淺析電梯曳引機的曳引輪槽型

嚴進輝

摘要：本文通過對曳引輪一曳引繩摩擦副的特點和失效形式進行分析介紹，并對三種主要類型曳引輪繩糟的比壓和當量摩擦系數(shù)進行理論計算與分析，證實了帶切口的半圓型繩槽是一種較理想的電梯曳引輪槽型。最后總結(jié)了曳引機曳引輪在實際應(yīng)用中和出現(xiàn)磨損后應(yīng)采取的一些措施。

關(guān)鍵詞：曳引機；曳引輪；槽型；繩槽

1前言

曳引式提升機構(gòu)是當今世界上電梯行業(yè)廣泛采用的提升方式。而曳引輪是電梯曳引機上的繩輪，也稱曳引繩輪或驅(qū)繩輪，是電梯傳遞曳引動力的裝置，其利用曳引繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力傳遞動力。

曳引輪裝在減速器中的蝸輪軸上；如是無齒輪曳引機，則裝在制動器的旁側(cè)，與電動機軸、制動器軸在同一軸線上。

2曳引輪槽型

曳引輪由球墨鑄鐵制成，輪外圓為繩槽。為保證鋼絲繩和曳引輪之間具有足夠的摩擦力，曳引輪繩槽的形狀主要有半圓型繩槽、帶切口的半圓型繩槽和V型繩槽等三種形狀。

曳引式電梯，其曳引輪繩槽的設(shè)計，主要是如何提高當量摩擦系數(shù)f，以獲得較大的曳引能力。由于當量摩擦系數(shù)的提高受槽面接觸比壓P的約束，過大的接觸比壓有可能引起槽面的接觸強度失效或加劇槽面磨損，以至于降低或喪失電梯的曳引能力。而曳引輪繩槽的形狀直接關(guān)系到曳引力大小和曳引繩使用壽命。因此，下文將主要針對f、P與槽型的關(guān)系，從理論上對電梯曳引輪槽型的應(yīng)用進行探討。

2.1曳引輪繩槽的結(jié)構(gòu)型式

目前電梯曳引輪繩槽的結(jié)構(gòu)型式——三種主要的型式如下：

（1）半圓型繩槽（圖1）：

（2）帶切口的半圓型繩槽（圖2）：

（3）V型繩槽（圖3）：

2.2計算公式

根據(jù)GB7588-2003電梯的曳引條件為：

其中：T₁、T₂-曳引機兩側(cè)曳引繩拉力；

f-當量摩擦系數(shù)；

α-曳引繩在曳引輪上的包角。

總的原則為：在滿足許用比壓[P]的前提下，盡可能獲得較大的當量摩擦系數(shù)f，以提高電梯的曳引能力。

鋼絲繩在曳引輪繩槽中的比壓P按下式計算：

（1）對半圓型繩槽或帶切口的半圓型繩槽：

（2）對v型繩槽：

當量摩擦系數(shù)f計算：

（1）對半圓型繩槽或帶切口的半圓型繩槽：

（2）對v型繩槽：

式中：P一比壓：Tm鋼絲繩張力：

β-繩槽切口角；γ-繩槽夾角；

8m鋼絲繩接觸包角；μ-摩擦系數(shù)；

D-曳引輪直徑；d-鋼絲繩直徑；

n-鋼絲繩根數(shù)。

2.3各種型式繩槽的分析比較

（1）半圓型繩槽/帶切口的半圓型繩槽

這兩種繩槽的共同點為曳引繩與繩槽均為弧面接觸。與V型繩槽相比，降低了比壓，改善了接觸面的磨損狀況。而且，f與P不隨磨損而變化。由于帶切口的半圓型繩槽是在半圓型繩槽的底部開了一個寬為b（切口角為B）的切口而形成，因此，可以說半圓型繩槽是帶切口的半圓型繩槽的一個特例。

電梯運行一段時間后，槽面磨損使曳引繩在繩槽中下沉一段距離，8角有所增大，計算時往往取δ=π；但γ角基本保持不變。當曳引繩張力T、根數(shù)n、繩輪直徑D以及曳引繩直徑d設(shè)定時，對于半圓型繩槽而言，f與P均為恒值。對于帶切口的半圓型繩槽而言，f與P均為B的函數(shù)。對于帶切口的半圓型繩槽，比壓，當量摩擦系數(shù)均為單調(diào)增函數(shù)。當β=0時，即為半圓型繩槽的比壓和當量摩擦系數(shù)。

但β值最大不能超過106°，相當于槽下部80%被切除；γ值不應(yīng)小于

半圓槽與曳引繩接觸面積大，曳引繩變形小，有利于延長曳引繩和曳引輪壽命。但這種繩槽的當量摩擦系數(shù)小，因此曳引能力低。為了提高曳引能力，必須用復(fù)繞曳引繩的方法，以增大曳引繩在曳引輪上的包角，它多用在全繞式高速無齒輪曳引機直流電梯上。半圓槽還廣泛用于導向輪、轎頂輪、對重輪的繩槽。

帶切口的半圓型繩槽的曳引繩與繩槽接觸面積減小，比壓增大，曳引繩在切口處發(fā)生彈性變形，部分楔入溝槽中，使當量摩擦系數(shù)大大增加，一般為半圓槽的1.5～2倍，使曳引能力增加。這種槽形既使當量摩擦系數(shù)增大，又使曳引繩磨損減小，特別是當槽形磨損，曳引繩中心下移，由于預(yù)制的切口的作用，使當量摩擦系數(shù)基本保持不變的優(yōu)點，說明其曳引能力較高、可靠性較好。這種槽形在電梯曳引輪上應(yīng)用最多。

（2）V型繩槽

從（c）、（e）式可知，f與P均為槽型角γ的函數(shù)。對于γ的取值，既要提高f，又要控制P，但對于電梯而言，任何情況下，γ值不應(yīng)小于35°。磨損后的V型槽，雖然應(yīng)按（d）式計算f，但f值比常規(guī)帶切口的半圓型繩槽的f值小，且隨著磨損的進行而逐漸變小。這是因為：①γ取值較小，初始磨損后，對應(yīng)的切口角β較小，因而，f值較小。②由于γ角的存在，隨著磨損的進行，對應(yīng)的切口角逐漸減小。

隨著γ的減小，f與P增大，磨損加劇。這種磨損使曳引繩中心下移即曳引輪節(jié)徑D變小。隨著D的變小，P進一步變大，結(jié)果繩槽截面因磨損變?yōu)榘雸A型切口繩槽，當量摩擦系數(shù)很快下降。

雖然V型槽的兩側(cè)，對曳引繩產(chǎn)生很大的擠壓力，曳引繩與繩槽的接觸面積小，接觸面的單位壓力（比壓）大，曳引繩變形大，曳引繩與繩槽間具有較高的當量摩擦系數(shù)，可以獲得很大的驅(qū)動力。但這種槽形的范圍受到限制，只在輕載、低速電梯上應(yīng)用。

3曳引輪使用注意事項

雖然本文從理論上分析了各主要型式繩槽的應(yīng)用場合，但在實際應(yīng)用中，各種磨損依然會出現(xiàn)，為了減少磨損量，延長曳引輪的使用壽命，平時應(yīng)注意以下幾點：

（1）實際上如果各繩槽的耐磨性、硬度及節(jié)圓直徑不一致時，所造成的磨損量很明顯也不一致。因此應(yīng)嚴格控制曳引輪的各項性能指標在國標規(guī)定的范圍內(nèi)。

（2）應(yīng)調(diào)整各曳引繩的張緊力，使其相互的差值在5%范圍內(nèi)。

（3）在電梯運行過程中檢查發(fā)現(xiàn)繩槽磨損超差

時，必須更換或重新加工曳引輪，調(diào)整各鋼絲繩的張緊力使其基本一致。