鋼絲繩潤(rùn)滑狀態(tài)對(duì)電梯曳引力的影響分析

鄭伯鑫

（深圳市特種設(shè)備安全檢驗(yàn)研究院，廣東 深圳 518114）

鋼絲繩潤(rùn)滑狀態(tài)對(duì)電梯曳引力的影響分析

鄭伯鑫

（深圳市特種設(shè)備安全檢驗(yàn)研究院，廣東 深圳 518114）

在曳引式電梯中，鋼絲繩承載著轎廂的全部重量，且電梯主要依靠曳引輪與鋼絲繩的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)往返運(yùn)動(dòng)。因此，為了保證電梯運(yùn)行的安全性，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)，以保持鋼絲繩良好的潤(rùn)滑狀態(tài)。本文依據(jù)GB 7588-2003的規(guī)定，分析鋼絲繩潤(rùn)滑狀態(tài)對(duì)電梯曳引力的影響，從而提出鋼絲繩的正確維護(hù)保養(yǎng)建議。

曳引式電梯；曳引力；鋼絲繩；潤(rùn)滑

鋼絲繩是按一定的規(guī)則將滿足力學(xué)性能要求的鋼絲捻制成螺旋狀的鋼絲束及其由繩芯、潤(rùn)滑脂、制繩鋼絲組成。其中，常用的制繩鋼絲較多，如不銹鋼絲、優(yōu)質(zhì)碳素鋼絲及鍍鋅（鋁合金）鋼絲等。在曳引式電梯中，作為關(guān)鍵的承重元件，鋼絲繩的潤(rùn)滑狀態(tài)直接關(guān)系到電梯的安全運(yùn)行，因此應(yīng)做好鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)工作。但從目前情況來(lái)看，某些電梯維保單位并未認(rèn)清開(kāi)展鋼絲繩維護(hù)保養(yǎng)工作的重要性，如在鋼絲繩上涂抹黃油，導(dǎo)致鋼絲繩打滑及轎廂失控蹴底；未定期保養(yǎng)鋼絲繩，導(dǎo)致鋼絲繩生銹及使其與曳引輪的摩擦力變大。本文依據(jù)GB 7588-2003，簡(jiǎn)要闡述鋼絲繩潤(rùn)滑狀態(tài)對(duì)電梯曳引力的影響。

1 曳引力的理論分析

圖1所示為曳引式電梯的傳動(dòng)原理圖。

圖1 曳引式電梯的傳動(dòng)原理圖

如圖1，曳引式電梯是借助曳引鋼絲繩與曳引輪的摩擦力，以使曳引機(jī)從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)成轎廂直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而讓轎廂停在指定樓層，其中鋼絲繩曳引力的作用最為關(guān)鍵。對(duì)此，GB7588-2003的規(guī)定，電梯曳引力應(yīng)滿足下列條件：一是在載重額定載荷的125%時(shí)，轎廂處在平層狀態(tài)且不打滑；二是在任一緊急制動(dòng)情況下，滿載或空載轎廂的減速度都比緩沖器作用時(shí)的減速度小；三是對(duì)重在緩沖器上且在電梯上行方向上，曳引力繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，空載轎廂不能被提起。

1.1 帶切口槽的半圓形繩槽

半圓形繩槽的當(dāng)量摩擦系數(shù)f滿足方程式：

式中，β表示下部切口的角度值；γ表示繩槽的角度值；μ表示摩擦系數(shù)。

1.2 V形槽

（1）在轎廂裝載與緊急制停工況下，未硬化處理、硬化處理的槽的當(dāng)量摩擦系數(shù)f分別滿足下列方程式：

（2）在轎廂滯留工況下，未硬化處理、硬化處理的槽的當(dāng)量摩擦系數(shù)f都滿足下列方程式：

綜上分析，電梯曳引力的槽型會(huì)對(duì)當(dāng)量摩擦系數(shù)f產(chǎn)生一定的影響。但倘若未按要求維護(hù)保養(yǎng)鋼絲繩，則摩擦系數(shù)μ的值會(huì)發(fā)生改變。

2 鋼絲繩潤(rùn)滑狀態(tài)對(duì)電梯曳引力的影響

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果顯示，鋼絲繩在經(jīng)過(guò)黃油潤(rùn)滑后，其與鑄鐵的摩擦系數(shù)μ為0.05，而在干燥生銹后，與鑄鐵的摩擦系數(shù)μ變?yōu)?.3。在這一摩擦條件下，為了深入研究其是否滿足不同工況下電梯的曳引力要求，本文以一臺(tái)1000kg客梯為例展開(kāi)討論，具體參數(shù)如下：轎廂自重M=1550/kg、額定速度v=2.50m/s、額定載重Q=1000kg、平衡系數(shù)k=48%、提升高度H=96.8m、鋼絲繩的倍率r=2、鋼絲繩的根數(shù)n1=7根、鋼絲繩單位長(zhǎng)度的重量q1=0.347kg/m、補(bǔ)償繩的根數(shù)n2=2根、補(bǔ)償繩單位長(zhǎng)度的重量q2=2.23kg/m、隨性電纜根數(shù)n3=1根、隨性電纜單位長(zhǎng)度的重量q3=1.18kg/ m、繩輪上鋼絲繩的包角α=159/2.775、曳引輪半圓槽的開(kāi)口角γ=30/0.524、曳引輪半圓槽下部的切口角β=105/1.833。據(jù)此分別進(jìn)行如下計(jì)算。

2.1 摩擦系數(shù)μ=0.05時(shí)

當(dāng)鋼絲繩與曳引輪的摩擦系數(shù)μ=0.05時(shí)，按下列步驟進(jìn)行計(jì)算：

步驟一：運(yùn)用當(dāng)量摩擦系數(shù)方程式算出當(dāng)量摩擦系數(shù)f1=0.108，其中，β=105°，γ=30°，f=2.16。

步驟二：算出ef1α=1.35。

步驟三：在轎廂裝載工況下，電梯曳引力T1=16023N、T2=12064N，則T1/T2=1.33＜1.35，表明當(dāng)摩擦系數(shù)μ=0.05及載重額定載荷的125%的轎廂處在最底層時(shí)，鋼絲繩在曳引力上不會(huì)出現(xiàn)滑移或打滑現(xiàn)象。

步驟四：在緊急制動(dòng)工況下，電梯曳引力T1=12993N、T2=9467N，其中電梯減速度α=0.5，T1/T2=1.37＞1.35，表明當(dāng)摩擦系數(shù)u=0.05及空載轎廂在緊急制動(dòng)工況下處在最高層時(shí)，鋼絲繩在曳引力上會(huì)出現(xiàn)滑移或打滑現(xiàn)象，注意緊急制動(dòng)工況下轎廂的制動(dòng)減速度α=0.5m/s2。

步驟五：在轎廂滯留工況下，曳引力T1=9976N、T2=2303N，則T1/T2=4.33＞1.35，表明當(dāng)摩擦系數(shù)μ=0.05、對(duì)重在緩沖器上及空載轎廂在滯留工況下時(shí)，鋼絲繩在曳引輪上可能出現(xiàn)滑移或打滑現(xiàn)象，亦或說(shuō)當(dāng)對(duì)重在緩沖器上及曳引輪在電梯上行方向上繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將不會(huì)提升空載轎廂。

綜上，當(dāng)鋼絲繩與曳引輪的摩擦系數(shù)μ=0.05時(shí)，在裝載與轎廂滯留工況下，鋼絲繩在曳引輪上不會(huì)打滑，而在緊急制動(dòng)工況下時(shí)，與規(guī)范要求不符。因此，在鋼絲繩維護(hù)保養(yǎng)中，在鋼絲繩上慎用黃油，以防鋼絲繩打滑而引起轎廂蹴底。

2.2 摩擦系數(shù)μ=0.3時(shí)

當(dāng)鋼絲繩與曳引輪的摩擦系數(shù)μ=0.3時(shí)，按下列步驟進(jìn)行計(jì)算：

步驟一：運(yùn)用當(dāng)量摩擦系數(shù)方程式算出當(dāng)量摩擦系數(shù)f2=0.648。

步驟二：算出ef2α=6.04。

步驟三：在轎廂裝載工況下，T1/T2=1.33＜6.04，表明當(dāng)摩擦系數(shù)μ=0.3及載重額定載荷的125%的轎廂處在最底層時(shí)，鋼絲繩在曳引力上不會(huì)打滑。

步驟四：在緊急制動(dòng)工況下，T1/T2=1.37＜6.04，表明當(dāng)摩擦系數(shù)μ=0.3及空載轎廂在緊急制動(dòng)工況下處在最高層時(shí)，鋼絲繩在曳引輪上不會(huì)打滑。

步驟五：在轎廂滯留工況下，T1/T2=4.33＜6.04，表明當(dāng)摩擦系數(shù)μ=0.3、對(duì)重在緩沖器上及空載轎廂在滯留工況下時(shí)，鋼絲繩在曳引輪上不會(huì)打滑，亦或說(shuō)亦或說(shuō)當(dāng)對(duì)重在緩沖器上及曳引輪在電梯上行方向上繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將會(huì)提升空載轎廂。

綜上，當(dāng)鋼絲繩與曳引輪的摩擦系數(shù)μ=0.3時(shí)，在裝載與緊急制動(dòng)工況下，鋼絲繩在曳引輪上不打滑，而在轎廂滯留工況下，與規(guī)范要求不足。因此，電梯維保單位務(wù)必做好鋼絲繩的定期維護(hù)保養(yǎng)工作，以保持其良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，從而保證電梯的安全運(yùn)行。

3 討論

前文從理論、實(shí)踐的角度分析了鋼絲繩潤(rùn)滑狀態(tài)對(duì)電梯曳引力的影響。研究表明，鋼絲繩潤(rùn)滑狀態(tài)是影響電梯安全運(yùn)行的重要因素，其警示電梯維保單位做好鋼絲繩的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，具體可從下列方面著手開(kāi)展。

（1）及時(shí)清洗鋼絲繩表面積聚的油污和灰塵，以防在轎廂裝載工況下，引起鋼絲繩打滑。

（2）在選用鋼絲繩潤(rùn)滑脂時(shí)，保證其具有一定的摩擦系數(shù)及較強(qiáng)的滲透性能、粘附性能。

（3）采取下列方法對(duì)鋼絲繩進(jìn)行潤(rùn)滑保養(yǎng)：方法一是拆下鋼絲繩，并浸泡在80～100℃的潤(rùn)滑油中約2～4h；方法二是直接用刷子在鋼絲繩上涂刷潤(rùn)滑劑，注意對(duì)于Φ12mm的鋼絲繩，建議每隔2周涂刷約1kg的潤(rùn)滑脂；方法三是用專業(yè)的潤(rùn)滑設(shè)備來(lái)潤(rùn)滑鋼絲繩。在實(shí)際應(yīng)用中，究竟采用何種潤(rùn)滑方法或潤(rùn)滑劑，通常按制造廠方的規(guī)定進(jìn)行。

但從目前的情況來(lái)看，因鋼絲繩潤(rùn)滑狀態(tài)不佳而引起的電梯安全事故頻發(fā)，而電梯維保單位卻并未完全認(rèn)識(shí)到鋼絲繩潤(rùn)滑的重要性。對(duì)此除了采取正確的方法進(jìn)行鋼絲繩潤(rùn)滑以外，電梯維保單位及參與維護(hù)保養(yǎng)的人員都應(yīng)從思想上重視對(duì)鋼絲繩潤(rùn)滑狀態(tài)的檢查，并通過(guò)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，加強(qiáng)對(duì)電梯鋼絲繩進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

[1]林躍國(guó). 從電梯檢驗(yàn)實(shí)踐探討轎廂裝修重對(duì)曳引力的影響[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016,(30):7-9.

[2]劉禮，吳悅，沈超，鄧奇. 電梯鋼絲繩與鑄鐵繩輪之間摩擦因數(shù)研究[J]. 金屬制品，2016,(01):47-51.

TU857

A

1671-0711（2017）06（下）-0090-02