電梯主機曳引力不足情況下的應對方案分析

何新春 王志剛 林源

摘 要：電梯驅(qū)動主機制動器是電梯不可或缺的安全保護裝置，也是電梯的核心組成部件，其作用主要是保證電梯正常運行時的可靠制停，其重要性相當于車輛的剎車系統(tǒng)，制動器一旦失效，電梯將會失控。電梯驅(qū)動主機制動器的安全性能對于電梯的長期安全穩(wěn)定運行具有重要意義。

關鍵詞：電梯;主機

1 相關參數(shù)

相關參數(shù)如下：空轎廂及其支承的部件的質(zhì)量P=1 280.0kg，額定載重量Q=1 000.0kg，額定速度v=1.50m/s，電梯的運行加（減）速度a=0.80m/s2，平衡系數(shù)ψ=0.475，電梯的行程高度H=30.0m，鋼絲繩在繩輪上的包角α=157.0°（2.7388弧度），曳引輪下部切口角度β=96°（1.674 7弧度），曳引輪槽的角度γ=35°（0.610 6弧度），鋼絲繩的倍率r=2，鋼絲繩的數(shù)量ns=6，鋼絲繩單位長度質(zhì)量qmsr=0.347kg/m，補償繩的數(shù)量nc=0，補償繩/鏈單位長度質(zhì)量qmcr=2.980kg/m，補償繩/鏈張緊裝置質(zhì)量Mcomp=0.0kg/m，隨行電纜數(shù)量nt=1，隨行電纜單位長度質(zhì)量qmtrav=1.250kg/m，自然對數(shù)的底e=2.718 28，重力加速度g=9.8 m/s2。

2 摩擦系數(shù)計算

（1）當量摩擦系數(shù)

式中：β—下部切口角度;

γ—槽的角度;

μ—摩擦系數(shù)。

（1）在裝載工況條件下，μ=0.1;

（3）在轎廂滯留工況條件下，μ=0.2。

（3）當量摩擦系數(shù)的計算：

（1）在裝載工況條件下，f=0.195;

（2）在緊急制停條件下，f=0.150;

（3）在轎廂滯留工況條件下，f=0.389。

3 曳引力的驗算

曳引電梯的曳引力按照GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》附錄M的方法進行驗算。按照附錄M，用下面公式：

T1/T2≤e fα，用于轎廂裝載和轎廂緊急制動工況;

T1/T2≥e fα，用于轎廂滯留工況（對重壓在緩沖器上，曳引機向上方向旋轉(zhuǎn)）。即必須使曳引輪和曳引繩打滑，以防止繼續(xù)驅(qū)動轎廂上行，發(fā)生危險。

式中：T1、T2—曳引輪兩側(cè)曳引繩中的拉力。

曳引力驗算必須同時滿足以下3種工況。

3.1 轎廂裝載工況

轎廂裝載工況。T1/T2的靜態(tài)比值應按照轎廂裝有125%額定載荷并考慮轎廂在井道的不同位置時的最不利情況進行計算。計算轎廂裝有125%額定載荷在底層的工況。

結(jié)論：在轎廂裝載工況條件下，當載有125%額定載荷的轎廂位于最低層站時，符合要求。

3.2 緊急制動工況

緊急制動工況時T1/T2的動態(tài)比值應按照轎廂空載在最高層和轎廂裝有額定載荷在最底層時的最不利情況進行計算。每一個運動部件都應正確考慮其減速度和鋼絲繩的倍率。

（1）當載有100%額定載荷的轎廂位于最底層站時。

結(jié)論：緊急制動工況，當載有100%額定載荷的轎廂位于最底層站時，曳引鋼絲繩可能會在曳引輪上滑移，不符合要求。

當空載的轎廂位于最高層站時。

對重側(cè)曳引鋼絲繩的重量

隨行電纜的重量

結(jié)論：緊急制動工況，當空載的轎廂位于最高層站時，曳引鋼絲繩可能會在曳引輪上滑移，不符合要求。

從以上2種工況的計算結(jié)果得出緊急制動工況下曳引力不滿足要求，通常情況下，提升高度30m以內(nèi)不需要配置補償鏈，為彌補曳引力不足，嘗試增加補償鏈。

4 電梯主機曳引力不足情況下的其他應對方案

主機曳引力不足時，可以通過多種方式增加曳引能力。

（1）改變繩槽形狀及繩槽材料，提高當量摩擦系數(shù)。這種方式適用于新梯型的設計階段，對曳引繩槽的選用方案進行充分的設計及驗證。這種方式不適用于應對非標準情況下的曳引力不足，主要是因為改變繩槽的設計參數(shù)加大了曳引輪的制造難度，而非標小批量生產(chǎn)的成本高昂，同時對鋼絲繩的磨損也會加大。

（2）增加包角，比如可以通過加大主機曳引輪和導向輪之間的高度差來增加包角，但是這種方法只適用于曳引力相差不大的情況，差距太大不適用，同時機房高度也對這種方式的運用造成限制;也可以通過在主機和導向輪之間增加壓輪，來增加包角，但是這種方法對鋼絲繩的壽命影響太大，會增加后期維護的成本，也不建議使用。另外，也可以采用復繞的方式，復繞的方式在中高速電梯上廣泛使用，一方面可以增加曳引輪的包角，另一方面縮減了機房的空間，減少了不必要的材料浪費，很好地解決了中高速電梯中出現(xiàn)的曳引力不足的問題。

（3）在轎廂側(cè)增加重塊，根據(jù)轎廂裝載和轎廂緊急制動工況時的曳引力必須滿足T1/T2≤e fα可知，轎廂加重塊也可以提高電梯曳引能力，但是轎廂加重塊必然會造成材料上的浪費和成本上升，因此通過轎廂加重塊的辦法來提高電梯曳引能力是一種不得已的處理辦法，一般可以作為解決現(xiàn)場曳引機打滑時的應急措施，在設計時應盡量避免。

4 結(jié)語

通過以上分析，大家認識到曳引能力的提高方式有多種途徑，設計人員在進行設計時需要根據(jù)實際情況進行綜合考慮。在新電梯設計階段，對曳引機進行恰當?shù)倪x型、選用適當?shù)匿摻z繩繞繩方式;在臨時解決曳引力不足問題時，優(yōu)先選用增加補償鏈的方式，通過增加補償鏈來彌補曳引力不足，如果電梯已經(jīng)配置補償鏈依然曳引力不足，可以通過轎廂加重塊的方式來達到同樣的效果，但是需要同時校核主機軸負荷等是否滿足要求。

參考文獻

[1]GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（含第1號修改單）.

[2]電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則（TSG T7001-2009，含第1、2、3號修改單）.