鋼絲繩潤滑狀態對電梯曳引力的影響分析

鄭伯鑫

（深圳市特種設備安全檢驗研究院，廣東 深圳 518114）

鋼絲繩潤滑狀態對電梯曳引力的影響分析

鄭伯鑫

（深圳市特種設備安全檢驗研究院，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實現往返運動。因此，為了保證電梯運行的安全性，應加強對鋼絲繩的維護保養，以保持鋼絲繩良好的潤滑狀態。本文依據GB 7588-2003的規定，分析鋼絲繩潤滑狀態對電梯曳引力的影響，從而提出鋼絲繩的正確維護保養建議。

曳引式電梯；曳引力；鋼絲繩；潤滑

鋼絲繩是按一定的規則將滿足力學性能要求的鋼絲捻制成螺旋狀的鋼絲束及其由繩芯、潤滑脂、制繩鋼絲組成。其中，常用的制繩鋼絲較多，如不銹鋼絲、優質碳素鋼絲及鍍鋅（鋁合金）鋼絲等。在曳引式電梯中，作為關鍵的承重元件，鋼絲繩的潤滑狀態直接關系到電梯的安全運行，因此應做好鋼絲繩的維護保養工作。但從目前情況來看，某些電梯維保單位并未認清開展鋼絲繩維護保養工作的重要性，如在鋼絲繩上涂抹黃油，導致鋼絲繩打滑及轎廂失控蹴底；未定期保養鋼絲繩，導致鋼絲繩生銹及使其與曳引輪的摩擦力變大。本文依據GB 7588-2003，簡要闡述鋼絲繩潤滑狀態對電梯曳引力的影響。

1 曳引力的理論分析

圖1所示為曳引式電梯的傳動原理圖。

圖1 曳引式電梯的傳動原理圖

如圖1，曳引式電梯是借助曳引鋼絲繩與曳引輪的摩擦力，以使曳引機從旋轉運動轉成轎廂直線運動，進而讓轎廂停在指定樓層，其中鋼絲繩曳引力的作用最為關鍵。對此，GB7588-2003的規定，電梯曳引力應滿足下列條件：一是在載重額定載荷的125%時，轎廂處在平層狀態且不打滑；二是在任一緊急制動情況下，滿載或空載轎廂的減速度都比緩沖器作用時的減速度小；三是對重在緩沖器上且在電梯上行方向上，曳引力繼續旋轉時，空載轎廂不能被提起。

1.1 帶切口槽的半圓形繩槽

半圓形繩槽的當量摩擦系數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。

1.2 V形槽

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

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

綜上分析，電梯曳引力的槽型會對當量摩擦系數f產生一定的影響。但倘若未按要求維護保養鋼絲繩，則摩擦系數μ的值會發生改變。

2 鋼絲繩潤滑狀態對電梯曳引力的影響

現場測試結果顯示，鋼絲繩在經過黃油潤滑后，其與鑄鐵的摩擦系數μ為0.05，而在干燥生銹后，與鑄鐵的摩擦系數μ變為0.3。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1000kg客梯為例展開討論，具體參數如下：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k=48%、提升高度H=96.8m、鋼絲繩的倍率r=2、鋼絲繩的根數n1=7根、鋼絲繩單位長度的重量q1=0.347kg/m、補償繩的根數n2=2根、補償繩單位長度的重量q2=2.23kg/m、隨性電纜根數n3=1根、隨性電纜單位長度的重量q3=1.18kg/ m、繩輪上鋼絲繩的包角α=159/2.775、曳引輪半圓槽的開口角γ=30/0.524、曳引輪半圓槽下部的切口角β=105/1.833。據此分別進行如下計算。

2.1 摩擦系數μ=0.05時

當鋼絲繩與曳引輪的摩擦系數μ=0.05時，按下列步驟進行計算：

步驟一：運用當量摩擦系數方程式算出當量摩擦系數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，表明當摩擦系數μ=0.05及載重額定載荷的125%的轎廂處在最底層時，鋼絲繩在曳引力上不會出現滑移或打滑現象。

步驟四：在緊急制動工況下，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，表明當摩擦系數u=0.05及空載轎廂在緊急制動工況下處在最高層時，鋼絲繩在曳引力上會出現滑移或打滑現象，注意緊急制動工況下轎廂的制動減速度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，表明當摩擦系數μ=0.05、對重在緩沖器上及空載轎廂在滯留工況下時，鋼絲繩在曳引輪上可能出現滑移或打滑現象，亦或說當對重在緩沖器上及曳引輪在電梯上行方向上繼續旋轉時，將不會提升空載轎廂。

綜上，當鋼絲繩與曳引輪的摩擦系數μ=0.05時，在裝載與轎廂滯留工況下，鋼絲繩在曳引輪上不會打滑，而在緊急制動工況下時，與規范要求不符。因此，在鋼絲繩維護保養中，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μ=0.3時

當鋼絲繩與曳引輪的摩擦系數μ=0.3時，按下列步驟進行計算：

步驟一：運用當量摩擦系數方程式算出當量摩擦系數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，表明當摩擦系數μ=0.3及載重額定載荷的125%的轎廂處在最底層時，鋼絲繩在曳引力上不會打滑。

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

步驟五：在轎廂滯留工況下，T1/T2=4.33＜6.04，表明當摩擦系數μ=0.3、對重在緩沖器上及空載轎廂在滯留工況下時，鋼絲繩在曳引輪上不會打滑，亦或說亦或說當對重在緩沖器上及曳引輪在電梯上行方向上繼續旋轉時，將會提升空載轎廂。

綜上，當鋼絲繩與曳引輪的摩擦系數μ=0.3時，在裝載與緊急制動工況下，鋼絲繩在曳引輪上不打滑，而在轎廂滯留工況下，與規范要求不足。因此，電梯維保單位務必做好鋼絲繩的定期維護保養工作，以保持其良好的潤滑狀態，從而保證電梯的安全運行。

3 討論

前文從理論、實踐的角度分析了鋼絲繩潤滑狀態對電梯曳引力的影響。研究表明，鋼絲繩潤滑狀態是影響電梯安全運行的重要因素，其警示電梯維保單位做好鋼絲繩的日常維護保養工作，具體可從下列方面著手開展。

（1）及時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）在選用鋼絲繩潤滑脂時，保證其具有一定的摩擦系數及較強的滲透性能、粘附性能。

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

但從目前的情況來看，因鋼絲繩潤滑狀態不佳而引起的電梯安全事故頻發，而電梯維保單位卻并未完全認識到鋼絲繩潤滑的重要性。對此除了采取正確的方法進行鋼絲繩潤滑以外，電梯維保單位及參與維護保養的人員都應從思想上重視對鋼絲繩潤滑狀態的檢查，并通過理論知識的學習、實踐經驗的積累，加強對電梯鋼絲繩進行維護保養。

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[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研究[J]. 金屬制品，2016,(01):47-51.

TU857

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1671-0711（2017）06（下）-0090-02