曳引電梯對重反繩輪失效案例分析及對策研究

摘要：曳引電梯對重反繩輪是安裝在對重架上方的動滑輪，對重連同對重反繩輪等裝置共同改善了曳引輪的受力情況，使曳引輪上的力矩減小，達到降低曳引機輸出功率的作用。隨著近幾年因?qū)χ胤蠢K輪故障導致電梯事故案例的增多，讓電梯行業(yè)人員開始對反繩輪予以高度重視，2023版的電梯檢規(guī)中也明確了非金屬材質(zhì)反繩輪的檢查要求。文中結(jié)合對重反繩輪工作特點，對其失效案例進行分析，并提出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：曳引電梯；對重反繩輪；失效

Case Analysis and Countermeasure Study on the Failure of the Counterweight Anti-Rope Sheave in Traction Elevators

HUANG Huiying

（ Quanzhou Branch of Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute， Quanzhou 362000， Fujian， China）

Abstract： The counterweight anti-rope sheave of a traction elevator is a movable pulley installed above the counterweight frame. The counterweight， along with the counterweight anti-rope pulley and other devices， jointly improves the force situation of the traction pulley， reducing the torque on the traction pulley and achieving the effect of reducing the output power of the traction machine. With the increasing number of elevator accidents caused by the failure of counterweight anti-rope pulleys in recent years， the elevator industry has begun to attach great importance to anti-rope pulleys. The 2023 version of the elevator inspection regulations also specifies the inspection requirements for non-metallic anti-rope pulleys. This article combines the working characteristics of the counterweight anti-rope pulley， analyzes its failure cases， and puts forward relevant suggestions.

Key Words：" Traction elevator; Counterweight anti-rope sheave; Lose efficacy

0 引言

2022年3月18日，廈門一小區(qū)發(fā)生一起電梯轎廂蹲底事件（以下簡稱“廈門318事件”）。經(jīng)初步調(diào)查，該部涉事電梯在上行過程中，曳引鋼絲繩從對重側(cè)反繩輪上整體脫落，造成電梯轎廂和對重一同下墜蹲底，導致一名乘客受傷。2022年3月22日，福建省市場監(jiān)管局下發(fā)《關(guān)于開展電梯非金屬材質(zhì)反繩輪專項監(jiān)督檢查的通知》，決定從即日起至6月30日在全省開展電梯非金屬材質(zhì)反繩輪專項監(jiān)督檢查。對重反繩輪是曳引電梯懸掛裝置重要組成部分，若發(fā)生故障會影響曳引系統(tǒng)安全運行，給電梯造成安全隱患。

1曳引電梯對重反繩輪工作特點

反繩輪主要由繩輪本體、軸承、輪軸組成，分為金屬輪和非金屬輪。曳引電梯對重反繩輪通過輪軸固定在對重架上，并通過曳引鋼絲繩實現(xiàn)對重與轎廂的連接。電梯運行時，反繩輪因曳引鋼絲繩與輪槽之間的摩擦力而轉(zhuǎn)動，可減小曳引機的輸出功率和力矩，起到節(jié)能作用。

由于電梯井道空間有限，對各部件結(jié)構(gòu)尺寸要求較高，因此常見的對重反繩輪安裝方式如圖1所示，采用卡板穿過反繩輪輪軸定位槽，將輪軸固定在對重架橫板上，并通過螺栓將卡板進行固定。此外，根據(jù)GB/T 7588.1-2020《電梯制造與安裝安全規(guī)范 第1部分：乘客電梯和載貨電梯》[1]要求，對重反繩輪需設(shè)置防塵罩及防跳繩裝置。

2 對重反繩輪失效案例分析

2.1 軸承磨損

如圖2所示，對重反繩輪軸承處有明顯的磨損現(xiàn)象，存在極大的安全隱患。正常情況下，對重反繩輪軸主要受徑向力，即由鋼絲繩傳遞過來的向上的力，同時受到對重框上橫板施加的向下的力。但如果因?qū)χ貍?cè)反繩輪的軸承磨損等原因造成軸承失效，在對重框施加的重力作用下軸承會偏斜導致反繩輪偏斜，此時反繩輪增加了軸向方向的力，即軸向力，長此以往鋼絲繩便會脫離繩槽并持續(xù)磨損輪軸、擋繩裝置及橫板，極有可能釀成廈門318類似事故。

造成軸承磨損的主要原因有：1）安裝不當。在安裝軸承時，由于欠缺相應的裝備或者安裝人員專業(yè)素養(yǎng)不足，采取暴力敲裝方式進行安裝，造成軸承傾斜或者損壞等現(xiàn)象發(fā)生。2）潤滑不良。以滾動軸承為例，電梯運行時，滾珠與滾道為點接觸，而當軸承潤滑不良時，滾珠與滾道干摩擦，溫度瞬間升高。當溫度升至滾珠或者內(nèi)、外圈的回火溫度時，軸承被回火，硬度降低，滾珠與內(nèi)、外圈易“咬合”，對軸承造成極大的損壞。

本案例中造成軸承磨損的主要原因是潤滑不良，檢驗人員現(xiàn)場開具檢驗意見通知書要求使用單位及時更換同型號同規(guī)格的對重反繩輪及其軸承與銷軸。

2.2 輪軸卡板固定不可靠

如圖3所示，反繩輪輪軸兩側(cè)定位卡板固定不可靠，在電梯長時間運行震動或自身重力作用下，存在完全脫離輪軸的安全隱患，進而引發(fā)整個輪軸完全脫出的嚴重事故。

經(jīng)查問，該電梯反繩輪使用過程中有異響，維保單位對軸承進行更換，但采購的軸承比原設(shè)計尺寸小，在裝配過程中無法使用軸上的定位槽有效穿過卡板，因而簡單地對軸采取焊接、軸上加檔板等方式進行固定。檢驗人員現(xiàn)場出具意見通知書，要求使用單位立即整改，整改后的輪軸卡板固定如圖4所示。

除了輪軸卡板固定不可靠之外，還有存在卡板缺失（如圖5所示）、卡板移位（如圖6所示）等失效案例，造成安全隱患。

2.3 擋繩裝置失效

如圖7所示，對重反繩輪擋繩裝置嚴重變形且間隔過大，防脫槽作用失效。反繩輪等擋繩裝置的間隙正常應不超過鋼絲繩直徑的20%，若對重反繩輪擋繩間隔過大，當鋼絲繩抖動嚴重導致鋼絲繩張力不均時，鋼絲繩有可能脫離繩槽，直接作用在輪軸上，導致安全事故發(fā)生。

2.4 反繩輪老化

如圖8所示，對重反繩輪（尼龍輪）出現(xiàn)老化現(xiàn)象。該觀光無機房電梯的井道采用透光鋼化玻璃，內(nèi)部環(huán)境密封，且井道頂部僅有一層鐵皮覆蓋。夏季受太陽長時間照射后，井道內(nèi)的潤滑塑料油杯、隨行電纜、塑膠補償纜、對重尼龍反繩輪等塑料塑膠部件出現(xiàn)老化龜裂，主機和控制柜溫度過高、電梯頻繁報故障、停梯，影響電梯設(shè)備的正常運行。

檢驗人員根據(jù)電梯井道和機器空間內(nèi)的環(huán)境溫度要求，建議使用單位增加井道降溫設(shè)施，并對透明玻璃井道壁采取防陽光透射措施。

2.5 反繩輪鋼絲繩跳繩

如圖9所示，檢驗人員在進行電梯空載曳引試驗時，對重反繩輪鋼絲繩出現(xiàn)了跳繩現(xiàn)象。

造成曳引鋼絲繩跳繩的原因有：1）鋼絲繩張緊力不均。鋼絲繩張緊力不均是導致鋼絲脫槽的主要原因。鋼絲繩張緊力不均會加速曳引輪的磨損，且松的那個鋼絲繩會更容易脫槽。2）防塵罩缺失，導致異物卷入繩槽，雖然有防脫槽裝置，但還是有跳繩風險。3）擋繩裝置設(shè)置不合理。如擋繩裝置與輪緣距離過大，防跳槽作用失效；防脫槽裝置的強度不夠，當電梯振動幅度較大時，對鋼絲繩脫槽的阻擋不夠，也會引起鋼絲繩脫槽。4）反繩輪輪緣損壞也會引起鋼絲繩脫槽。

經(jīng)檢查，本案中曳引鋼絲繩脫槽的這根鋼絲繩和其他繩槽鋼絲繩的張緊力最大偏差值遠超過5%的范圍，人可以輕松地拉出這根跳槽的鋼絲繩?，F(xiàn)場測量對重越程值為90mm，基本接近上極限值。此外，液壓緩沖器里面只有少量的液壓油，對重接觸緩沖器后，由于液壓緩沖器里液壓油量不足，導致對重壓縮緩沖器后半程阻尼突然變小，轎廂產(chǎn)生較大抖動，鋼絲繩由于張力不一，產(chǎn)生較大的晃動，松的那根鋼絲繩偏離原來位置，產(chǎn)生跳繩現(xiàn)象。

3 對重反繩輪問題的對策研究

通過上述五種對重反繩輪失效案例分析，筆者歸納出對重反繩輪的安裝固定、現(xiàn)場維護、選型三個方面的對策研究。

3.1 安裝固定方面

安裝反繩輪軸承時，應使用專用的工裝旋壓和油壓機壓裝，以保證在壓裝過程中，軸承始終保持平行壓入。對于對重反繩輪在對重框上的安裝固定，主要是通過輪軸卡板、固定螺栓進行固定，由于電梯長時間運行振動，容易造成螺栓松動、卡板位移問題。因此，建議采用多個螺栓或者選用高強度螺栓進行加固，必要時可增加限位開關(guān)，將限位開關(guān)串聯(lián)至安全回路，當螺栓松動、輪軸卡板發(fā)生位移時，觸發(fā)限位開關(guān)動作，使電梯停止運行。

3.2 現(xiàn)場維護方面

1）維護保養(yǎng)單位在維保過程中，要定期對軸承部件進行潤滑，保持其良好的潤滑效果。此外，維保單位應加強對反繩輪及其軸承是否存在磨損、異響，定位卡板螺栓是否完好、緊固可靠，反繩輪擋繩裝置、防塵罩是否有效等情況的檢查。2）使用單位要加強維保質(zhì)量監(jiān)督，對維保單位反映的問題應積極配合整改。3）檢驗機構(gòu)的檢驗人員要嚴格按照檢規(guī)要求進行檢驗，對電梯反繩輪及其軸承安全使用狀況和維護保養(yǎng)情況進行重點把關(guān)。

3.3 反繩輪選型方面

對重反繩輪有金屬反繩輪和非金屬反繩輪，因非金屬反繩輪生產(chǎn)成本低，市場上多采用非金屬反繩輪（如尼龍輪）代替金屬反繩輪。但長期處在高溫狀態(tài)下的對重反繩輪不適合選擇尼龍輪，因為在高溫下，尼龍材質(zhì)的反繩輪會加速老化，降低使用壽命。因此，使用單位需根據(jù)電梯實際使用環(huán)境進行選擇，而不是一味地節(jié)約成本。

4 結(jié)語

文中對曳引反繩輪失效案例進行分析及對策研究是為了更加直觀地了解對重反繩輪實際工作情況，引起行業(yè)人員重視，保障電梯安全運行。日常維保不能馬虎大意，應加強對重反繩輪的維護保養(yǎng)，對安全隱患和風險應做到早發(fā)現(xiàn)、早預警、早處置，保障人民群眾乘梯安全。

參考文獻

[1]全國電梯標準化技術(shù)委員會.電梯制造與安裝安全規(guī)范 第1部分：乘客電梯和載貨電梯：GB/T"7588.1-2020[S].北京：中國標準出版社，2020.12.

收稿日期：2023-06-15

作者簡介：黃慧英，女，福建省特種設(shè)備檢驗研究院泉州分院，工程師