常规检验的基础上对生产工艺进行监督，并负责产品发货前的终端检验。

我们的产品通过了ISO9001的认证。
6. 轮辐结构
考虑滑轮运行时所受的侧向力而造成的弯曲，根据外径大小，MONOCAST浇铸滑轮按照第6条或9条轮辐筋的标准设计。

通过一独特的电脑程式对整个设计进行测试。

超载或极大的不对称性（6°和更大）引起的破坏可以使用电脑类比测出。

图示显示电脑的应力类比。 颜色显示应力是如何被轮辐吸收的

7. MONOCAST钢缆滑轮的技术资料
7.1 轮槽结构
MONOCAST滑轮槽半径应比钢缆的公称直径大5%，以容纳钢缆公差。经验所示，对于起重机滑轮，45□槽角可向钢缆提供最佳支撑力。如无特别注明MONOCAST滑轮都将按45□槽角供货。
轮槽尺寸和公差执行Q/321023GGI标准。
如没有具体规定的，MONOCAST滑轮提供相应的槽深。
7.2 中心孔参数
如果MONOCAST滑轮用在重型设备，需要安装耐摩擦轴承。通常推荐用滚珠轴承，它能在中心孔宽度提供连续的接触面积。MONOCAST尼龙的热膨胀系数是金属的几倍，压配公差必须足够大，以保证轴承在温度升到50℃时保持与中心孔接触。重型设备耐摩擦轴承理想的压配公差可从表1查得或通过下面公式计算：

注：
d
Dbrg
= 压配公差（mm）
= 轴承外径（mm）
轻型应用的薄壁轴承的压配公差应该减小，以防轴与轴承卡住死。
我们不推荐使用青铜做主负载轴承，它们仅限于用在适中的负载上，以避免过度摩擦产生热量和轴承在中心孔的移动。
负荷较低时，由于压力-速度值（PV）不大，可以将中心孔镗平直接安在轴上使用。有关计算PV值的详细资料可在"赛尔达工程塑料技术和设计资料手册"查到。
7.3 轴承固定

对于圆周固定的轴承，采用表3推荐的压配公差直接压配到MONOCAST滑轮中心孔。压配可以使用液压安装，或滑轮加热到85-95℃，将轴承安装到膨胀孔内。
轮毂的两边要安装止推片保持轴承的侧向固定。必须对轴承在运行期间因受侧向力而产生的移动加以严格限制。
对于采用青铜轴承的惰轮，滑轮可以自由地从轴的一边移到另一边，其轴承固定不用上述两种方法，我们推荐使用钢垫。限制轴承的侧边移动也不能使用止推垫圈，而是使用其他方法。
对于重负荷的球轴承，可靠的固定方法是在滑轮中心孔安装钢套。在轮毂两边安装WRE型卡圈固定钢套。充当惰轮的MONOCAST滑轮，其青铜轴承的可靠固定是使轴承超过轮毂的宽度，在轮毂两边露出的轴承上安装外卡圈；金属侧板用螺栓栓紧到轮毂上。

扬州赛尔达尼龙制造有限公司的工程师将协助你对轴承的结构进行设计和装配。
影响起重机设计和滑轮应用的两个变数是起重机工业标准规定的滑轮Dp/Dr比、安全系数Fd 。重型应用情况下，客户应先确定适当的滑轮比率和设计因素。使用变数中的专用参数和公称静态压力，可以估算出滑轮负载能力。所有滑轮钢缆对槽的最大压力可用公式计算：

注：
Pg
U
Fd
U/Fd
Dr
Dt
= 最大槽压力(N/mm2)
= 钢缆的断裂强度(N)
= 钢缆的安全系数
= 最大的单线拉力(N)
= 钢缆直径(mm)
= 轮槽直径(mm)
如果轮槽压力小于25 N/mm2 ，可以按下列公式计算：

注：
Pb
Db
Wh
= 最大的孔压力(N/mm2)
= 孔径(mm)
= 与轴承接触的轮毂宽度(mm)
如中心孔压力小于25 N/mm2，在正常运行条件下，MONOCAST滑轮安装耐摩擦轴承即能满足使用要求。此时滑轮最大负载能力取下列两公式计算的较小值：
和

Lc = 最大负载能力(N)
以上推荐的压力和负载能力极限，适用于典型移动式液压起重机的间歇工况。如果工况是连续、高速、加速或重冲击等，极限值应该降低并且滑轮参数要重新估算。超载或超速可能引起中心孔的破坏以及轴承压配的松动，也可能加速轮槽的磨损。

轴承固定对应表
压力安装允许量A与轴承外径OD
轴运行间隙C与轴直径D
外径OD （mm）
A* （mm）
D (mm)
C** (mm)

50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
300
0.28
0.35
0.40
0.45
0.49
0.53
0.57
0.60
0.63
0.66
0.70
25
50
75
100
125
150
0.23
0.33
0.41
0.46
0.51
0.56
*滑轮芯孔内径等于轴承外径（O.D.）减去压配公差。
**滑轮芯孔的内径等于轴径加上轴的运行间隙。
7.4 平滑孔滑轮的负载能力
MONOCAST滑轮平滑孔的负载能力依赖于中心孔作为轴承的能力。参见"QUADRANT工程塑料技术和设计资料手册"按照假设滑轮中心孔为MONOCAST轴承进行计算。
首先，从手册中根据额定工作条件选择推荐的PVa值。然后计算最大孔压力：

注：
Pb
PVa
V

Ds
= 最大孔压力(N/mm2)
= 手册中的压速值(N/mm2,mm/秒)
= 轴表面速度(mm/秒)
= π□ shaft rpm □ Ds
= 轴径(mm)
孔压力Pb值不超过手册的规定值。如手册中该值过小，用下面公式计算规定条件下的最大负载能力：

注：
LC
Wh
= 最大负载能力(N)
= 与轴接触的轮毂宽度(mm)
以上推荐的压力和负载能力是根据实际使用轴承的经验得来的。如果运行时超过推荐值，应重新考虑。超载或超速会导致中心孔的加速磨损和间隙增大。
7.5 设备运行
当设计时所选的参数符合规定，安装了MONOCAST滑轮的起重机和相似的设备具有明显的优势。
设备应在可接受的工业环境中使用，为获得最佳的效果应避免在以下条件下运行：（1）起重臂节点滑轮下面的两段吊金勾  组合滑轮；（2）吊金勾  和带裸露绳头的球体进入滑轮；（3）过大的侧角拉力。对于两段滑轮推荐使用多结和单结保护系统，钢缆要采用原装OEM规定型号。
7.6 赫兹压力计算
轮槽压力的额定值计算是依据这样的假设：接触面积是钢缆槽的投影面积，钢缆与槽面是紧密接触的。事实表面压力值高于额定值，而且单股钢线与槽之间为点接触。如下所示，钢滑轮的点接触压力比MONOCAST滑轮大得多。由于MONOCAST尼龙的弹性使之点接触的区域更大，为钢缆提供更大的支撑力。
接触面的中心点的最大接触压力，采用两接触材料的模量E1和E2衡量，按赫兹公式计算：

钢缆和钢滑轮配对使用时E1和E2=220,000 N/mm2，括弧内的值为1；而如果钢缆和MONOCAST滑轮配对使用，钢缆模量E1=22,000 N/mm2，滑轮模量E2=2,850 N/mm2，滑轮比是1/0.013，公式括弧内的值是0.087。这意味着钢滑轮的最大接触压力是MONOCAST滑轮的11.5倍。
超过一定压力，MONOCAST槽表面会发生塑性变形和冷硬化，在钢缆上留下印痕，但不会留下钢滑轮常发生的擦伤磨损。实际上，这时缆槽增大了支撑钢缆的表面积。这表明MONOCAST浇铸尼龙由于具有内在弹性、强度高、重量轻的优点，使MONOCAST滑轮在承载周期负荷的同时延长钢缆的使用寿命。