電梯曳引鋼絲繩強度的級別探析

吳義群

摘要:本文主要是對電梯鋼絲繩的執行強度級別現狀進行一個簡要的描述和分析。以往在進行電梯設計時,通常都會選擇使用10mm的曳引鋼絲繩,但到了最近幾年,8mm的曳引鋼絲繩也逐漸成為人們選擇的重點。因其事關人民的生命財產安全,因此在電梯的制造與安裝中對于曳引鋼絲繩的選用有著極為明確和嚴格的要求,我們在進行實際的工作時,就要充分考慮到各個方面的影響因素,將曳引鋼絲繩的表面硬度、曳引力大小以及摩擦產生的作用都考慮在內,然后通過相關的成熟技術來進行設計和處理,使其實際的強度和硬度符合設計規范的要求,并通過無損探傷儀等先進儀器對鋼絲繩的狀況進行檢測和控制。

關鍵詞:電梯曳引鋼絲繩強度級別

中圖分類號:TU857 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0106-01

1電梯曳引鋼絲繩及其強度級別

在電梯的構造中,電梯曳引繩的主要作用是承受轎廂及其配重的質量,并在此基礎上利用曳引鋼絲繩自身與曳引輪繩槽之間的相互摩擦力作為動力來實現轎廂及其配重的升降運動,在這樣一個電梯使用和運行的過程中,曳引鋼絲繩主要是做一個雙向的往復運動,即繞著曳引輪和導向輪根據實際的工作指令執行上或者是下,因此,這也就意味著,鋼絲繩所程度的彎曲應力是隨著實際狀況的變化而變化的,既可能是雙向,也可能是單向。從上文的描述我們可以得知,曳引鋼絲繩在電梯的懸掛裝置部分是一個非常重要的組成部分,其在電梯進行加速的過程中,鋼絲繩所承受的實際拉應力就會不斷的變化,這樣一個變化的過程對于鋼絲繩而言就是疲勞和斷裂的主要來源。

我們國家的相關設計規范中對于電梯用鋼絲繩是有著明確的規定的,一般來說,電梯用曳引鋼絲繩的內外層絲所包括的強度級別就分別有約六種不同的具體級別。電梯制造商在進行選用的時候通常就會選擇雙強度級別的產品。

在進行鋼絲繩外層絲的選擇時,就適宜于選擇強度較低的外層絲,這是因為外層絲在其強度較小的時候硬度也會比較小,在這樣一種情況下,當鋼絲繩和曳引輪之間發生摩擦時,即便是說鋼絲繩縱向外表面的面積遠大于曳引輪輪槽的時候兩者之間發生摩擦磨損,這時候首先受到較嚴重的磨損的也是鋼絲繩而不是曳引輪,這樣就能夠保證曳引輪在使用過程中的實際壽命。這樣做也并不是說就完全不考慮鋼絲繩外層絲上的磨損,而是說鋼絲繩如果因疲勞或者是磨損而發生斷絲的話,也通常是在外層絲上出現,因此這樣處理就還利于實際使用過程中問題的及時發現和處理,保證電梯使用中的安全隱患能夠及時的排除,并便于對于電梯工作狀況的檢查和維修更換。

2制繩鋼絲、曳引輪槽表面硬度的匹配及控制方法

2.1 鋼絲繩表面硬度的變化

鋼絲的實際力學性質與其金相組織和化學成分是有著直接而本質的關系的,比如,采用索氏體化處理就能夠保證冷拉以后鋼絲強度和硬度的極大提高。這是因為在進行拉拔時,鋼絲結構中的位錯密度就會進一步的加大,使得索氏體片層之間的間距進一步的減小,這就會引起鋼絲結構組織的變形,但正是在這樣一個變形的過程中,鋼絲繩的強度、硬度都會得到較大的強化,而其塑性和韌性則反而會相應的下降,這種變化對于鋼絲繩而言就是其自身性能上的加強。實際上,鋼鐵材料自身的性能是有著一定的變化規律的,也就是說,鋼鐵材料的剛度和硬度直接存在著一個確定的變化關系,但是考慮到冷拉碳素鋼筋在其力學性能上有著明顯的各向異性性能,因此在對鋼絲繩的抗拉強度進行分析和測量時,也只能夠在縱向方向上來進行,而鋼絲的表面硬度則需要在其徑向上來進行測量。在這里強調的一點就是,鋼絲的表面硬度一定要通過實際的測量來獲得,而不能夠簡單的只是根據碳素鋼硬度的一般推算原則來進行推算,這樣要求的原因是因為鋼絲在加工的過程中已經收到了環境中較多個方面的影響,因此其實際的硬度值波動就會比較大,理論推算的只能得出某一個具體點上的硬度值,而不是其固有的性質。

2.2 鋼絲繩表面硬度變化的控制方法

上文中我們已經明確的指出,電梯制造商在進行曳引鋼絲繩的選擇時,為了得帶與曳引輪槽表面硬度相匹配的鋼絲,往往就會選擇硬度較低的雙強度鋼絲繩。但實際上,鋼絲繩的生產商在進行鋼絲繩的制造時真正將鋼絲的強度控制在很低的是比較少的,這主要是因為實現這樣一種目的的方法并不多,通常來說就是在進行盤條的選擇時盡量選擇含碳量較低的或者是降低拉拔半成品鋼絲的總壓縮率。實際上,在鋼絲生產的過程中合理有效的把握好總壓縮率,對于鋼絲性質的提高是很有幫助的,但問題在于,如果我們選擇這樣一種方式來實現鋼絲強度的降低,隨之而來的問題就是鋼絲繩的韌性相應的也會降低,這對于鋼絲繩的總體質量和使用性能來說,就不算是一個太明智的方式。

2.3 硬度匹配

在這里我們討論的是曳引輪繩槽和鋼絲繩表面上的硬度匹配。我們知道,任何一種工程材料的表面都是有著一定的粗糙度的,當物體進行相對運動的時候,接觸表面上所發生的實際上就是凸峰頂和端間的接觸、摩擦與嚙合,在這樣一個過程中相應的就會出現剪切、擠壓等變形。所謂摩擦,實際上也就是粘結與滑移作用的交替上演,而在摩擦過程中所發生的損失則是由于材料在上述的相關變化中會發生材料表面物質的剝落和轉移,正是這樣一種狀況導致了材料表面上的摩擦損失。具體來說,根據實際的摩擦機制,還可以對磨損進行分類,如黏著磨損、疲勞磨損或者是氧化磨損等,在電梯的制造和使用過程中,最為顯著且影響也最大的磨損方式就是黏著磨損和表面疲勞。而在我們現行的相關規范中,僅僅對繩槽表面的硬度差有所規定,而對于確定的硬度值則沒有具體的說明,而根據我們上文中所描述的磨損機制,我們就不難認為,想要延長曳引輪和鋼絲繩的使用壽命,其關鍵就還是要將曳引輪繩槽和鋼絲繩的表面硬度進行一個良好的匹配,只有這樣才能夠真正的起到降低損耗的作用。

3結語

在現代的經濟背景和社會現實狀況下,一方面來將就是我們國家有足夠的經濟財力和科學實力來進行電梯相關安全問題或者是技術方面的研究和探索;另一方面上來說,就是隨著現代人們生活水品的提高,人們對于生活的便利度也是有所要求的,并在此基礎上對于安全有著高度的關注。我們在進行這樣一個方面的探析時,就應該將多方面的問題都考慮在內。實際上,筆者根據探索和研究認為,文中所提出的利用硬度匹配這樣一種方法降低損耗從技術上講是完全可行的,而且電梯的速度和安全度要求還在不停的上升,在這樣一種狀況下,高強度的曳引鋼絲繩對于電梯的安全系數也將有著較大的保障。

參考文獻

[1] 劉文剛,許云華,等.冷拉珠光體鋼絲的組織演變及性能變化[J].熱加工工藝材料熱處理,2006(16).

[2] 鄒慶化.金屬材料強度與硬度之間的相互關系[J].金屬熱處理,1993(1).

[3] 徐萍,宋清華,等.冷拉珠光體鋼絲的抗拉強度與真應變的關系[J].兵器材料科學與工程,2009(3).