電梯鋼絲繩與曳引輪匹配合理性分析

胡飛翔

（廣東省特種設(shè)備檢測研究院中山檢測院，廣東 中山 528403）

現(xiàn)如今我們國家的電梯產(chǎn)業(yè)在向著更好的方向發(fā)展，電梯市場保有量有增無減，電梯運(yùn)行的速度也在提升，同時(shí)，大眾對(duì)電梯所用的鋼絲繩、曳引輪的質(zhì)量提出更高、更多的要求。因?yàn)槭袌鋈萘康牟粩嘣龃?，電梯運(yùn)行速度的提升，所以電梯鋼絲繩、曳引輪出現(xiàn)的問題也逐漸增多，例如，鋼絲繩斷絲、斷股、磨損、扭結(jié)、繩芯擠出、籠狀畸變等，都會(huì)對(duì)于電梯的安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響，甚至導(dǎo)致轎廂發(fā)生墜落事故，給人身安全帶來威脅?；诖?，本文下面主要對(duì)電梯鋼絲繩與曳引輪匹配合理性展開深入的分析。

1 電梯鋼絲繩與曳引輪介紹

電梯鋼絲繩主要包括鋼絲、繩芯、繩鼓。經(jīng)過多次的冷拔、淬火等加工工藝，生產(chǎn)出了強(qiáng)度高、韌度高的鋼絲繩。在正常的情況之下，鋼絲直徑越粗，耐腐蝕性能和耐磨性能就會(huì)越強(qiáng)；鋼絲直徑越細(xì)的話，柔軟性能也會(huì)更好一些。繩股是由鋼絲捻制而成，股數(shù)越多的話，它的抗疲勞程度也會(huì)越高一些。在正常的情況之下，電梯使用鋼絲繩的繩股大多是八股。圖1是鋼絲繩結(jié)構(gòu)圖。

通過對(duì)曳引輪進(jìn)行認(rèn)真的分析，發(fā)現(xiàn)其在電梯傳動(dòng)過程當(dāng)中扮演著重要角色和占據(jù)關(guān)鍵的位置，是非常重要的動(dòng)力裝置。主要應(yīng)用曳引鋼絲繩和曳引輪上輪槽的摩擦力，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，曳引輪材質(zhì)包括塑料復(fù)合材料以及鑄鐵材料等，鑄鐵材料現(xiàn)如今是國內(nèi)非常重要的產(chǎn)品，通過對(duì)國家所制定的電梯要求進(jìn)行分析，其中明確規(guī)定：曳引輪輪槽面與曳引輪耐磨性匹配的材質(zhì)，曳引輪輪槽面材質(zhì)需具有均勻性的特點(diǎn)，其硬度需要大于15HB。經(jīng)過認(rèn)真的了解之后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)如今市面上對(duì)于電梯用鋼絲繩和曳引輪的匹配使用，并沒有給予科學(xué)的指導(dǎo)，所以種類不同的鋼絲繩，在應(yīng)用期間，處于同一槽型、槽徑、輪徑以及表面硬度曳引輪的現(xiàn)象；還有一些電梯制造廠家在進(jìn)行選擇的過程中，將自己關(guān)注的重點(diǎn)放在電梯設(shè)計(jì)最小安全系數(shù)和曳引力上面，選擇出鋼絲繩直徑和最小破斷載荷。

在進(jìn)行曳引輪直徑確定期間，只是滿足最低要求直徑比40倍以上，沒有對(duì)鋼絲繩和曳引輪的極佳匹配性展開深入的分析和研究。圖2是曳引輪與鋼絲繩結(jié)構(gòu)圖。

2 電梯曳引輪和鋼絲繩匹配的影響因素分析

（1）輪槽實(shí)際形狀。通過認(rèn)真了解之后發(fā)現(xiàn)，電梯曳引輪的輪槽形式主要包括4種，即：U型槽、U型帶切口槽、V微型槽、V型帶切口槽。鋼絲繩主要處在不相同的輪廓槽中，受力情況自然會(huì)有差異，接觸位置出現(xiàn)差別，所承受的接觸應(yīng)力也會(huì)有很大的差別。無論是比壓過小還是過大，都會(huì)對(duì)電梯的曳引力產(chǎn)生不同程度的影響，如果比壓過小的話，就會(huì)造成電梯曳引力不足，電梯出現(xiàn)溜梯情況；假如比壓較大的話，還會(huì)造成鋼絲繩表面與曳引輪之間不斷的摩擦，增加疲勞斷絲問題發(fā)生的可能性。

①V型槽和鋼絲繩接觸面積大，比壓較小，鋼絲繩變形小，延長曳引輪和鋼絲繩使用的壽命。但是這樣的輪槽也有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是當(dāng)量摩擦因素較小，曳引能力偏低。

②U型帶切口槽在U型槽的底部，以切割的方式形成一條楔型槽，鋼絲繩和輪槽接觸面積不斷在減小，比壓增大，輪槽當(dāng)量摩擦因數(shù)會(huì)增大。在正常的情況之下，是U型槽的2倍左右，這種輪槽當(dāng)量摩擦因數(shù)較大，鋼絲繩磨損小，如果輪槽磨損之后，鋼絲繩中心會(huì)向下移動(dòng)，因?yàn)樾ㄐ筒郯l(fā)揮出自己的作用，所以當(dāng)量摩擦因數(shù)并沒有發(fā)生任何的變化。

③V型槽兩邊對(duì)曳引輪產(chǎn)生的影響和作用，擠壓偏大，鋼絲繩與輪槽接觸面積并沒有處在一層不變的狀態(tài)當(dāng)中，而且發(fā)生了變化，比壓變大，所以這種輪槽的當(dāng)量摩擦量也偏大，但是輪槽自身和鋼絲繩磨損的可能性就變得更大一些。通過對(duì)曳引能力以及鋼絲繩的磨損問題展開深入分析，現(xiàn)如今在市場中，U型帶切口槽和V型帶切口槽憑借自身強(qiáng)大的優(yōu)勢和特點(diǎn)，得到關(guān)注與應(yīng)用。曳引能力允許的情況之下，切口槽的角度越小，鋼絲繩疲勞壽命會(huì)延長。

（2）輪槽的主要尺寸。U型槽和U型帶切口槽直徑與鋼絲繩的直徑可以匹配時(shí)，接觸面積越大的話，比壓則呈現(xiàn)出越小態(tài)勢，這時(shí)鋼絲繩的疲勞壽命是最長的。曳引輪直徑如果很小的話，那么鋼絲繩所受到的擠壓就會(huì)越來越大，導(dǎo)致斷絲問題的出現(xiàn)。輪槽直徑過大，鋼絲繩容易出現(xiàn)被壓扁問題，曳引力也會(huì)隨著降低。

（3）繩輪直徑。若鋼絲繩的直徑、所承受的載荷完全相同，這時(shí)候鋼絲繩報(bào)廢時(shí)間會(huì)伴隨著曳引輪直徑的增大而產(chǎn)生變化（增大）。曳引直徑大小完全相同時(shí)，這種主要結(jié)構(gòu)所承受的荷載相同時(shí)，鋼絲繩報(bào)廢的時(shí)間趨勢與鋼絲繩直徑之間有著緊密的聯(lián)系和關(guān)系?，F(xiàn)階段更多的廠家對(duì)曳引機(jī)的大小進(jìn)行了深入的分析，采用最小繩輪比，這樣的做法適用于纖維繩芯鋼絲繩，但是對(duì)于鋼芯鋼絲繩還需要應(yīng)用更大的繩輪比。復(fù)合鋼筋鋼絲繩與纖維繩鋼絲繩相比較，前者不容易出現(xiàn)彎曲問題；具有獨(dú)立性特點(diǎn)的鋼芯鋼絲繩比復(fù)合鋼芯鋼絲繩更加不容易出現(xiàn)彎曲問題，所以復(fù)合鋼芯鋼絲繩最小的繩輪比可以采用45；具有獨(dú)立性特點(diǎn)的鋼絲繩繩輪比可以采用50。

（4）繩輪材質(zhì)和表面粗糙程度問題。電梯在運(yùn)行期間，之所以鋼絲繩和曳引輪表面出現(xiàn)磨損問題，主要的問題與原因就是點(diǎn)蝕疲勞和微動(dòng)滑動(dòng)引起的。球墨鑄鐵它的力學(xué)性能非常好，而且在節(jié)約更多支出成本、真正實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)等方面也有著非常明顯的優(yōu)勢與特點(diǎn)。在電梯曳引輪制造過程當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。在具體使用的過程當(dāng)中，球狀石墨晶體持續(xù)脫落，形成了具有固定的特點(diǎn)的潤滑劑，起到減少磨損，加大保護(hù)的作用，有效降低和減少摩擦問題，保持穩(wěn)定的摩擦因素。

3 鋼絲繩問題的解決方法

（1）安裝。在電梯進(jìn)行安裝的過程當(dāng)中，因?yàn)槭┕きh(huán)境具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，為了防止鋼絲繩不會(huì)受到雨水或者是其他雜質(zhì)所帶來的影響，在施工現(xiàn)場，需要切實(shí)做好清潔和制定出更加完善的防御方法。同時(shí)，當(dāng)工作人員參與到電梯安裝工作當(dāng)中去之后，需要真正認(rèn)識(shí)到此項(xiàng)工作的重要性，不可出現(xiàn)馬虎心理，保護(hù)自己的安全，明確安裝的具體環(huán)境。其次，鋼絲繩布設(shè)安放可以在電梯軌道、轎廂等部位焊接完成之后再有序的進(jìn)行，并且防止焊接工作在展開過程當(dāng)中電焊渣濺到鋼絲繩上面，對(duì)鋼絲繩產(chǎn)生影響。最后，鋼絲繩在懸掛的過程當(dāng)中，要以自然的方式進(jìn)行懸掛，將扭轉(zhuǎn)內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行消除，并且在安裝工作結(jié)束之后，對(duì)每一根鋼絲繩的張力是否符合規(guī)定要求進(jìn)行認(rèn)真的檢查。

（2）加大維護(hù)工作的力度。首先，維保工作人員需要將自己的作用全部發(fā)揮出來，以定時(shí)、定期的方法對(duì)鋼絲繩進(jìn)行清潔，把鋼絲繩表面所有的污漬進(jìn)行刮除，保證鋼絲繩沒有油膩問題的出現(xiàn)，有效延長其使用的時(shí)間。另外，還需保證井道、機(jī)房等各種環(huán)境干凈、整潔，底坑沒有任何污水，機(jī)房排氣良好，溫度與濕度適中。其次，維保工作人員還需對(duì)鋼絲繩展開潤滑工作，同時(shí)，有效隔絕鋼絲繩與空氣之間的接觸，降低和減少腐蝕問題發(fā)生的可能。再則，維保單位在維保工作展開的過程當(dāng)中，需要對(duì)鋼絲繩展開經(jīng)常性的檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中問題的存在，之后使用完善方法，將問題解決。最后，電梯使用單位需對(duì)維保單位維保工作的質(zhì)量加大監(jiān)督與管理的力度，對(duì)于維保單位所反映出來的問題，以主動(dòng)、積極的態(tài)度進(jìn)行解決。

4 案例分析

某建筑物當(dāng)中僅使用兩年的電梯曳引鋼絲繩表面出現(xiàn)紅銹，曳引輪出現(xiàn)輪槽磨損，導(dǎo)致曳引鋼絲繩出現(xiàn)早期失效情況。之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，主要原因就是曳引鋼絲繩在安裝和維保的過程當(dāng)中沒有得到有效的維護(hù)。（1）鋼絲繩剛進(jìn)入到工地時(shí)，工地管理人員并未對(duì)鋼絲繩進(jìn)行妥善保管，使鋼絲繩經(jīng)受過暴曬和雨淋，使鋼絲繩繩芯的油脂流失。（2）當(dāng)鋼絲繩安裝工作結(jié)束之后，電梯井道底部有水進(jìn)入，造成曳引鋼絲繩遭受浸泡；并且在電梯使用過程當(dāng)中，維保人員也沒有以定期的方法進(jìn)行鋼絲繩維護(hù)油的添加，使得曳引鋼絲繩沒有得到有效潤滑；當(dāng)鋼絲繩潤滑油滲出嚴(yán)重，不能有效的潤滑時(shí)，鋼絲繩與曳引輪輪槽摩擦力增大，鋼絲繩和曳引輪輪槽出現(xiàn)干摩擦現(xiàn)象，加速了鋼絲繩和曳引輪輪槽的磨損。在電梯設(shè)計(jì)當(dāng)中，沒有將電梯的具體使用情況全部加入到考慮范圍當(dāng)中去，電梯的真實(shí)使用情況對(duì)鋼絲繩造成了影響，發(fā)生銹蝕問題。解決問題的措施包括：從鋼絲繩發(fā)至工地起，就需要安排專業(yè)工作人員對(duì)鋼絲繩進(jìn)行妥善保管，防止鋼絲繩出現(xiàn)暴曬和雨淋的情況。

在鋼絲繩安裝或者維保的過程中，也需要有專業(yè)工作人員進(jìn)行鋼絲繩的專業(yè)維護(hù)，防止鋼絲繩出現(xiàn)缺少潤滑油的情況。經(jīng)過認(rèn)真調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，該電梯井道底部出現(xiàn)進(jìn)水問題，這時(shí)需要及時(shí)抽空井道底部的水，并且需要應(yīng)用科學(xué)的方法將鋼絲繩里面的水排出，并對(duì)曳引鋼絲繩進(jìn)行充分的重新潤滑，以定期的方法添加曳引鋼絲繩維護(hù)油，這樣做的目的是為了有效避免曳引鋼絲繩出現(xiàn)表面銹蝕問題，防止鋼絲繩與曳引輪輪槽出現(xiàn)干摩擦現(xiàn)象。在電梯設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，需要對(duì)電梯使用期間的真實(shí)情況進(jìn)行考量，若電梯處在酸性或者是堿性的環(huán)境當(dāng)中，這時(shí)則需要優(yōu)先選擇有鍍層的曳引鋼絲繩。

5 結(jié)語

簡而言之，專業(yè)技術(shù)人員需要重視曳引鋼絲繩和曳引輪，應(yīng)用科學(xué)的方法延長電梯的使用壽命，使電梯在運(yùn)行期間可以更加安全與舒適，也可以為后期的維修保養(yǎng)工作打下良好的基礎(chǔ)。

電梯在實(shí)際運(yùn)行的過程中，非常容易受到各種因素所帶來的影響，導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)油脂滲出或者是受到腐蝕等問題，從而也導(dǎo)致輪槽出現(xiàn)磨損；因此，工作人員在實(shí)際的工作當(dāng)中，需對(duì)鋼絲繩和曳引輪的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，選擇出最恰當(dāng)?shù)匿摻z繩和曳引輪，并且將關(guān)注的重點(diǎn)放在電梯使用過程當(dāng)中各種影響因素上面，進(jìn)一步提高電梯使用安全性能，保障大眾的乘梯安全。