電梯曳引輪失效模式分析及改進措施

徐旭兵　張杰

[摘要]隨著我國城市化進程的不斷加深，高層建筑大量建設，電梯作為這些高層建筑的交通工具，電梯的保有量越來越大。電梯的安全運行至關重要，受到廣泛關注，隨著電梯的長期使用，電梯曳引輪就容易受到磨損。曳引輪的失效直接影響電梯曳引能力，可能造成非常嚴重后果。本文通過分析電梯曳引式的失效模式及提出相應的改進措施，為電梯曳引輪運行失效問題提供幫助。

[關鍵詞]電梯曳引輪；失效模式；分析；改進措施

0.引言

近年來，隨著電梯的大量使用，電梯事故頻發(fā)讓人成為頭疼的問題，目前，我國在用的電梯大部分為曳引式電梯，其中曳引輪是曳引式電梯關鍵部件，如曳引輪失效后果非常嚴重，為能有效的減少曳引輪失效造成的事故，要加強曳引輪失效模式分析，并對有隱患的地方提出改進措施。

1電梯電引輪

圖1所示電梯曳引系統(tǒng)的結構主要由曳引機、導向輪、反繩輪及曳引鋼絲繩構成，曳引鋼絲繩一端連接對重裝置，另一端連接轎廂，導向輪用來調節(jié)轎廂和對重的間距，曳引輪是用來嵌掛曳引鋼絲繩的輪子，因此也被稱為驅繩輪或曳引繩輪，電梯曳引輪在曳引系統(tǒng)的最上端。當曳引輪工作時，主要依靠曳引輪跟曳引鋼絲繩之間的摩擦力來轎廂和對重裝置的全部懸掛重量，電梯的上下運行過程中，對重裝置和驅動轎廂做上下運動，在長期使用過程中就會容易引起曳引輪失效。

曳引輪主要兩部分構成，輪筒和輪圈，其中中間為輪筒鼓，外部有繩槽的部分是輪圈，兩者通過鉸制螺栓連結成一個整體，減速器中蝸輪軸就是曳引輪的軸。曳引機又分無齒輪式和有齒輪式，對于無齒輪曳引機，曳引輪裝在制動器的旁側，但要制動器軸同軸。對于有齒輪曳引機，曳引輪直接裝在減速器中的蝸輪軸上即可。

2曳引輪失效模式

2.1曳引輪、輪槽開裂或破損

曳引輪是電梯直接傳動鋼絲繩的部件，要承受電梯負載、電梯轎廂及其對重裝置等這些部件的全部動、靜載荷，當設計曳引輪的強度不夠或曳引輪本身存在質量問題，容易造成輪槽開裂。當曳引鋼絲繩受到突然的沖擊載荷時，可能造成鋼絲繩從輪槽脫離，造成曳引輪破損。當輪筒和輪圈用鉸制螺栓強度不夠，造成輪筒和輪圈不能牢固連接，也會造成曳引輪失效。

2.2曳引式電梯輪槽磨損

整個電梯轎廂受到的曳引力是曳引輪槽與曳引鋼絲繩之間的摩擦力提供。曳引輪繩槽的磨損就會不可避免，也是電梯曳引輪最為常見的一種失效形式，其中過量磨損及不均勻磨損屬于曳引輪的非正常磨損，也會造成直接失效。

曳引輪繩槽的磨損又跟繩槽的結構形式直接相關。在電梯中，應用最為常用見圖2的曳引輪繩槽的形狀有半圓槽（a）、帶切口半圓槽（b）和V形槽（c）。（1）半圓槽，由圖可見，曳引繩與繩槽接觸面積最大，好處是曳引繩變形小，對應的曳引繩和曳引輪使用壽命長，缺點這種繩槽的摩擦系數(shù)低，所能承受的曳引力低，大多用在高速無齒輪曳引機承受載荷小的電梯上（2）帶切口半圓槽，是在半圓槽基礎上在底部切制一條凹槽。曳引繩與繩槽接觸面積變小，但是經(jīng)試驗應用，摩擦系數(shù)會大為增加，而且與之配合的鋼絲繩的磨損大為減小，目前應用最為廣泛。（3）V形槽，接觸面積小，優(yōu)點是摩擦系數(shù)大，曳引力比較大，缺點也很明顯就是繩槽磨損快，較快容易失效。在電梯中，曳引輪槽磨損中，輪槽的設計不正確是造成磨損嚴重的一大方面。

在電梯日常使用曳引輪槽磨損，由于電梯上下運行，曳引輪與鋼絲繩會反復接觸，在輪槽的接觸表面既存在彈性因素又存在剛性因素。在這種反復的交變應力作用下，在曳引輪輪槽表面會發(fā)生微觀變形，隨著變形量增加，積累變形會擴展，在曳引輪輪槽表面會出現(xiàn)粒狀或片狀顆粒，久而久之會導致表面疲勞磨損，造成失效。當曳引鋼絲繩對繩槽有相對滑移時也會引起的滑繩槽磨損，電梯載荷過大或轎廂突然掣停時，曳引輪兩側存在張力差造成打滑，經(jīng)統(tǒng)計，打滑越嚴重，磨損會越大，造成失效。

當輪槽材質的不均勻時，會造成槽面硬度的差異，或在加工時是節(jié)圓半徑不一和輪槽形狀存在偏差，都會造成曳引輪繩槽的磨損失效。當曳引鋼絲繩受力不均勻時，鋼絲繩跟繩槽的磨損就會不均勻，電梯長時間運行，曳引輪會失效。

2.3電梯曳引輪腐蝕生銹或者進入雜物時，曳引輪可能轉動受阻，產(chǎn)生異響，造成失效。當曳引輪有油污進入時，曳引輪輪槽與鋼絲繩直接的摩擦系數(shù)變小，造成失效。

3改進措施

3.1在材料及設計工藝等方面的要求，按照國家相關的電梯曳引輪的設計要求，對于不同情況下使用的電梯，采用對應的繩槽結構。材料選擇上要選用具有強度大、耐磨損性好、韌性好同時具有耐沖擊的特性的材料，如QT60-2球墨鑄鐵。從工藝上對曳引輪繩槽的工作表面的粗糙度及硬度都要嚴格要求。

3.2對曳引式曳引輪輪槽磨損的檢驗

通過觀察檢查鋼絲繩的磨損狀況判斷曳引輪繩槽的磨損情況，對每個輪槽都要詳細測量對比，參照標準數(shù)據(jù)進行判斷，如果存在磨損嚴重現(xiàn)象，及時進行更換。測量每根曳引鋼絲繩所承受的牽引力，求平均牽引力F，當出現(xiàn)牽引力與F值偏差超過5%時，要進一步檢測繩槽并對鋼絲繩進行調整。

3.3日常檢查

檢查曳引輪是否有雜物、油污及破損等狀況，發(fā)現(xiàn)問題，及時解決問題，并建立每部電梯的日常維護檔案。

4、總結

電梯曳引輪的失效對電梯曳引能力產(chǎn)生重大影響，會對電梯安全造成嚴重危險。曳引輪的失效原因有很多，要從各方面進行檢驗并改進，本文通過分析及提出改進措施，希望能對電梯安全作出幫助。