電梯曳引輪輪槽磨損影響因素分析

黃健

摘 要：電梯運(yùn)行過程中曳引輪不斷旋轉(zhuǎn)，通過輪槽與鋼絲繩之間的摩擦力為電梯轎廂運(yùn)動提供動力，即曳引力。常用輪槽型式主要有U型、帶切口U型和V型。U型槽由于當(dāng)量摩擦系數(shù)較小，可采用復(fù)繞方法增大鋼絲繩包角以提高曳引能力，多用于導(dǎo)向輪、轎頂輪等。相對于U型槽來說，帶切口U型槽和V型槽由于具有更大的曳引能力，應(yīng)用更廣泛。輪槽磨損對電梯運(yùn)行安全性和乘梯體驗具有重要影響，本文介紹了曳引輪磨損相關(guān)檢驗標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，并重點(diǎn)從曳引輪出廠加工質(zhì)量、鋼絲繩、輪繩型號選擇、裝配誤差等角度對影響曳引輪輪槽磨損的原因進(jìn)行了綜合分析。

關(guān)鍵詞：磨損;曳引輪;鋼絲繩;曳引能力

引言

建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，使我國公共設(shè)施行業(yè)和房地產(chǎn)行業(yè)取得了顯著進(jìn)步，促使電梯數(shù)量不斷增多。目前，我國曳引式電梯在應(yīng)用過程中存在一系列的安全問題，為了確保曳引式電梯在運(yùn)行時的穩(wěn)定性和安全性，要攻克這些問題。輪槽磨損是曳引式電梯中的常見問題，為了確保曳引式電梯穩(wěn)定運(yùn)行，要加強(qiáng)對這一問題的探討。

1電梯曳引輪槽嚴(yán)重磨損表現(xiàn)形態(tài)

電梯在運(yùn)行中，曳引鋼絲繩與曳引輪槽相互作用引起輪槽適當(dāng)?shù)哪p是正常的，但磨損過快，尤其是各輪槽發(fā)生不規(guī)律的嚴(yán)重磨損時，不但會影響曳引輪壽命，還會造成電梯運(yùn)行的不平穩(wěn)，甚至?xí)斐砂踩鹿省Ｔ诒疚闹?，筆者僅描述電梯曳引輪槽嚴(yán)重磨損的兩種表現(xiàn)形態(tài)：（1）不均勻磨損，表現(xiàn)為各輪槽磨損程度是嚴(yán)重不同步的，此種磨損形態(tài)會引起曳引輪槽與曳引鋼絲繩之間產(chǎn)生滑動摩擦，導(dǎo)致曳引輪槽磨損加速，此安全隱患需要及時處理;（2）磨損已造成曳引輪槽形狀發(fā)生了質(zhì)的改變，即曳引鋼絲繩落入輪槽底部，此種磨損形態(tài)已嚴(yán)重影響到電梯的曳引能力，應(yīng)立即更換或者重新加工曳引輪槽，恢復(fù)電梯的曳引能力。GB/T31821-2015《電梯主要部件報廢技術(shù)條件》第4.2.4b）條已將曳引輪槽的不正常磨損作為了曳引輪報廢的技術(shù)條件，因此，應(yīng)該想辦法避免上述兩種曳引輪槽嚴(yán)重磨損形態(tài)的出現(xiàn)。

2磨損原因分析

2.1曳引輪加工質(zhì)量的影響

2.1.1輪槽力學(xué)性能

曳引輪輪槽表面應(yīng)具有一定的硬度且硬度應(yīng)均勻?！峨娞菀芬龣C(jī)》（GB/T24478—2009）4.2.3.7規(guī)定，曳引輪繩槽面應(yīng)采用與曳引繩耐磨性能相匹配的材質(zhì)，曳引輪繩槽面材質(zhì)應(yīng)均勻，其硬度差不應(yīng)大于15HB，在主機(jī)型式試驗時應(yīng)對該項進(jìn)行檢查。曳引輪一般采用球墨鑄鐵鑄造后經(jīng)機(jī)械切削加工制造，造成硬度差不符合規(guī)范的主要原因是成形工藝參數(shù)控制不當(dāng)，如鑄造時造型溫度場分布不合理將造成曳引輪組織出現(xiàn)宏觀偏析。曳引輪材料應(yīng)具有高的抗壓性、抗磨損性和抗振性，對應(yīng)的曳引繩材料應(yīng)具有高彈性、高韌性和較高的疲勞抗力，兩者力學(xué)性能應(yīng)相匹配。若輪槽表面硬度明顯低于鋼絲繩硬度，將降低輪槽抗磨損性能，導(dǎo)致輪槽過快磨損。

2.1.2曳引輪出廠尺寸

如曳引輪出廠時各輪槽加工誤差較大，各輪槽節(jié)圓直徑不一致，也會進(jìn)一步加劇輪槽的不均勻磨損。由于節(jié)圓尺寸不一致，當(dāng)轎廂上行或下行運(yùn)動一定時間時，磨損的輪槽和未磨損輪槽對應(yīng)的鋼絲繩移動距離不一致，導(dǎo)致鋼絲繩繩頭壓縮量不一致、各根鋼絲繩所受張力被重新分布。當(dāng)曳引輪兩側(cè)鋼絲繩拉力比大于該輪槽曳引系數(shù)時，曳引條件被破壞，鋼絲繩將在該輪槽中產(chǎn)生滑移。在轎廂運(yùn)動過程中，出現(xiàn)不均勻磨損的輪槽相對于其他未磨損輪槽先達(dá)到滑移條件，滑移后各鋼絲繩張力重新分布，隨著轎廂的繼續(xù)提升，將導(dǎo)致下一次滑移，如此循環(huán)往復(fù)。鋼絲繩在曳引輪槽中的滑移將加劇該輪槽的磨損，反過來，輪槽的磨損越劇烈將導(dǎo)致更高的滑移頻率，又加劇了輪槽磨損，形成惡性循環(huán)。

2.2曳引鋼絲繩張力分析

實踐證明，電梯在使用過程中，曳引鋼絲繩在輪槽內(nèi)的比壓（即徑向力）大小與輪槽的磨損程度通常成正比。比壓是由曳引鋼絲繩的張力形成的，所以各曳引鋼絲繩的張力相差較大，導(dǎo)致各曳引輪槽承受的比壓不同，就會造成輪槽不均勻磨損。現(xiàn)實中發(fā)現(xiàn)，有極少數(shù)電梯使用單位為了降低成本，減少電梯曳引鋼絲繩在曳引輪槽上的布置數(shù)量，增加了單位曳引鋼絲繩對曳引輪槽的張力，導(dǎo)致部分曳引輪槽磨損嚴(yán)重，造成了安全隱患。

2.3鋼絲繩與曳引輪槽不匹配

為了確保曳引式電梯運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，采用的鋼絲繩與曳引輪槽必須相互匹配，若存在不匹配情況會引發(fā)事故。而從曳引式電梯的具體應(yīng)用情況來看，通常會出現(xiàn)鋼絲繩與輪槽不匹配情況，這會導(dǎo)致曳引輪槽在應(yīng)用期間受到較為嚴(yán)重磨損，情況嚴(yán)重會導(dǎo)致鋼絲繩發(fā)生彈跳現(xiàn)象，不僅對電梯乘坐的舒適度造成影響，而且還會引發(fā)安全事故。

2.4缺少專業(yè)的維護(hù)保養(yǎng)

充分潤滑的鋼絲繩彎曲時，繩股之間及鋼絲之間容易相對滑動，摩擦阻力較小、磨損少，疲勞壽命相對較長。繩芯中所含潤滑油不足，將導(dǎo)致繩芯變干，造成繩芯直徑萎縮。鋼絲繩各股在張力的作用下擠在一起，造成繩股之間和各鋼絲之間摩擦增加，形成內(nèi)部磨損，降低了鋼絲繩的使用壽命。在這種情況發(fā)生時，其表面像生銹一樣，鋼絲繩繩股之間會出現(xiàn)紅色的銹粉，即“紅粉”。但這種“紅粉”的形成機(jī)理與因潮濕導(dǎo)致的鋼絲繩表面生銹不同，潮濕導(dǎo)致的生銹是一種電解反應(yīng)，而這種“紅粉”是由于各鋼絲之間相互磨損的增加，鋼絲表面被磨下一層鐵粉，在空氣中氧化形成Fe2O3粉末。

根據(jù)GB/T8903-2018《電梯用鋼絲繩》的要求，電梯上采用的鋼絲繩繩芯有纖維芯（FC）和鋼芯（WC）兩種。

纖維芯捻制成鋼絲繩后，繩芯有含油率的要求，以確保鋼絲繩在使用過程中得到充分的潤滑，降低摩擦阻力，同時可以降低空氣中濕氣的影響。纖維芯鋼絲繩在維護(hù)保養(yǎng)過程中是不允許對鋼絲繩采取加潤滑油處理的，當(dāng)鋼絲繩出現(xiàn)繩芯干涸、表面磨損時，應(yīng)及時更換鋼絲繩。

鋼芯鋼絲繩由于其本身具有更強(qiáng)的韌性和抗延展性，一般用于高層、高速電梯上，該電梯便采用鋼芯鋼絲繩。對于鋼芯鋼絲繩的保養(yǎng)要求，各廠家都制定了嚴(yán)格的定期保養(yǎng)、定期上油措施。

在更換維保單位之后，新的維保單位對該電梯鋼絲繩的狀況并不了解，未采取原廠家要求的對電梯鋼絲繩進(jìn)行必要的保養(yǎng)和上油，導(dǎo)致鋼絲繩繩芯長期處于干涸狀態(tài)，于是鋼絲繩出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，進(jìn)而發(fā)展成鋼絲繩與曳引輪之間的磨損。

3曳引式電梯的檢驗檢測

3.1檢驗檢測曳引輪槽

檢驗檢測曳引輪槽時，要將重點(diǎn)放在檢查鋼絲繩下沉量。一般來說，要依據(jù)檢驗檢測標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制輪槽應(yīng)用時的下沉量，若檢測發(fā)現(xiàn)下沉量超出了檢測標(biāo)準(zhǔn)，說明輪槽磨損異常，需要檢修輪槽。在現(xiàn)場檢查期間，若發(fā)現(xiàn)輪槽磨損較為嚴(yán)重，為了避免其造成更加嚴(yán)重的影響，要立即進(jìn)行更換。

3.2超空載檢驗檢測

檢驗檢測期間要詳細(xì)檢查電梯的運(yùn)行狀態(tài)，精確記錄電梯運(yùn)行速度，分析各項內(nèi)容。電梯空載狀態(tài)能夠緊急?？?，并且，該期間轎廂不會遭受嚴(yán)重破壞，說明輪槽遭磨損處于合理范圍內(nèi)。若電梯不能緊急?？?，或轎廂受到破壞，表明輪槽遭磨損較為嚴(yán)重，要及時進(jìn)行更換。

結(jié)語

曳引式電梯作為一種特種設(shè)備，一旦出現(xiàn)故障，將會對人們的生活造成影響。輪槽是導(dǎo)致曳引輪失效的主要原因，因此，要對輪槽磨損的原因進(jìn)行深入剖析，做好檢測工作，確保電梯安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]夏輝.電梯曳引輪U、V槽型的特點(diǎn)及曳引能力淺談[J].機(jī)電工程技術(shù)，2019（S1）：62-63.

[2]楊軼平，陳輝，俞平.電梯曳引輪磨損與檢驗分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（36）：63.

[3]高祥，徐義鳴，姚春，等.曳引式電梯對重側(cè)部件對舒適感的影響分析和對策[J].中國電梯，2020，31（15）：6-10.