電梯曳引力試驗(yàn)失敗案例及分析

韓 佳，魏 彤，王雙增

（西安特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測院，陜西西安 710071）

0 引言

電梯曳引驅(qū)動系統(tǒng)是電梯的動力設(shè)備，也稱之為電梯主機(jī)，由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪及反繩輪組成，而曳引機(jī)由電機(jī)、制動器、聯(lián)軸器、曳引輪、減速箱等組成。在日常檢驗(yàn)過程中，電梯曳引力試驗(yàn)的檢驗(yàn)檢測工作是提升電梯檢驗(yàn)工作質(zhì)量、減少電梯事故的必要手段。

1 檢驗(yàn)案例

2021 年5 月8 日檢驗(yàn)人員對某小區(qū)進(jìn)行電梯定期檢驗(yàn)，該小區(qū)電梯已使用5 年，總樓層為33 層，每層兩梯7 戶布局，電梯使用頻率較高，每天大部分時間處于滿載情況。

檢驗(yàn)人員根據(jù)現(xiàn)場情況制定檢驗(yàn)方案。按照TSG T7001—2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則——曳引與強(qiáng)制驅(qū)動電梯》的要求進(jìn)行了電梯空載曳引力試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)電梯轎廂在過了極限位置后鋼絲繩沒有和曳引輪相互摩擦打滑的情況，仍然在向上運(yùn)行，檢驗(yàn)人員立即停止試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)對重側(cè)鋼絲繩其中一根比較松弛，與其他幾根鋼絲繩張力明顯不同。到電梯基層打開層門發(fā)現(xiàn)對重已經(jīng)壓實(shí)其緩沖器，同時電梯對重側(cè)曳引鋼絲繩脫槽（圖1、圖2）。

圖1 對重側(cè)鋼絲繩

圖2 轎廂側(cè)鋼絲繩

根據(jù)TSG T7001—2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則 曳引與強(qiáng)制驅(qū)動電梯》的要求將上限位開關(guān)（如果有）、極限開關(guān)和緩沖器柱塞復(fù)位開關(guān)（如果有）短接，以檢修速度將空載轎廂提升，當(dāng)對重壓在緩沖器上后，繼續(xù)使曳引機(jī)按上行方向旋轉(zhuǎn)，觀察是否出現(xiàn)曳引輪與曳引繩產(chǎn)生相對滑行現(xiàn)象，或者曳引機(jī)停止旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，即可判定試驗(yàn)合格，若非即為試驗(yàn)不合格。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求判定此次試驗(yàn)結(jié)果不合格。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 曳引力變化

現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)鋼絲繩和曳引輪存在著不均勻磨損（圖3），同時繩槽和帶切口的為V 形槽。

圖3 不均勻磨損的曳引輪

根據(jù)GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》附錄M 中對電梯曳引力計(jì)算：T1/T2≥efα，用于轎廂滯留工況（對重壓在緩沖器上，曳引機(jī)向上方向旋轉(zhuǎn)）。其中，f 是當(dāng)量摩擦因數(shù)，α 是鋼絲繩在繩輪上的包角，T1、T2是曳引輪兩側(cè)曳引繩中的拉力。

由分析可知，T1/T2代表曳引力的大小，取決于當(dāng)量摩擦因數(shù)f 和α包角，而當(dāng)量摩擦因數(shù)f 取決于鋼絲繩材料和鋼絲繩與曳引輪潤滑程度的變化。

2.1.1 包角α 增大

雖然α 由電梯出廠時設(shè)計(jì)制造的繩槽類型決定，但是其也會隨著鋼絲繩材料和鋼絲繩與曳引輪的潤滑程度及電梯的使用情況和工作狀態(tài)的不同而不同。即當(dāng)α 增大到一定值時，會出現(xiàn)T1/T2≤efα，不符合曳引力計(jì)算公式，因此導(dǎo)致試驗(yàn)不合格。

2.1.2 當(dāng)量摩擦因數(shù)f 增大

當(dāng)量摩擦因數(shù)f=μ{1（/sinγ/2）（}轎廂滯留工況），其中在任何情況下γ 值不應(yīng)小于35°，式中：β 是下部切口角度值，γ 是槽的角度值，μ 是摩擦因數(shù)。由公式可知當(dāng)量摩擦因數(shù)f 與摩擦因數(shù)μ 的數(shù)值成正比，與γ 成反比。

摩擦因數(shù)計(jì)算公式：μ=0.2（轎廂滯留工況），由此可知在此情況下當(dāng)量摩擦系數(shù)f 只與γ成反比；當(dāng)鋼絲繩與曳引輪槽磨損時，有可能會導(dǎo)致γ 角度變小，當(dāng)γ 不斷減小時，由公式f=μ{1（/sinγ/2）}可知f 會不斷增大，當(dāng)f 增大到一定數(shù)值后就會出現(xiàn)T1/T2≤efα，不符合曳引力計(jì)算公式，因此導(dǎo)致試驗(yàn)不合格。

2.2 鋼絲繩脫槽原因分析

2.2.1 鋼絲繩張緊力不均勻

從圖1 可以看出鋼絲繩只有一根繩脫槽，表明此根鋼絲繩的張緊力有可能與其他鋼絲繩的張緊力不同。在維保人員恢復(fù)脫槽的鋼絲繩之后，檢驗(yàn)人員現(xiàn)場通過測力計(jì)測試不同鋼絲繩的張力，發(fā)現(xiàn)脫槽鋼絲繩的張緊力與其他鋼絲繩張緊力存在較大的偏差值。而鋼絲繩的張緊力不均勻會使鋼絲繩與曳引力表面的摩擦力不均勻，導(dǎo)致鋼絲繩與曳引輪產(chǎn)生一定程度的磨損量，減少其使用壽命。

根據(jù)TSG T7001—2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則——曳引與強(qiáng)制驅(qū)動電梯》第5.1 項(xiàng)的規(guī)定，懸掛裝置及補(bǔ)償裝置的斷絲、磨損、變形等情況進(jìn)行定量判斷（圖4）。出現(xiàn)下列情況之一時，懸掛及補(bǔ)償鋼絲繩應(yīng)當(dāng)報廢。

圖4 鋼絲繩斷絲

（1）籠狀畸變、繩股擠出、扭結(jié)、部分壓扁、彎折。

（2）一個捻距內(nèi)出現(xiàn)的斷絲數(shù)大于表1列出的數(shù)值，其中斷絲數(shù)的參考長度為一個捻距，約為6d（d 表示鋼絲繩的公稱直徑）。

表1 鋼絲繩斷絲數(shù) 根

（3）鋼絲繩直徑小于其公稱直徑的90%。

（4）鋼絲繩嚴(yán)重銹蝕，鐵銹填滿繩股間隙。

采用其他類型懸掛裝置的，懸掛裝置的磨損、變形等不得超過制造單位設(shè)定的報廢標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 曳引輪輪槽有比較明顯的磨損

以下情況之一可以視為曳引輪輪槽有嚴(yán)重磨損。

（1）曳引輪輪槽磨損到其中任意一根鋼絲繩肉眼可見的低于其他鋼絲繩，接觸到了曳引輪的槽底部。

（2）任意兩根鋼絲繩在繩槽上的工作面高度差大于4 mm。

在這兩種情況下，如果電梯轎廂從最底層站運(yùn)行到最高樓層站后，該兩根鋼絲繩會產(chǎn)生運(yùn)行差，此運(yùn)行差下，如果鋼絲繩不打滑，則會對鋼絲繩產(chǎn)生較大的損傷；如果鋼絲繩打滑，則會對曳引輪和鋼絲繩同時產(chǎn)生較大的損傷。

檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)在此類情況下，認(rèn)為輪槽磨損可能會影響其曳引能力時，可以在現(xiàn)場檢驗(yàn)過程中進(jìn)行電梯運(yùn)行、電梯上行制動、電梯下行制動、電梯靜態(tài)曳引等試驗(yàn)來驗(yàn)證輪槽磨損是否影響了曳引能力。

但當(dāng)輪槽雖然有較嚴(yán)重的磨損，但進(jìn)行上述試驗(yàn)結(jié)果均為合格，則該項(xiàng)可判定為合格，但是在《特種設(shè)備檢驗(yàn)意見通知書》中應(yīng)如實(shí)填寫曳引輪輪槽磨損情況，建議使用單位更換曳引輪。

2.2.3 鋼絲繩防脫槽裝置安裝設(shè)置不合理

根據(jù)出廠設(shè)計(jì)，每臺電梯的曳引輪出繩端均應(yīng)安裝鋼絲繩防脫槽裝置，而且曳引輪邊緣與該裝置的最大間隙不超過鋼絲繩直徑的1/5，當(dāng)間隙過大時，在電梯高速運(yùn)行過程中或者電梯曳引輪運(yùn)行振動過大時都可能產(chǎn)生鋼絲繩脫槽現(xiàn)象。

2.2.4 電梯鋼絲繩維保不到位

小區(qū)物業(yè)不斷追求低價格的電梯維保費(fèi)用，導(dǎo)致維保電梯的公司和人員不斷更換，電梯長期處于高頻率的使用，但等不到有效的維護(hù)保養(yǎng)，致使鋼絲繩沒有定期清洗、加油潤滑，最終導(dǎo)致電梯鋼絲繩過于干燥，摩擦力過大，與曳引輪相互摩擦，生銹。

在進(jìn)行電梯空載曳引力試驗(yàn)時，鋼絲繩因長期未得到有效保養(yǎng)而干燥、生銹，在轎廂不斷向上運(yùn)行、對重壓住緩沖器后，鋼絲繩與曳引輪摩擦力過大，導(dǎo)致兩者相互摩擦嚴(yán)重，既引起曳引輪的不均勻磨損也磨損鋼絲繩，最終鋼絲繩脫槽，試驗(yàn)失敗（圖5）。

圖5 生銹鋼絲繩脫槽

針對此種現(xiàn)象，電梯維保人員應(yīng)在轎廂無人乘坐的情況下，電梯調(diào)至檢修停止服務(wù)狀態(tài)，在主要樓層設(shè)置電梯檢修防護(hù)欄，維保人員站在轎頂平坦的位置用清潔布對鋼絲繩繩頭端部進(jìn)行局部清洗，并進(jìn)一步檢查繩槽磨損情況；在清潔完成后選用專業(yè)維護(hù)潤滑劑對鋼絲繩進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐櫥?，控制鋼絲繩與曳引輪摩擦力使之處在合適的范圍內(nèi)。

3 安全隱患及預(yù)防措施

3.1 轎廂沖頂

在對重壓實(shí)在緩沖器上時，如果曳引能力過強(qiáng)繼續(xù)提升空載轎廂，容易造成沖頂撞壞轎廂及安全開關(guān)，同時導(dǎo)致乘客受傷。

3.2 鋼絲繩松弛脫槽，曳引輪嚴(yán)重磨損

在曳引力過大轎廂沖頂情況下易導(dǎo)致鋼絲繩松弛、甚至脫槽，影響鋼絲繩與曳引輪摩擦因數(shù)和包角，加重曳引輪磨損程度，在曳引機(jī)失電后造成轎廂自由下落，觸動安全鉗，造成乘客受傷。

3.3 預(yù)防措施

應(yīng)定期對物業(yè)人員、電梯維保人員進(jìn)行宣講培訓(xùn)，讓他們做好日常的巡查和保養(yǎng)工作，加強(qiáng)對電梯的管理；并告誡使用單位電梯維護(hù)保養(yǎng)是一件很重要的事項(xiàng)，不能只衡量維保公司的報價，更應(yīng)該重視維保公司的人員資質(zhì)、能力以及責(zé)任心；同時在一些人流量比較密集、人員比較復(fù)雜的社區(qū)經(jīng)常開展一些電梯知識的普及工作，演示如何正確使用電梯，宣教愛護(hù)電梯人人有責(zé)；最后現(xiàn)場檢驗(yàn)人員也應(yīng)針對不同社區(qū)的電梯情況進(jìn)行記錄統(tǒng)計(jì)，合理細(xì)致地安排檢驗(yàn)方案，及時將一些安全性問題及現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的問題整改落實(shí)到位。

4 結(jié)束語

隨著我國人口數(shù)量的增加，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提升，電梯已經(jīng)是人民生活不可或缺的運(yùn)載設(shè)備。本文針對現(xiàn)場檢驗(yàn)的一些問題案例進(jìn)行分析，希望能夠在檢驗(yàn)過程中不斷提升電梯質(zhì)量，為電梯質(zhì)量安全保駕護(hù)航。