電梯曳引輪球鐵材質(zhì)的改進及質(zhì)量控制探討

王茂安

（湖南省特種設(shè)備檢驗檢測研究院株洲分院，湖南 株洲 412000）

曳引輪是曳引機上的驅(qū)動輪，電梯通過鋼絲繩與曳引輪緣上繩槽的摩擦力傳遞曳引動力傳遞動力。曳引輪要承受電梯轎廂自重、載重和對重的全部重量，在材料上多用球墨鑄鐵，以保證具有一定的強度和韌性。同時，為了減少曳引鋼絲繩在曳引輪槽內(nèi)的損害，除了選擇合理的曳引輪槽形外，對繩槽的工作表面的粗糙度、硬度做了一定的規(guī)定。

曳引輪與鋼絲繩組成的摩擦副是實現(xiàn)電梯轎廂運行的基本條件，而曳引輪質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接影響到電梯本身的質(zhì)量和安全運行。曳引輪和曵引鋼絲繩因其價格較低，生產(chǎn)、維護維修的技術(shù)較為成熟，使其在現(xiàn)實中得以廣泛應(yīng)用?；谝陨显?，曳引輪在傳動技術(shù)、質(zhì)量方面的優(yōu)化，具有良好的實用性，也能提高電梯的安全性與可靠性。

1 改進常規(guī)曳引輪球鐵的材質(zhì)

當(dāng)曳引輪整體處在運行過程中的時候，會因為很多不同種類、形式的原因而出現(xiàn)磨損的情況，所以工作槽位置需要具備良好的硬度、韌性，并且對其耐磨性能方面有嚴格的要求。

事實上，對力學(xué)性能以及耐磨損性能產(chǎn)生直接影響的是材料金相組織。當(dāng)前鑄造工業(yè)在技術(shù)、設(shè)備、生產(chǎn)力方面都獲得了創(chuàng)新優(yōu)化，并且，當(dāng)前原材料純凈程度也逐漸在獲得強化提升，合金資源也在持續(xù)豐富，曳引輪球鐵的加工制造技術(shù)愈加成熟。在對鑄件進行熱處理操作后，可以有效強化提升其硬度、強度等，整體組織也會獲得有效改善，同時，輪槽處理相關(guān)技術(shù)也隨之得以持續(xù)完善。所以，可基于鑄造合金化和熱處理提升曳引輪材料的性能。

1.1 鑄造強化和合金化處理

在針對球鐵進行鑄造熔煉的過程中，因為原材料來源、成本因素的影響，企業(yè)在技術(shù)與經(jīng)驗方面各有千秋，而基于國內(nèi)獨特的技術(shù)優(yōu)勢——稀土鎂球化劑進行鑄造強化，可以提升鑄件表面的抗腐蝕性、抗磨損性。而在針對球鐵進行低合金化的時候，其能夠?qū)﹁T件性能進行有效改善。也就是說，球鐵的合金化處理相關(guān)技術(shù)，能夠獲得極為良好的收效。

1.2 球墨鑄鐵件的不完全奧氏體化正火熱處理

曳引力熱處理正火時能夠提升冷卻速度，產(chǎn)生更多的珠光體。事實上，曳引力在正火之后，能夠讓組織得以細化、均勻化，填補了鑄造人接導(dǎo)致的晶體粗大等諸多組織缺陷。由于一些奧氏體化正火工藝較為簡單，一般應(yīng)用較為廣泛，在批量生產(chǎn)的過程中，其能夠強化提升機械加工的生產(chǎn)力與精度，盡量規(guī)避機床和刀具實際應(yīng)用中產(chǎn)生的磨損，并且能夠收獲更豐富的經(jīng)濟效益。

輪槽側(cè)面位置的加工處理難度比較突出，粗糙度也比較低，而經(jīng)過熱處理操作后，能夠有效強化其加工表面的粗糙程度，這對摩擦部分表面的狀況進行了有效改善，槽部的耐磨性更良好。因為細片狀的體重含有薄碳化物，所以有助于其抗磨損性能的提升。而少量碳化物與磷共晶組織由于較脆、強度偏低，存在硫化夾雜物會對其強度產(chǎn)生制約影響，所以一定要對其生成、含量等進行嚴格管控，確保輪槽部具有良好的強度與韌性。因為難以在本體中獲得試棒，也就是說，其一般都是在對應(yīng)厚度單柱試棒相關(guān)間的獲得，并不是工作槽部的真實性能。曳引輪槽位屬于使用部位，基于槽部得到硬度與金相組織，其會對摩擦、磨損性能產(chǎn)生直接影響，應(yīng)該劃入必檢項目中，企業(yè)可依據(jù)自身實際經(jīng)驗進行明確與選擇。

2 高強度球鐵曳引輪實際生產(chǎn)質(zhì)量的有效管控

在對高強度球鐵曳引輪進行實際生產(chǎn)的時候，不僅要遵照常規(guī)球鐵的質(zhì)量要求進行管控，實際生產(chǎn)中還要著重注意以下方面。

熔煉過程中，一定要基于高純晶的原輔材料，尤其是要嚴格管控鑄造生鐵、回爐料等諸多雜質(zhì)、毒害元素等進行合理管控。并且使用對應(yīng)有效的方式對鐵水實際澆筑中的溫度、化學(xué)成分等進行合理管控，實時對鐵水的質(zhì)量進行針對性測量，凈化鐵水的同時進行有效處理。

輪類鑄件造型通常都屬于水平分型，而球墨鑄鐵一般是共晶同時凝固，并且凝固過程中沒有堅固外殼，也不容易進行補縮，如果鑄形的剛度不足，會漲大型腔，形成疏松組織，如針狀開孔類疏松組織。所以，要使用高壓、樹脂砂、覆膜砂等鑄形退讓性小的方式。如果曳引輪的外圓槽位置比較厚，且冷卻偏慢，槽部一定要進行致密組織，基于對打箱時間、金屬外形覆砂的厚度以及外援操部家冷鐵提升冷卻速度等方式的有效管控，來強化提升其強度。生產(chǎn)加工過程中，要基于共晶同時凝固進行補縮，同時還需要使用其他方式進行補縮處理，比如，直接以及釋壓冒口等。冒口冷卻的溫度不同，其硬度較低，外圓槽的硬度交叉。因此，在實際澆注中，應(yīng)該對鑄鐵不同位置的冷卻速度、溫度等進行調(diào)整，這樣來確保鑄件性能，同時，要明確鑄造處理過程中，其化學(xué)成分、熱處理工藝、技術(shù)等有關(guān)，遵照是生產(chǎn)的條件進行過程管控，確保性能與進行組織都是穩(wěn)定的。如果球鐵在實際應(yīng)用中產(chǎn)生嚴重的磨損，在實際設(shè)計工作中，要予以高度重視。

球墨鑄鐵等諸多等溫淬火技術(shù)，如果面對的是幾何尺寸比較負載的工件，其是存在一定局限性的，如果面對的鑄件形態(tài)較為簡單，比較適合應(yīng)用等溫淬火相關(guān)技術(shù)。企業(yè)需要適當(dāng)增加熱處理技術(shù)相關(guān)的設(shè)備，質(zhì)量穩(wěn)定，提升附加值，合理提升成本投入數(shù)量是可以的。

球墨鑄鐵的強度較高，具有良好的熱性，其硬度較低，所以前期具有良好的摩擦、磨損性能，同時，會導(dǎo)致槽部形狀機存在一定加工難度，所以需要在實際加工中對技術(shù)工藝、刀具等機型及時調(diào)整，兼顧等溫處理技術(shù)方面的合理調(diào)整。因為球墨鑄鐵的性能良好，要對外形尺寸方面進行重新設(shè)計，對其質(zhì)量進行降低，滿足工件輕量化的生產(chǎn)發(fā)展趨勢。

3 摩擦副、摩擦、磨損相關(guān)問題

3.1 匹配球磨鑄鐵材質(zhì)曳引輪和鋼絲繩摩擦副的材質(zhì)

球墨鑄鐵材質(zhì)的曳引輪，其摩擦因數(shù)以及固體自潤滑、減磨減震作用，其具有良好的經(jīng)濟價值，能夠進行批量生產(chǎn)，可以進行回收利用等，可優(yōu)先選擇此種材質(zhì)進行生產(chǎn)制造。

在設(shè)計電梯產(chǎn)品的時候，一定要對其材質(zhì)、作用、使用壽命等情況進行兼顧，電梯應(yīng)用與維護保養(yǎng)的過程中，雖然鋼絲繩的更換更為便捷，卻不能因此對曳引輪硬度進行簡單提升。

鋼絲繩實際運行中需要承受狡辯張力以及彎曲應(yīng)力、接觸應(yīng)力等，其會比鋼絲成承受應(yīng)力的狀態(tài)更加復(fù)雜，曳引輪一般需要承受更多摩擦力與接觸壓力，主要的破壞影響形式是微動農(nóng)村以及點蝕疲勞。鋼絲繩受力狀態(tài)比較復(fù)雜，鋼絲繩直徑以及繩槽磨損厚度的尺寸差別大，為了能夠?qū)︿摻z繩進行有效保護，要基于鋼絲繩本身的強度、硬度都比曳引輪高為佳，也就是說超過8HRC 的硬度較為適合。規(guī)避球鐵材料實際運行中所形成的黏結(jié)剪切性磨損，一般情況下，不會應(yīng)用強度良好的抗磨損鑄件。

3.2 優(yōu)先選擇應(yīng)用球墨鑄鐵

因為球磨逐漸具有良好的強度屬性，同時其韌性、塑性屬性都較為良好，具有良好的抗疲勞性質(zhì)，能夠?qū)σ芬喌哪p問題進行有效解決，也就是說，當(dāng)鋼絲繩和鋼輪進行匹配的時候，鋼絲繩的疲勞程度、使用壽命會因為輪槽表面強度的變化而產(chǎn)生變化，滑輪繩槽的表面硬度太高、太低，都會直接影響鋼絲繩的使用壽命。而在進行新產(chǎn)品研發(fā)的過程中，基于同等材質(zhì)在滑動磨損試驗機上進行前期、快速地磨損試驗，基于此來縮減進行開發(fā)、試驗工作的周期。

4 結(jié)語

綜上所述，電梯球磨鑄鐵材質(zhì)的曳引輪，在經(jīng)過熱處理以及合金化處理后，能夠強化提升其力學(xué)性能，并且對金相組織進行有效改善，基于此，強化提升曳引輪本身的摩擦、耐磨損作用。在進行鑄造與熱處理的過程中，對整個過程進行嚴格的質(zhì)量管控。優(yōu)先選擇應(yīng)用使用強度高、硬度低且具有良好塑性的材料制作曳引輪，可以對鋼絲繩進行有效保護。在對電梯產(chǎn)品進行設(shè)計的過程中，基于磨損試驗結(jié)果，選擇對應(yīng)合理地匹配材料，充分發(fā)揮出其實際作用。