電梯曳引鋼絲繩有關(guān)問題的探討

孫德娟 趙成松 （天津開發(fā)區(qū)計(jì)量檢定所 天津300456）

電梯曳引鋼絲繩有關(guān)問題的探討

孫德娟 趙成松 （天津開發(fā)區(qū)計(jì)量檢定所 天津300456）

近幾年，在用電梯出現(xiàn)多起曳引鋼絲繩斷繩現(xiàn)象，對曳引鋼絲繩的監(jiān)管及使用中涉及曳引鋼絲繩使用壽命的影響因素進(jìn)行總結(jié)，提醒我們在對曳引鋼絲繩的使用、維保和監(jiān)管中應(yīng)該綜合考慮和檢查檢測相關(guān)的影響因素，以提高曳引鋼絲繩的使用壽命，及早及時發(fā)現(xiàn)隱患，減少電梯故障。

電梯 曳引鋼絲繩 監(jiān)管

近幾年，在用電梯出現(xiàn)多起曳引鋼絲繩斷繩現(xiàn)象，對電梯曳引鋼絲繩的監(jiān)管及檢驗(yàn)應(yīng)引起充分的重視。目前電梯首次安裝的鋼絲繩主要是由電梯廠商提供，進(jìn)貨渠道相對固定，這在一定程度上保證了鋼絲繩的質(zhì)量。一旦電梯鋼絲繩報(bào)廢更換新鋼絲繩，更換的新鋼絲繩進(jìn)貨渠道不固定，就很難保證新鋼絲繩的質(zhì)量。更換新鋼絲繩是技術(shù)要求比較高的一項(xiàng)工作，涉及到電梯的安全性，新鋼絲繩的安裝工藝及過程監(jiān)管又很難。更換鋼絲繩將比原裝時要增加很大風(fēng)險：一是新鋼絲繩質(zhì)量帶來的風(fēng)險；二是鋼絲繩更換過程中帶來的風(fēng)險；三是新鋼絲繩運(yùn)行帶來的風(fēng)險。因此鋼絲繩更換過程以及安裝之后運(yùn)行中必將產(chǎn)生安全隱患。

我們在與用戶接觸中，經(jīng)常被問到“現(xiàn)在的鋼絲繩能保證幾年使用壽命?”“怎么我們以前用的鋼絲繩用5～6年，甚至10年都沒問題，現(xiàn)在這么短時間就不行了?”這說明鋼絲繩的質(zhì)量以及鋼絲繩的選用可能存在問題。涉及曳引鋼絲繩使用壽命的影響因素如下：

1 曳引鋼絲繩選用應(yīng)綜合考慮

鋼絲繩作為電梯提升系統(tǒng)中的關(guān)鍵安全部件，在新的梯種設(shè)計(jì)應(yīng)用中更應(yīng)該予以充分考慮。要針對梯種的不同及設(shè)計(jì)時一些因素的影響，選用不同的型號的鋼絲繩。主要綜合考慮電梯結(jié)構(gòu)型式、電梯參數(shù)、鋼絲繩直徑、曳引輪和滑輪曲率半徑、纏繞方式、曳引輪繩槽類型等。遺憾的是，許多采用永磁同步電機(jī)無齒輪拖動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)忽視了鋼絲繩可能帶來的一些問題，以至于在鋼絲繩使用中很快就出現(xiàn)了斷絲、斷股現(xiàn)象。

2 曳引輪與鋼絲繩的直徑比

GB 7588-2003中9.2.1規(guī)定：不論鋼絲繩的股數(shù)多少，曳引輪、滑輪或卷筒的節(jié)圓直徑與懸掛繩的公稱直徑之比不應(yīng)小于40。目前大多數(shù)電梯多采用曳引輪直徑設(shè)計(jì)都是取的鋼絲繩能承受的極限40倍（國外許多設(shè)計(jì)，仍然在50倍以上），鋼絲繩必須承受更大的彎曲，鋼絲繩壽命必然降低。隨著永磁同步無齒輪曳引機(jī)的廣泛使用，電梯生產(chǎn)廠家為了減小曳引輪直徑，多采用直徑較小的鋼絲繩，其中以直徑8 mm、10 mm較多，同時為了減小電機(jī)體積，采用提高電機(jī)轉(zhuǎn)速的方式，這樣就要相應(yīng)地增大曳引比，多采用2∶1的繞繩方式，這就增加了鋼絲繩彎曲次數(shù)，增加了鋼絲繩的線速度，必然會降低鋼絲繩的使用壽命。由于鋼絲繩直徑變細(xì)，對鋼絲繩直徑的均勻性、繩芯質(zhì)量（麻紗品質(zhì)及捻制，鋼芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及捻制）、油脂品質(zhì)、鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇設(shè)計(jì)以及捻制質(zhì)量等提出了更苛刻的要求，許多鋼絲繩廠家按原來的設(shè)計(jì)提供的鋼絲繩肯定不能滿足目前的使用要求。比如采用纖維芯的鋼絲繩，過去一般使用在繩速1～4 m/s，現(xiàn)在相當(dāng)于繩速2～8 m/s，對鋼絲繩的選擇必須有所區(qū)分。有些鋼絲繩生產(chǎn)廠家未及時調(diào)整相應(yīng)的生產(chǎn)工藝和原料，也造成了鋼絲繩壽命的降低。

3 曳引輪材質(zhì)

曳引輪直徑變小后，更多的設(shè)計(jì)會采用表面硬度更高的曳引輪材質(zhì)設(shè)計(jì)，比如QT700。曳引輪表面硬度提高后，鋼絲繩的表層鋼絲的強(qiáng)度和硬度必須相應(yīng)提高才能匹配。而目前一些鋼絲繩還是原標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩，表面硬度沒有提高，從破損現(xiàn)狀看多是曳引鋼絲繩斷絲斷股，造成了鋼絲繩壽命的降低，但曳引輪未見明顯磨損。不像以前多見鋼絲繩直徑磨損后，曳引輪繩槽切口也有明顯磨損，嚴(yán)重的曳引繩出現(xiàn)托底現(xiàn)象。

4 曳引輪槽形

為了提高曳引能力，曳引機(jī)生產(chǎn)廠家會采用加大曳引繩槽下切口角，或采用V形繩槽設(shè)計(jì)，目前有些廠家的繩槽下切口角β達(dá)到110°，已超出GB 7588－2003附錄M中規(guī)定的下切口角設(shè)計(jì)上限，槽的角度值γ達(dá)到極限角度25°。不合理的、過大的包角設(shè)計(jì)，或者過大的下切口角設(shè)計(jì)，或者過小的V型槽角設(shè)計(jì)等都會加大鋼絲繩的磨損，嚴(yán)重影響鋼絲繩壽命。

5 導(dǎo)向滑輪數(shù)量

采用曳引比2∶1繞繩設(shè)計(jì)，需要鋼絲繩繞過更多的輪子，每增加一次彎曲都會降低鋼絲繩壽命。如果設(shè)計(jì)的導(dǎo)繩輪與曳引輪之間的距離過小，導(dǎo)繩輪的直徑不夠大，多次改變鋼絲繩的走向，繩輪過多，轉(zhuǎn)角過多，繩輪與曳引輪的偏角過大，或者采用諸如過于苛刻的大壓下量反向壓繩輪繞繩方式等都會加大鋼絲繩的損壞速度。

6 曳引鋼絲繩安裝工藝

采用2∶1繞繩，需要對鋼絲繩的放繩方式徹底改進(jìn)，才能保證鋼絲繩放繩、安裝中不被扭曲，不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，否則鋼絲繩存在內(nèi)應(yīng)力、扭曲部位會加速磨損，很快出現(xiàn)斷絲、斷股。在日常檢驗(yàn)中經(jīng)?？梢阅繙y就能見到在一段鋼絲繩上，應(yīng)力集中產(chǎn)生的變形。對于1∶1繞繩設(shè)計(jì)，還可以通過懸垂鋼絲繩方法釋放內(nèi)應(yīng)力（原則上對于電梯這種以曳引方式，鋼絲繩不能旋轉(zhuǎn)的拖動方式，是不允許鋼絲繩長時間自由懸垂的），對于2∶1繞繩方式，只能通過正確的放繩，避免內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。比如，通過把鋼絲繩纏繞到工字輪上，架起，用引繩按繞繩順序牽引安裝的方式，能保證安裝質(zhì)量，避免鋼絲繩被扭曲，但這對于我們大多數(shù)安裝工地來說幾乎是奢望。因此，有效地提高安裝工人素質(zhì)，進(jìn)行必要的培訓(xùn)，提高鋼絲繩安裝質(zhì)量，是當(dāng)務(wù)之急。

7 曳引鋼絲繩的張力調(diào)整

由于采用2∶1繞繩方式，且使用直徑較細(xì)的曳引鋼絲繩，及時調(diào)整鋼絲繩張力，保證均勻尤為重要，鋼絲繩根數(shù)較多，調(diào)整鋼絲繩張力比較困難。張力差過大，會急劇加大受力過大的一根或幾根鋼絲繩的損壞。建議采用專用的鋼絲繩張力檢測或在線檢測裝置，并加大檢測頻率。

8 曳引鋼絲繩的潤滑和清潔

充分潤滑的鋼絲繩彎曲時，股之間及鋼絲之間易于相對滑動，磨擦阻力較小，磨損少，疲勞壽命相對較長。潤滑油脂同時也提供對鋼絲的防銹保護(hù)和對纖維的抗腐蝕保護(hù)。纖維芯一般都需浸油以排除水分防止腐蝕。由于2∶1繞繩方式鋼絲繩繩速加倍，對鋼絲繩潤滑要求更高，需加大對鋼絲繩的清理、再潤滑頻次。

9 外部傷害

我們在電梯安裝工地上經(jīng)?？梢砸姷酱惭b的曳引鋼絲繩被隨意放置在露天場地，且包裝大多已破損，容易出現(xiàn)磕砸碰，鋼絲繩被風(fēng)吹日曬雨淋，表面粘掛上水泥碎塊等建筑垃圾，如果在安裝前清理不徹底，粘附在曳引繩上的雜物會硌傷表面鋼絲，造成損傷。另外，安裝過程中井道掉落的雜物，容易進(jìn)入鋼絲繩與轎頂反繩輪或?qū)χ胤蠢K輪之間的向上方向產(chǎn)生的咬入角，給鋼絲繩造成傷害。

10 其他

采購劣質(zhì)的鋼絲繩，選擇鋼絲繩結(jié)構(gòu)不正確（如鋼絲繩繩芯種類），導(dǎo)向輪與曳引輪的直線度誤差過大等原因，都會降低曳引鋼絲繩的使用壽命。

11 結(jié)語

綜上所述影響曳引鋼絲繩壽命的因素眾多，故我們在對曳引鋼絲繩的使用、維保和監(jiān)管中應(yīng)該綜合考慮和檢查檢測相關(guān)的影響因素，以提高曳引鋼絲繩的使用壽命，及早及時發(fā)現(xiàn)隱患，減少電梯的故障?！?/p>

2012-05-06