電梯曳引鋼絲繩有關(guān)問(wèn)題的探討

孫德娟 趙成松 （天津開發(fā)區(qū)計(jì)量檢定所 天津300456）

電梯曳引鋼絲繩有關(guān)問(wèn)題的探討

孫德娟 趙成松 （天津開發(fā)區(qū)計(jì)量檢定所 天津300456）

近幾年，在用電梯出現(xiàn)多起曳引鋼絲繩斷繩現(xiàn)象，對(duì)曳引鋼絲繩的監(jiān)管及使用中涉及曳引鋼絲繩使用壽命的影響因素進(jìn)行總結(jié)，提醒我們?cè)趯?duì)曳引鋼絲繩的使用、維保和監(jiān)管中應(yīng)該綜合考慮和檢查檢測(cè)相關(guān)的影響因素，以提高曳引鋼絲繩的使用壽命，及早及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，減少電梯故障。

電梯 曳引鋼絲繩 監(jiān)管

近幾年，在用電梯出現(xiàn)多起曳引鋼絲繩斷繩現(xiàn)象，對(duì)電梯曳引鋼絲繩的監(jiān)管及檢驗(yàn)應(yīng)引起充分的重視。目前電梯首次安裝的鋼絲繩主要是由電梯廠商提供，進(jìn)貨渠道相對(duì)固定，這在一定程度上保證了鋼絲繩的質(zhì)量。一旦電梯鋼絲繩報(bào)廢更換新鋼絲繩，更換的新鋼絲繩進(jìn)貨渠道不固定，就很難保證新鋼絲繩的質(zhì)量。更換新鋼絲繩是技術(shù)要求比較高的一項(xiàng)工作，涉及到電梯的安全性，新鋼絲繩的安裝工藝及過(guò)程監(jiān)管又很難。更換鋼絲繩將比原裝時(shí)要增加很大風(fēng)險(xiǎn)：一是新鋼絲繩質(zhì)量帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)；二是鋼絲繩更換過(guò)程中帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)；三是新鋼絲繩運(yùn)行帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。因此鋼絲繩更換過(guò)程以及安裝之后運(yùn)行中必將產(chǎn)生安全隱患。

我們?cè)谂c用戶接觸中，經(jīng)常被問(wèn)到“現(xiàn)在的鋼絲繩能保證幾年使用壽命?”“怎么我們以前用的鋼絲繩用5～6年，甚至10年都沒(méi)問(wèn)題，現(xiàn)在這么短時(shí)間就不行了?”這說(shuō)明鋼絲繩的質(zhì)量以及鋼絲繩的選用可能存在問(wèn)題。涉及曳引鋼絲繩使用壽命的影響因素如下：

1 曳引鋼絲繩選用應(yīng)綜合考慮

鋼絲繩作為電梯提升系統(tǒng)中的關(guān)鍵安全部件，在新的梯種設(shè)計(jì)應(yīng)用中更應(yīng)該予以充分考慮。要針對(duì)梯種的不同及設(shè)計(jì)時(shí)一些因素的影響，選用不同的型號(hào)的鋼絲繩。主要綜合考慮電梯結(jié)構(gòu)型式、電梯參數(shù)、鋼絲繩直徑、曳引輪和滑輪曲率半徑、纏繞方式、曳引輪繩槽類型等。遺憾的是，許多采用永磁同步電機(jī)無(wú)齒輪拖動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)忽視了鋼絲繩可能帶來(lái)的一些問(wèn)題，以至于在鋼絲繩使用中很快就出現(xiàn)了斷絲、斷股現(xiàn)象。

2 曳引輪與鋼絲繩的直徑比

GB 7588-2003中9.2.1規(guī)定：不論鋼絲繩的股數(shù)多少，曳引輪、滑輪或卷筒的節(jié)圓直徑與懸掛繩的公稱直徑之比不應(yīng)小于40。目前大多數(shù)電梯多采用曳引輪直徑設(shè)計(jì)都是取的鋼絲繩能承受的極限40倍（國(guó)外許多設(shè)計(jì)，仍然在50倍以上），鋼絲繩必須承受更大的彎曲，鋼絲繩壽命必然降低。隨著永磁同步無(wú)齒輪曳引機(jī)的廣泛使用，電梯生產(chǎn)廠家為了減小曳引輪直徑，多采用直徑較小的鋼絲繩，其中以直徑8 mm、10 mm較多，同時(shí)為了減小電機(jī)體積，采用提高電機(jī)轉(zhuǎn)速的方式，這樣就要相應(yīng)地增大曳引比，多采用2∶1的繞繩方式，這就增加了鋼絲繩彎曲次數(shù)，增加了鋼絲繩的線速度，必然會(huì)降低鋼絲繩的使用壽命。由于鋼絲繩直徑變細(xì)，對(duì)鋼絲繩直徑的均勻性、繩芯質(zhì)量（麻紗品質(zhì)及捻制，鋼芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及捻制）、油脂品質(zhì)、鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇設(shè)計(jì)以及捻制質(zhì)量等提出了更苛刻的要求，許多鋼絲繩廠家按原來(lái)的設(shè)計(jì)提供的鋼絲繩肯定不能滿足目前的使用要求。比如采用纖維芯的鋼絲繩，過(guò)去一般使用在繩速1～4 m/s，現(xiàn)在相當(dāng)于繩速2～8 m/s，對(duì)鋼絲繩的選擇必須有所區(qū)分。有些鋼絲繩生產(chǎn)廠家未及時(shí)調(diào)整相應(yīng)的生產(chǎn)工藝和原料，也造成了鋼絲繩壽命的降低。

3 曳引輪材質(zhì)

曳引輪直徑變小后，更多的設(shè)計(jì)會(huì)采用表面硬度更高的曳引輪材質(zhì)設(shè)計(jì)，比如QT700。曳引輪表面硬度提高后，鋼絲繩的表層鋼絲的強(qiáng)度和硬度必須相應(yīng)提高才能匹配。而目前一些鋼絲繩還是原標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩，表面硬度沒(méi)有提高，從破損現(xiàn)狀看多是曳引鋼絲繩斷絲斷股，造成了鋼絲繩壽命的降低，但曳引輪未見明顯磨損。不像以前多見鋼絲繩直徑磨損后，曳引輪繩槽切口也有明顯磨損，嚴(yán)重的曳引繩出現(xiàn)托底現(xiàn)象。

4 曳引輪槽形

為了提高曳引能力，曳引機(jī)生產(chǎn)廠家會(huì)采用加大曳引繩槽下切口角，或采用V形繩槽設(shè)計(jì)，目前有些廠家的繩槽下切口角β達(dá)到110°，已超出GB 7588－2003附錄M中規(guī)定的下切口角設(shè)計(jì)上限，槽的角度值γ達(dá)到極限角度25°。不合理的、過(guò)大的包角設(shè)計(jì)，或者過(guò)大的下切口角設(shè)計(jì)，或者過(guò)小的V型槽角設(shè)計(jì)等都會(huì)加大鋼絲繩的磨損，嚴(yán)重影響鋼絲繩壽命。

5 導(dǎo)向滑輪數(shù)量

采用曳引比2∶1繞繩設(shè)計(jì)，需要鋼絲繩繞過(guò)更多的輪子，每增加一次彎曲都會(huì)降低鋼絲繩壽命。如果設(shè)計(jì)的導(dǎo)繩輪與曳引輪之間的距離過(guò)小，導(dǎo)繩輪的直徑不夠大，多次改變鋼絲繩的走向，繩輪過(guò)多，轉(zhuǎn)角過(guò)多，繩輪與曳引輪的偏角過(guò)大，或者采用諸如過(guò)于苛刻的大壓下量反向壓繩輪繞繩方式等都會(huì)加大鋼絲繩的損壞速度。

6 曳引鋼絲繩安裝工藝

采用2∶1繞繩，需要對(duì)鋼絲繩的放繩方式徹底改進(jìn)，才能保證鋼絲繩放繩、安裝中不被扭曲，不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，否則鋼絲繩存在內(nèi)應(yīng)力、扭曲部位會(huì)加速磨損，很快出現(xiàn)斷絲、斷股。在日常檢驗(yàn)中經(jīng)常可以目測(cè)就能見到在一段鋼絲繩上，應(yīng)力集中產(chǎn)生的變形。對(duì)于1∶1繞繩設(shè)計(jì)，還可以通過(guò)懸垂鋼絲繩方法釋放內(nèi)應(yīng)力（原則上對(duì)于電梯這種以曳引方式，鋼絲繩不能旋轉(zhuǎn)的拖動(dòng)方式，是不允許鋼絲繩長(zhǎng)時(shí)間自由懸垂的），對(duì)于2∶1繞繩方式，只能通過(guò)正確的放繩，避免內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。比如，通過(guò)把鋼絲繩纏繞到工字輪上，架起，用引繩按繞繩順序牽引安裝的方式，能保證安裝質(zhì)量，避免鋼絲繩被扭曲，但這對(duì)于我們大多數(shù)安裝工地來(lái)說(shuō)幾乎是奢望。因此，有效地提高安裝工人素質(zhì)，進(jìn)行必要的培訓(xùn)，提高鋼絲繩安裝質(zhì)量，是當(dāng)務(wù)之急。

7 曳引鋼絲繩的張力調(diào)整

由于采用2∶1繞繩方式，且使用直徑較細(xì)的曳引鋼絲繩，及時(shí)調(diào)整鋼絲繩張力，保證均勻尤為重要，鋼絲繩根數(shù)較多，調(diào)整鋼絲繩張力比較困難。張力差過(guò)大，會(huì)急劇加大受力過(guò)大的一根或幾根鋼絲繩的損壞。建議采用專用的鋼絲繩張力檢測(cè)或在線檢測(cè)裝置，并加大檢測(cè)頻率。

8 曳引鋼絲繩的潤(rùn)滑和清潔

充分潤(rùn)滑的鋼絲繩彎曲時(shí)，股之間及鋼絲之間易于相對(duì)滑動(dòng)，磨擦阻力較小，磨損少，疲勞壽命相對(duì)較長(zhǎng)。潤(rùn)滑油脂同時(shí)也提供對(duì)鋼絲的防銹保護(hù)和對(duì)纖維的抗腐蝕保護(hù)。纖維芯一般都需浸油以排除水分防止腐蝕。由于2∶1繞繩方式鋼絲繩繩速加倍，對(duì)鋼絲繩潤(rùn)滑要求更高，需加大對(duì)鋼絲繩的清理、再潤(rùn)滑頻次。

9 外部傷害

我們?cè)陔娞莅惭b工地上經(jīng)常可以見到待安裝的曳引鋼絲繩被隨意放置在露天場(chǎng)地，且包裝大多已破損，容易出現(xiàn)磕砸碰，鋼絲繩被風(fēng)吹日曬雨淋，表面粘掛上水泥碎塊等建筑垃圾，如果在安裝前清理不徹底，粘附在曳引繩上的雜物會(huì)硌傷表面鋼絲，造成損傷。另外，安裝過(guò)程中井道掉落的雜物，容易進(jìn)入鋼絲繩與轎頂反繩輪或?qū)χ胤蠢K輪之間的向上方向產(chǎn)生的咬入角，給鋼絲繩造成傷害。

10 其他

采購(gòu)劣質(zhì)的鋼絲繩，選擇鋼絲繩結(jié)構(gòu)不正確（如鋼絲繩繩芯種類），導(dǎo)向輪與曳引輪的直線度誤差過(guò)大等原因，都會(huì)降低曳引鋼絲繩的使用壽命。

11 結(jié)語(yǔ)

綜上所述影響曳引鋼絲繩壽命的因素眾多，故我們?cè)趯?duì)曳引鋼絲繩的使用、維保和監(jiān)管中應(yīng)該綜合考慮和檢查檢測(cè)相關(guān)的影響因素，以提高曳引鋼絲繩的使用壽命，及早及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，減少電梯的故障。■

2012-05-06