一起電梯空載曳引能力試驗失效的實例分析

陳增強 馬奇達 沈 健（紹興市特種設備檢測院 紹興 312071）

一起電梯空載曳引能力試驗失效的實例分析

陳增強 馬奇達 沈 健
（紹興市特種設備檢測院 紹興 312071）

根據一起實例，從鋼絲繩與曳引輪槽的匹配、輪槽磨損及鋼絲繩與曳引輪包角三方面的因素，進行計算分析并找出了引起曳引力變化的原因。得出了在設計值符合國標的情況下，由于安裝、使用、維護的不到位也會導致曳引系數的增大的結論，并提了相關幾點改進建議。

鋼絲繩 輪槽 包角 曳引力

1　基本情況介紹

2014年4月，檢驗人員對一住宅小區進行了電梯年檢。該小區電梯已使用3年，前期物業已退出，維保單位也終止了電梯保養服務；現由接手物業公司提出年檢申請。至此，該小區電梯處于保養不及時、不到位，甚至脫保的狀況。在對機房檢測中，檢驗人員發現機房地面、輪槽、擋繩裝置處存在大量紅色粉末；輪槽及地面處存有半固狀物質。

隨后，檢驗人員按照TSG T7001—2009《電梯監督檢驗和定期檢驗規則——曳引與強制驅動電梯》的要求進行了空載曳引能力試驗。試驗結果發現：電梯轎廂在過了極限位置一段距離后仍繼續上行，未出現鋼絲繩在曳引輪上打滑現象，而對重側鋼絲繩已松弛。檢驗人員立即停止試驗，然后對電梯進行了檢查。到負一樓打開層門后發現：對重完全壓在緩沖器上，而對重鋼絲繩則已從滑輪中脫出。按TSG T7001—2009的要求對重完全壓在緩沖器上后，曳引機應當不能提升空載轎廂，而試驗時仍能進一步提升空載轎廂，應為曳引力過大所致［1］。下文筆者將對該電梯的曳引系統進行計算驗證，并分析出現該試驗結果的原因。

2　曳引系數設計值驗證

根據GB/T 7588—2003《電梯制造與安裝安全規范》附錄M規定，曳引力應滿足：

用于轎廂滯留工況（對重壓在緩沖器上，曳引機向上方向旋轉）

式中：

e ——自然對數的底；

T1、T2——曳引輪兩側曳引繩拉力；

f——當量摩擦系數；

α——鋼絲繩在曳引輪上的包角。

2.1電梯及曳引系統具體參數

根據制造單位提供的設計資料，得到以下數據：該電梯為無齒輪曳引式客梯，型號為：TZJ800/1.75-JXW，17層17站17門，曳引比為2:1，曳引輪繩槽為帶切口的半圓槽，γ=35°，β=96°。具體參數如下：

P——空轎廂及其支承的部件質量，1100.0kg；

Q——額定載重量，800kg；

V——額定速度，1.75m/s；

a——運行加（減）速度，0.70m/s2；

ψ——平衡系數，0.450；

H——電梯的提升高度，48.3m；

α——包角，155.0°；

r——鋼絲繩倍率，r=2；

Ns——鋼絲繩的根數，Ns=5；

dr——鋼絲繩直徑，10mm；

qmsr——鋼絲繩單位長度重量，0.347kg/m；

nc——補償鏈的數量，nc=2；

Qmcr——補償鏈單位長度的重量，1.735kg/m；

Nt——隨行電纜數量，Nt=1

Qmtrav——隨行電纜單位長度重量，1.250kg/m；

W2——補償鏈懸掛質量

W3——隨行電纜懸掛質量

2.2曳引力校核

轎廂滯留工況時（空轎廂在頂層）的曳引力計算：

故：T1/T2=7.743

據設計值γ=35°，β=96°，且轎廂滯留工況：μ=0.2，

說明電梯出廠時設計的曳引系數是符合要求的。

3　失效原因分析及計算

根據上文計算，T1/T2由設計值已經確定，且該電梯在使用過程中轎廂、對重的質量未發生變化，忽略鋼絲繩磨損的質量變化，因而T1/T2為一定值。在正常情況下，曳引系數efα也應由設計值確定，但經現場觀察發現，曳引輪和鋼絲繩存在磨損現象，且輪槽存有大量半固狀物質。在實際情況中，應該考慮這些現象的存在對滯留工況下的當量摩擦系數f及鋼絲繩在曳引輪上包角α的影響［2］。因此，筆者將從現場觀察發現的幾個現象著手，對空載曳引力試驗失效的原因進行分析及計算。

3.1繩徑大于輪槽直徑

根據現場勘查，發現在曳引輪槽內、擋繩裝置處及曳引機地面處存在大量紅色鐵屑氧化物，即鋼絲繩存在磨損情況。同時實測鋼絲繩直徑最大值dMAX為10.6mm，最小值dMIN為10.0mm。查GB 8903—2005《電梯用鋼絲繩》中鋼絲繩允許偏差值，得直徑為10mm的鋼絲繩，其尺寸為10（與實測值接近）；若輪槽直徑為10，則鋼絲繩尺寸較繩槽尺寸大0.6mm（最大值），這就形成了不匹配的情況（見圖1）。

圖1　帶切口的半圓槽

當繩徑較繩槽直徑大時，繩與繩槽的接觸雖為半圓槽，但其接觸位置不在半圓槽的下部，而在上部，甚至離開半圓槽上部，而在槽角的γ直線段，半圓槽將失去作用，而實際上卻完全相當于V形槽，使比壓增大很多，磨損加快，且使efα增大很多［3］。

按照V型槽當量摩擦系數計算公式：

式中：μ=0.2，γ=35°，α ???e

此時仍符合要求，滿足打滑條件。

3.2曳引輪槽磨損

如果再考慮曳引輪槽磨損導致γ變小的因素，筆者取γ磨=32e（γ原=35e）。

得：

式中：μ=0.2，γ磨=32°，α=155e

此時仍符合要求，滿足打滑條件。

3.3包角α增大

現場筆者發現，導向輪軸承處存在黃油油污，輪槽及地面處存有大量半固狀物質。其推測是：導向輪軸承處加注黃油過量，運行時甩到鋼絲繩上，而鋼絲繩經過曳引輪時又將黃油粘在曳引輪槽上，由于該電梯長時間未進行正常保養，一段時間后黃油與灰塵凝固成半固狀物質附在曳引輪槽上，造成鋼絲繩與曳引輪槽的接觸面積增大，進而使包角α增大，使得efα增大。取α′=165e。

式中：μ=0.2，γ磨=32°，α′=165e

則不滿足打滑條件，會出現轎廂“沖頂”的情況。

4　結束語

本案中，由于曳引鋼絲繩徑與輪槽直徑不匹配（繩徑大于槽徑），使得曳引力增大，同時比壓增大，加快了輪槽磨損，使得γ變小，再者輪槽內存在的黃油半固狀物質造成包角α增大，最終導致 efα＞T1/T2，造成這臺電梯空載曳引能力試驗不合格。可見，在設計值符合國標的情況下，由于安裝、使用、維護的不到位也會導致曳引系數的增大，甚至出現安全隱患。

因此，筆者建議：

1）選配鋼絲繩、曳引機（輪）時，要選擇正規廠家，選用質量穩定、尺寸控制嚴格的產品；

2）整機安裝完畢后，按照GB 8903—2005推薦的測量方法，在額定載荷下，于井道中部測量鋼絲繩的實際直徑，看是否匹配；

3）定期使用清潔劑或溶劑清洗輪槽表面油污，避免油泥過多過厚；同時要定期用毛刷或軟鐵刷清潔鋼絲繩表面；

4）維保人員要關注鋼絲繩和輪槽的磨損情況，定期測量鋼絲繩直徑，適時調整鋼絲繩張力，觀測是否有落槽現象［4］。

［1］ 唐躍林.關于空載曳引力試驗檢驗方法及結果判定地探討［J］.電梯工業，2011，12（01）：19-20.

［2］ 于克勇，李青，張國華.曳引式電梯鋼絲繩打滑原因分析［J］.金屬制品，2012，38（06）：41-47.

［3］ 葉穆.關于電梯曳引繩與曳引輪繩槽的匹配問題的討論［J］.電梯工業，2006，7（04）：4-5.

［4］ 賈建華，丁國林.電梯曳引功能失效原因分析及預防措施［J］.機電信息，2014，（27）：51-52.

［5］ TSG T7001—2009 電梯監督檢驗和定期檢驗規則——曳引與強制驅動電梯［S］.

［6］ GB/T 7588—2003 電梯制造與安裝安全規范［S］.

［7］ GB 8903—2005 電梯用鋼絲繩［S］.

［8］ 唐躍林，陳杰，蒲曬，等.電梯空載曳引力試驗的本質安全檢驗［J］.中國特種設備安全，2011，27（09）：14-15+46.

［9］ 王文水，韓樹新.電梯曳引力計算中摩擦系數的選擇［J］.中國特種設備安全，2008，24（06）：28-29.

Instance Analysis of the Failure Test of No-load Traction Capacity of Elevator

Chen Zengqiang Ma Qida Shen Jian
(Shaoxing Special Equipment Testing Institute Shaoxing 312071)

According to the case, the reason of traction capacity change is found through calculating and analyzing three factors including the match between wirerope and traction concave-groove, the abrasion of concavegroove, the cornerite between wirerope and traction wheel. Designing under GB, the conclusion shows that the traction coefficient will increase because of poor installation, using and maintenance. Some improvement suggestions are given.

Wirerope Concave-groove Cornerite Traction capacity

X941

B

1673-257X（2016）07-0044-03

10.3969/j.issn.1673-257X.2016.07.011

陳增強（1983～），男，本科，工程師，從事機電類特種設備檢驗工作。
（

2015-11-22）