電梯的曳引條件影響因素及其提高措施

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電梯不斷地被運(yùn)用到現(xiàn)代化的建筑之中，其中曳引式電梯的應(yīng)用更加廣泛。文章對(duì)曳引式電梯保持正常運(yùn)行的基本曳引條件進(jìn)行了介紹，并分別從電梯的設(shè)計(jì)、制造、安裝及其使用等方面對(duì)曳引能力相關(guān)的影響因素進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，對(duì)如何提高電梯的曳引能力進(jìn)行必要的闡述，希望通過(guò)文章對(duì)電梯的曳引條件的影響因素以及提高曳引能力措施的相關(guān)介紹，給相關(guān)的工作人員帶來(lái)幫助。

關(guān)鍵詞：曳引式電梯；曳引條件；曳引能力

中圖分類(lèi)號(hào)：TU857 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）09-0067-03

1 概述

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，電梯被廣泛地運(yùn)用到現(xiàn)代化的生活與生產(chǎn)領(lǐng)域，對(duì)于曳引式電梯來(lái)說(shuō)，其主要是利用曳引輪與曳引的鋼絲繩之間的摩擦力對(duì)轎廂進(jìn)行提升的。為了保證電梯安全穩(wěn)定的運(yùn)行，其必須滿(mǎn)足相應(yīng)的曳引基本條件。因此必須對(duì)電梯的曳引的基本條件的影響因素進(jìn)行必要的研究。

2 電梯的曳引基本條件

圖1 電梯的曳引過(guò)程示意圖

圖1表示的是曳引式電梯驅(qū)動(dòng)時(shí)鋼絲繩的受力情況。設(shè)T1>T2，并且曳引的鋼絲繩在與曳引輪接觸的位置處于臨界的平衡狀態(tài)，即處于打滑與未打滑之間。利用歐拉公式，可以知道T1與T2之間存在以下關(guān)系：

T1/T2=efα

式中：

e——表示自然對(duì)數(shù)的底

α——如圖1所示曳引繩與曳引輪之間的包角

f——表示曳引輪與曳引繩之間的當(dāng)量摩擦系數(shù)（大小與其材料性質(zhì)和曳引輪槽的形狀有關(guān)）

T1、T2——表示曳引的鋼絲繩中的張力

efα表示相應(yīng)的曳引系數(shù)，其屬于客觀量，只與f和α有關(guān)；efα決定了T1/T2的比值，efα較大時(shí)，表示電梯的曳引能力較大，也就是說(shuō)efα代表了電梯的曳引能力。

我們得出T1與T2之間的關(guān)系式的前提是要求電梯必須處于靜平衡的條件下，為了防止電梯運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，必須對(duì)電梯的曳引能力進(jìn)行保證，也就是說(shuō)T1與T2之間的關(guān)系一定要滿(mǎn)足T1/T2=efα的基本關(guān)系。

為了對(duì)電梯相關(guān)的技術(shù)與制度進(jìn)行必要的規(guī)范，因此國(guó)家制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，如在《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中對(duì)鋼絲繩的曳引條件做出了以下規(guī)定：

（1）要求轎廂在裝載過(guò)程中，達(dá)到125%的額定負(fù)載時(shí)，仍能夠達(dá)到比較平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)，即不打滑。

（2）確保在緊急制動(dòng)的過(guò)程中，不管轎廂的載荷如何，均要求轎廂的減速度必須低于緩沖器所能夠承受的減速度。

（3）在曳引機(jī)根據(jù)電梯的上行方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)且相應(yīng)的重壓在對(duì)應(yīng)的緩沖器上的時(shí)候，我們不能對(duì)空載的轎廂進(jìn)行相應(yīng)的提升。

3 電梯的曳引相關(guān)的檢查

在《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中對(duì)電梯的曳引能力的驗(yàn)證方法做出了相應(yīng)的規(guī)定，下面將對(duì)其驗(yàn)證方法進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。

（1）轎廂在空載的情況下，在電梯行程上部的范圍之內(nèi)進(jìn)行上行且電梯執(zhí)行最為嚴(yán)重的緊急制動(dòng)的情況下，停車(chē)數(shù)次之后，進(jìn)行相應(yīng)的曳引檢查，并要求每次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，轎廂必須完全靜止下來(lái)。

（2）在轎廂載荷達(dá)到125%的額定載荷的情況下，在電梯行程下部的范圍內(nèi)進(jìn)行下行，且電梯執(zhí)行最為嚴(yán)重的緊急制動(dòng)的情況下，停車(chē)數(shù)次之后，進(jìn)行相應(yīng)的曳引檢查，并要求每次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，轎廂必須完全靜止下來(lái)。

（3）當(dāng)轎廂被重（對(duì)重）壓在緩沖器上時(shí)，要求空載時(shí)的轎廂禁止向上進(jìn)行提升。

（4）要求電梯的平衡系數(shù)必須滿(mǎn)足相關(guān)的要求。

（5）當(dāng)轎廂的面積超出所規(guī)定的范圍，如病床電梯和載貨電梯，不僅要進(jìn)行以上相關(guān)的檢查，而且對(duì)達(dá)到125%載重的轎廂，還必須進(jìn)行相應(yīng)的靜態(tài)曳引試驗(yàn)。

4 電梯的曳引條件影響因素

利用曳引條件成立的公式，對(duì)電梯的設(shè)計(jì)、電梯的制造以及維修使用中的每個(gè)環(huán)節(jié)的電梯曳引條件的影響因素進(jìn)行必要的分析。

4.1 電梯的設(shè)計(jì)與制造對(duì)曳引條件的相關(guān)影響

由曳引條件的公式可以看出：曳引能力的大小與曳引系數(shù)有關(guān)，即受包角與當(dāng)量摩擦因數(shù)的影響。

4.1.1 其中當(dāng)量摩擦系數(shù)，又受繩槽的材料、形狀以及潤(rùn)滑等影響。一般來(lái)說(shuō)，半圓形的繩槽的當(dāng)量摩擦因數(shù)最小，V形的繩槽最大。潤(rùn)滑情況與繩槽材料均對(duì)當(dāng)量摩擦系數(shù)有所影響。

4.1.2 包角也對(duì)曳引能力有著重要影響，包角增大能夠提高曳引的能力。一般在設(shè)計(jì)與制造的過(guò)程中使用復(fù)繞的方式或采用2∶1的曳引比來(lái)增大包角。

4.2 電梯的安裝過(guò)程對(duì)曳引條件的影響

電梯的安裝對(duì)曳引能力也有著重要的影響，安裝得不合理，將導(dǎo)致與設(shè)計(jì)的曳引能力有所差距。

4.2.1 導(dǎo)向輪與曳引輪的安裝精度對(duì)電梯的曳引能力的影響。

下面為帶缺口的半圓形繩槽的當(dāng)量摩擦系數(shù)的計(jì)算

公式：

f=4μ[1-sin（β/2）]/[π-β-sinβ]

從上式可以看出，β角對(duì)摩擦系數(shù)有著重要的影響，能夠改變電梯的曳引能力。

在相關(guān)的規(guī)定中，對(duì)導(dǎo)向輪和曳引輪在滿(mǎn)載或者空載時(shí)候的鉛垂線的偏差有所要求，即不能超過(guò)2mm。當(dāng)超過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，導(dǎo)致β角（如圖2所示）的大小不符合設(shè)計(jì)要求，從而對(duì)曳引能力有所影響。β角的影響因素很多，如導(dǎo)向輪與曳引輪不在一個(gè)水平面上或者發(fā)生錯(cuò)位等。

圖2 半圓形帶切口槽

4.2.2 輪距的偏差與主機(jī)安裝水平度對(duì)曳引能力的影響。

圖3為帶導(dǎo)向輪的電梯結(jié)構(gòu)圖，若主機(jī)安裝的水平度達(dá)不到要求或者主機(jī)底座上的緩沖的墊片發(fā)生變形，則包角便會(huì)受到影響。研究表明：若主機(jī)的機(jī)座的左側(cè)偏高，包角偏大，曳引能力便會(huì)增大；若其右側(cè)偏高時(shí)，包角偏小，曳引能力便會(huì)減小。

4.3 電梯的使用過(guò)程中的曳引條件影響因素

T1與T2發(fā)生變化，直接影響緊急制動(dòng)和轎廂的裝載時(shí)候的曳引條件。當(dāng)安裝結(jié)束后，必須對(duì)其曳引的能力進(jìn)行相關(guān)的測(cè)試，著重對(duì)電梯的平衡系數(shù)進(jìn)行測(cè)試。平衡系數(shù)描述的是電梯設(shè)計(jì)配置中的對(duì)重的質(zhì)量大小，對(duì)受不平衡載荷、鋼絲繩的張力都有所影響。張力直接影響繩槽內(nèi)的比壓，張力越大，曳引能力越強(qiáng)。

1.曳引電動(dòng)機(jī) 2.曳引鋼絲繩 3.導(dǎo)向轉(zhuǎn)輪 4.繩頭的組合

5.曳引的繩木

圖3 帶導(dǎo)向輪的電梯結(jié)構(gòu)圖

4.4 電梯維修與改造對(duì)曳引條件的影響

電梯通常采用的是多根鋼絲繩對(duì)其進(jìn)行曳引，我們對(duì)每根鋼絲繩中的張力是有所要求的，即不應(yīng)該超過(guò)平均張力的±5%。當(dāng)每根鋼絲繩中的張力不均勻時(shí)，在電梯運(yùn)行時(shí)受力較差的鋼絲繩在繩槽中，就會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，對(duì)繩槽產(chǎn)生不均勻的磨損，使得β角發(fā)生變化，曳引能力受到影響。所以所用的鋼絲繩必須采用同卷的鋼絲繩，主機(jī)底座上的緩沖墊片也要定期進(jìn)行更換。

5 提高電梯曳引能力的措施

由以上的分析我們可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于電梯來(lái)說(shuō)，在其設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用以及維修中，均可能對(duì)它的曳引能力產(chǎn)生影響。曳引能力的大小均對(duì)電梯的正常工作產(chǎn)生影響。下面將對(duì)曳引能力的提高所采用的措施進(jìn)行介紹。

5.1 增大曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦力可采取的方法

5.1.1 通過(guò)增加相應(yīng)的摩擦副材料之間的摩擦系數(shù)，來(lái)增加系統(tǒng)的當(dāng)量摩擦系數(shù)。由于當(dāng)量摩擦系數(shù)和摩擦系數(shù)之間是成正比關(guān)系的，所以我們可以使用摩擦系數(shù)比較大且耐磨性比較好的非金屬材質(zhì)的槽墊來(lái)提高摩擦力。

5.1.2 適當(dāng)?shù)厥挂芬嗇啿鄣那锌诮窃黾樱梢杂行У靥岣弋?dāng)量摩擦系數(shù)。然而我們使用這種方法時(shí)，必須對(duì)曳引輪輪槽內(nèi)的壓強(qiáng)加以注意，必須對(duì)許用的比壓值進(jìn)行校核。

5.2 增大鋼絲繩在曳引輪上的包角

5.2.1 一般所使用的曳引比為2∶1，采用復(fù)繞的傳動(dòng)方式，適用于設(shè)計(jì)、制造以及安裝階段。

5.2.2 可以使用如圖4的結(jié)構(gòu)，即使用壓緊輪，從而增加電梯的曳引能力。該種方法比較簡(jiǎn)單，然而曳引鋼絲繩在曳引輪上的比壓較大。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑水平也在不斷的提高，給電梯帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇，本文對(duì)電梯的曳引條件做出相應(yīng)的介紹，并對(duì)其影響因素做出了相關(guān)的闡述，最后經(jīng)過(guò)相關(guān)的分析與探究，提出了提高電梯的曳引能力的相關(guān)措施。此外，我們應(yīng)該對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，并把新的科學(xué)技術(shù)運(yùn)用到其中，如變頻技術(shù)等。希望通過(guò)本文的相關(guān)介紹對(duì)讀者有所幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]馮文森.電梯的曳引條件影響因素探討[J].科技與企

業(yè)，2011，（7）：58-59.

[2]林寧.電梯的曳引條件影響因素及其提高措施[J].機(jī)電

技術(shù)，2011，（2）：5-7.

[3]尹紀(jì)財(cái).中高速電梯曳引系統(tǒng)振動(dòng)問(wèn)題的研究[J].蘇州

大學(xué)，2011，（4）：3-4.

[4]陳柏松.影響電梯曳引條件的典型案例分析[J].科技

風(fēng)，2009，（12）：6-9.

[5]陸琳琳.電梯曳引鋼絲繩使用壽命的影響因素與檢驗(yàn)檢

測(cè)[J].科技傳播，2012，（11）：1-3.

作者簡(jiǎn)介：尹朗（1985—），男，湖北漢川人，供職于深圳市特種設(shè)備安全檢驗(yàn)研究院，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）