曳引式電梯輪槽磨損及其檢驗(yàn)檢測(cè)研究

孔祥祿

（贛州市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)中心，江西 贛州 341000）

曳引輪是電梯的關(guān)鍵零部件，它既是電梯的主要?jiǎng)恿?，又是承載著電梯和對(duì)重物的載荷，它的工作狀態(tài)對(duì)電梯的安全性有很大的影響。由于升降梯的壽命延長(zhǎng)，其輪槽的磨耗也相應(yīng)地增加，為了避免損壞和損壞電梯的工作，避免滑道等安全事件，應(yīng)采用科學(xué)的檢驗(yàn)和測(cè)試手段，對(duì)輪槽的磨損進(jìn)行定期的檢查，預(yù)防曳引輪的故障，提高曳引式電梯的安全運(yùn)行水平和運(yùn)行質(zhì)量。因此，從電梯的磨損形式入手，著重對(duì)曳引電梯的輪槽耗損測(cè)試方法進(jìn)行了研究。

1 電梯曳引輪槽磨損的表現(xiàn)形態(tài)

電梯在使用期間，因使用年限較久而造成的拖動(dòng)輪槽的磨損是很常見的，但是如果發(fā)生了超速、非規(guī)則的磨損，則會(huì)嚴(yán)重地對(duì)電梯的曳引性能造成不利的后果，從而使電梯不穩(wěn)定，從而降低了電梯的安全性能。從齒輪的磨損破壞來分析，其主要有兩種原因。

（1）各個(gè)鋼索的輪槽磨損不均，曳引輪的磨損不均勻，造成繩索的應(yīng)力分布不均衡，從而加快了拖輪的磨蝕。

（2）在輪槽中，由于磨蝕過多，已進(jìn)入了輪槽底，這種磨蝕形式對(duì)電梯的曳引性能產(chǎn)生了很大的影響，滿足了曳引輪的技術(shù)要求。所以，必須對(duì)曳引輪進(jìn)行經(jīng)常的觀測(cè)和檢查，并對(duì)符合淘汰技術(shù)要求的曳引輪進(jìn)行及時(shí)的替換。

1.1 曳引輪的結(jié)構(gòu)工藝

曳引輪是以曳引的形式為電梯供電的一種輪槽，它的主要功能是利用纜索與其邊緣溝槽的摩擦來完成電梯內(nèi)部的動(dòng)能轉(zhuǎn)移。曳引輪與制動(dòng)機(jī)、減速器、發(fā)電機(jī)等設(shè)備相連接，構(gòu)成曳引電梯的關(guān)鍵部件。一般來說，曳引輪的直徑是曳引纜索的40多倍，一般是45～55的倍數(shù)，不宜大于60，否則，會(huì)使曳引裝置的整體尺寸增大，從而給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶來負(fù)荷。該曳引輪的結(jié)構(gòu)分為兩大類：一是位于曳引輪中央的內(nèi)輪；二是在曳引輪外側(cè)的外輪，兩者通過鉸鏈連接而形成一套曳引輪。本論文所述的拖動(dòng)輪槽是在曳引輪的外側(cè)輪緣構(gòu)造上進(jìn)行切割的，根據(jù)外形的差異可分成U型和V型兩類，U型槽型的摩擦系數(shù)和抗摩擦性能均高于U型槽型，因此在曳引電梯上得到了廣泛的使用。

圖1 曳引式電梯工作原理

1.2 曳引輪輪槽的磨損分類

曳引電梯由于其使用年限的增加，其內(nèi)部部件的壽命不可避免地會(huì)有損傷，其中曳引輪的輪槽就是其中最容易發(fā)生磨損失效的部件。特別是它的磨損形式有三種。第一，均勻磨損，也就是曳引輪的普通磨損，它的磨損厚度、角度和半徑完全相同；第二，非均質(zhì)性，也就是曳引輪各部分的磨耗狀況差別很大，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生凹凸性、麻花狀磨料等；第三，表層脫落，也就是工人在拖輪工作面上所涂的黃漆破損，暴露了QT60-2球形墨鑄鐵材料的基本顏色。在日常操作中，不論是常規(guī)的摩擦，或后兩者的不合理磨耗，都會(huì)導(dǎo)致曳引輪和曳引鋼線松動(dòng)、滑動(dòng)、異響等問題，從而導(dǎo)致曳引器的總體性能有一些問題。若有關(guān)的檢驗(yàn)與保養(yǎng)工作不能對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的處置，不僅會(huì)極大地提高工程的后期維護(hù)費(fèi)用，而且可能造成沖頂、蹲下等意外，危及電梯機(jī)組的壽命。

2 曳引式電梯輪槽磨損的原因

2.1 曳引繩拉伸

曳引繩索的伸展是導(dǎo)致曳引電梯輪槽的一個(gè)重要因素，在電梯的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，曳引輪必須在纜索張拉下平穩(wěn)地工作，所以曳引纜索的曳引力比纜索的拉力波動(dòng)要大得多。當(dāng)拉線不均衡時(shí)，它將會(huì)向張力較大的一邊傾斜，并在輪槽上滑移。如此一來，就會(huì)使繩索在凹陷處不能工作，出現(xiàn)異常的扭動(dòng)。曳引輪的繩槽與纜索的摩擦力是造成升降電梯的重要因素。曳引輪運(yùn)轉(zhuǎn)要求6條曳引繩索，但各曳引索的張拉力不同，很可能導(dǎo)致曳引輪的運(yùn)轉(zhuǎn)均衡失敗，從而加重拖帶的磨損。

2.2 繩槽的壓力增大

曳引電梯的關(guān)鍵設(shè)備是曳引繩的關(guān)鍵部分，由于其本身的特點(diǎn)，要求纜索附加裝置必須承擔(dān)很大的載荷。曳引繩與曳引輪的摩擦力是提升電梯的動(dòng)力。在無負(fù)載工況下，曳引條件較差，拖車曳引力降低，抗滑性能降低，從而造成拖帶出現(xiàn)滑動(dòng)，尤其是當(dāng)單根靜力不均時(shí)，這種情況更為突出。由于電梯是一種周期運(yùn)轉(zhuǎn)，它會(huì)對(duì)電梯的工作穩(wěn)定產(chǎn)生一定的不利作用，使纜繩的磨損增大，若不加以妥善處置，將會(huì)使電梯的工作穩(wěn)定性和安全性能下降。

2.3 張緊力和滑移量的影響

電梯的曳引繩索在使用過程中會(huì)受到較大的載荷，而在相對(duì)滑動(dòng)情況下，曳引繩索的磨損會(huì)加大，而當(dāng)滑動(dòng)次數(shù)增加時(shí)，曳引繩索的磨損也會(huì)隨之增大。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)曳引繩索被打滑時(shí)，曳引輪的兩端張緊力就會(huì)產(chǎn)生起伏，使其平衡失衡。當(dāng)拖曳式電梯出現(xiàn)此故障時(shí)，應(yīng)立即對(duì)二者進(jìn)行修正，采用正比分析法進(jìn)行檢驗(yàn)，以減少拖引式輪的磨損，從而提高其工作壽命。

3 輪槽磨損量的判別依據(jù)

《電梯曳引機(jī)》中建議：“曳引輪的環(huán)徑與纜索的直徑之比不得低于40”；2009 TSGT7001-2009《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(dòng)電梯》中明確指出：“曳引輪的凹陷不允許有較大的磨損，且在凹陷處的磨損會(huì)對(duì)曳引性能造成一定的不利影響時(shí)，必須進(jìn)行曳引性能的確認(rèn)測(cè)試”；GB/T31821-2015《電梯主要部件報(bào)廢技術(shù)條件》附件M2.2.1對(duì)輪槽的特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的說明，其中指出：“曳引輪凹陷的凹陷最大不得大于106度，并且在任意情況下，凹槽的傾角不得低于25度，V型溝角不得低于35度”作為失效的技術(shù)條件。曳引電梯在運(yùn)行中，其磨損量會(huì)隨使用年限而逐漸增大。通過對(duì)前人的分析，認(rèn)為曳引電梯產(chǎn)生的輪槽磨損是由曳引輪的繩槽與曳引繩產(chǎn)生的滑動(dòng)變形引起的，而且隨著滑移率的增大，其磨損也會(huì)加劇。拖車?yán)|線槽及拖纜的整體滑移S，包括S1和S2，其中S1是由于曳引繩的彈力而引起的滑移量，用S1表示，而在S2中，S=S1+S2。由于曳引繩的彈力伸展所產(chǎn)生的滑移量S1，將曳引輪鋼絲繩兩側(cè)的拉力T1、T2、T1＞T2，在電梯操作時(shí)，T1一側(cè)的彈性延伸增大，轉(zhuǎn)向T2后，其彈性伸長(zhǎng)降低，使鋼絲繩產(chǎn)生向T1側(cè)的凹陷，使鋼絲繩在線槽中產(chǎn)生扭動(dòng)，造成凹槽的磨耗。假定曳引輪繩槽的剛度相同，那么，它的磨耗也大致相同，而在進(jìn)行電梯的安裝和調(diào)試過程中，如果某個(gè)纜索的拉力與其他纜索的拉力之比超出了允許的范圍，那么相應(yīng)的纜索的運(yùn)動(dòng)范圍就會(huì)增大，從而使纜線的磨損變得更為厲害?？傊?，曳引繩凹陷的主要因素是曳引繩的凹陷，滑動(dòng)狀態(tài)與摩擦強(qiáng)度成正比。而曳引索的滑動(dòng)狀態(tài)主要取決于纜索兩端的張力比，隨著張力比的增大，曳引索的整體滑動(dòng)變形也隨之增大。為此，一些維保公司采取了劃線的方式來判定曳引繩索的拉力非均勻度，并在電梯與井口平行的情況下，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)識(shí)。當(dāng)電梯由上到下運(yùn)轉(zhuǎn)一圈后，重新回到相同的狀態(tài)，并對(duì)標(biāo)志線條進(jìn)行觀測(cè)，以測(cè)量拉力比率太大的拖索。

4 輪槽磨損檢驗(yàn)檢測(cè)的要點(diǎn)

4.1 檢驗(yàn)檢測(cè)的規(guī)定

為了確保曳引電梯的平穩(wěn)、安全，我國對(duì)其進(jìn)行了嚴(yán)格的檢查和檢查，其中包括兩個(gè)部分：一是選用油漆時(shí)要注意油漆的色彩，應(yīng)在拖輪的外側(cè)表面用黃漆填充，為檢查和檢查工作提供必需的支撐；二是若檢查測(cè)試顯示凹槽磨損較大，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行電梯的輪槽進(jìn)行替換，并及時(shí)調(diào)整引起的磨損原因，提高其使用年限，減少更換周期，減少維修費(fèi)用。

4.2 檢驗(yàn)檢測(cè)的方法

在曳引電梯的輪槽磨耗試驗(yàn)中，對(duì)各部件的檢查和測(cè)試有很大差異。

（1）纜索是曳引電梯的重要部件，它具有承載、曳引等功能。通過對(duì)鋼索的磨耗進(jìn)行計(jì)算，可以推斷出拖車的磨耗狀況，并且比拖車的檢查和檢查要容易得多。所以，在曳引電梯的輪槽磨損測(cè)試中，必須對(duì)鋼絲繩索進(jìn)行仔細(xì)、全面的檢查。可采取兩種方式：一是通過目視法，通過目視觀察鋼絲繩索的磨耗狀況，從而精確地判斷出有無故障或故障；二是曳引力測(cè)試，要求在適當(dāng)?shù)南薅葍?nèi)，對(duì)曳引的誤差進(jìn)行嚴(yán)格的控制，若超出規(guī)定值，說明曳引電梯的輪槽已嚴(yán)重磨損，必須進(jìn)行替換。但是，在采用這種技術(shù)時(shí)，必須將有關(guān)的技術(shù)規(guī)程和技術(shù)要求與之配套，使曳引試驗(yàn)的偏差在容許的限度內(nèi)，提高曳引電梯的測(cè)試精度與效率。

（2）曳引輪輪槽的檢查和測(cè)試，其主要工作是檢查曳引輪有無纜索沉降，若發(fā)現(xiàn)有纜索沉降，則應(yīng)進(jìn)行沉降分析。曳引電梯對(duì)電梯的工作性能有很高的規(guī)定，必須在規(guī)定的工作規(guī)范內(nèi)進(jìn)行安全操作，如果不符合規(guī)定，必須進(jìn)行更換和檢修。另外，曳引電梯的輪槽面磨耗的均勻性也是檢定與測(cè)試中的關(guān)鍵，若電梯運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好，則說明該電梯仍有其它問題，應(yīng)根據(jù)具體的具體狀況，進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)的檢查與剖析。新的凹槽被替換完畢，需要檢查和測(cè)試磨耗均勻度，滿足了條件，這是不允許的。

（3）超空荷載檢查在實(shí)際操作中，曳引電梯的穩(wěn)定受壓力、重力和承載力等因素的制約。為了保證輪槽是否能夠在試驗(yàn)期間繼續(xù)使用，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行過載和無負(fù)荷的檢查。曳引電梯在使用時(shí)有明顯的超負(fù)荷與無負(fù)荷現(xiàn)象，應(yīng)注意并記錄其工作狀況，以便為以后的調(diào)試與檢查工作提供依據(jù)。另外，在操作過程中，剎車功率的驟降將導(dǎo)致電梯的性能改變，以及在斷電后曳引電梯的工作穩(wěn)定性也有待進(jìn)一步的檢驗(yàn)和研究。如果電梯在停電后立即停止工作，能夠完美地制動(dòng)，說明輪槽的磨損在可接受的范圍內(nèi)，否則，就會(huì)導(dǎo)致曳引輪的磨損，從而降低設(shè)計(jì)的效率。

4.3 預(yù)防輪槽磨損的措施

輪槽的磨耗速率對(duì)曳引電梯的壽命有著重要的影響，為了確保電梯在安全運(yùn)行中的安全和穩(wěn)定運(yùn)行，必須采用一套防止其磨損的有效方法。從三個(gè)方面著手。

（1）對(duì)曳引電梯的硬度、剛度、耐磨性進(jìn)行嚴(yán)格的控制，確保其性能和性能符合曳引電梯的要求。

（2）對(duì)曳引繩索的張緊力進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以確保各曳引索的張緊力差異不大于500N。

（3）做好維修工作，對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)的維修，防止延誤，確保曳引輪在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中不會(huì)發(fā)生安全問題。

5 輪槽使用和維護(hù)的注意事項(xiàng)

為了減少曳引輪的磨耗，提高其工作穩(wěn)定性，提高其工作壽命，必須對(duì)其進(jìn)行充分的關(guān)注。為了確保輪槽在任何時(shí)候都能維持良好的工作狀態(tài)，可以從三個(gè)方面著手：首先，確保鋼索的正常工作，一條鋼索必須選用同樣的材質(zhì)，而軟線和硬線不能混在一起。而且要確保鋼索的外表永遠(yuǎn)保持干凈，定期保養(yǎng)時(shí)應(yīng)及時(shí)清除污垢，并涂上潤滑油。其次，電梯在安裝完畢后，由于纜索本身所承受的載荷和伸長(zhǎng)的影響，會(huì)產(chǎn)生非均質(zhì)性，從而導(dǎo)致纜索的張拉差增加，從而導(dǎo)致輪槽凹陷出現(xiàn)非均一的現(xiàn)象。這就要求員工做好檢測(cè)工作，根據(jù)檢測(cè)的情況進(jìn)行適時(shí)的調(diào)節(jié)。最后，要強(qiáng)化維修，確保曳引電梯外觀永遠(yuǎn)保持干凈，并用干凈的紗線對(duì)制動(dòng)和拖引輪進(jìn)行清洗，若有嚴(yán)重的磨損，要進(jìn)行調(diào)整和替換。

6 結(jié)語

綜上所述，從理論與實(shí)際相結(jié)合的角度，對(duì)曳引電梯的輪槽磨損進(jìn)行了研究，并對(duì)其進(jìn)行了檢查和測(cè)試，得出了其對(duì)整體運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性的重要作用。有關(guān)部門要了解其磨損的成因，并對(duì)其進(jìn)行定期檢查，對(duì)出現(xiàn)的問題要進(jìn)行及時(shí)的處置，確保電梯在最優(yōu)工況下工作。