電梯曳引輪輪槽磨損影響因素分析

黃健

摘 要：電梯運行過程中曳引輪不斷旋轉，通過輪槽與鋼絲繩之間的摩擦力為電梯轎廂運動提供動力，即曳引力。常用輪槽型式主要有U型、帶切口U型和V型。U型槽由于當量摩擦系數較小，可采用復繞方法增大鋼絲繩包角以提高曳引能力，多用于導向輪、轎頂輪等。相對于U型槽來說，帶切口U型槽和V型槽由于具有更大的曳引能力，應用更廣泛。輪槽磨損對電梯運行安全性和乘梯體驗具有重要影響，本文介紹了曳引輪磨損相關檢驗標準和規程，并重點從曳引輪出廠加工質量、鋼絲繩、輪繩型號選擇、裝配誤差等角度對影響曳引輪輪槽磨損的原因進行了綜合分析。

關鍵詞：磨損;曳引輪;鋼絲繩;曳引能力

引言

建筑行業的飛速發展，使我國公共設施行業和房地產行業取得了顯著進步，促使電梯數量不斷增多。目前，我國曳引式電梯在應用過程中存在一系列的安全問題，為了確保曳引式電梯在運行時的穩定性和安全性，要攻克這些問題。輪槽磨損是曳引式電梯中的常見問題，為了確保曳引式電梯穩定運行，要加強對這一問題的探討。

1電梯曳引輪槽嚴重磨損表現形態

電梯在運行中，曳引鋼絲繩與曳引輪槽相互作用引起輪槽適當的磨損是正常的，但磨損過快，尤其是各輪槽發生不規律的嚴重磨損時，不但會影響曳引輪壽命，還會造成電梯運行的不平穩，甚至會造成安全事故。在本文中，筆者僅描述電梯曳引輪槽嚴重磨損的兩種表現形態：（1）不均勻磨損，表現為各輪槽磨損程度是嚴重不同步的，此種磨損形態會引起曳引輪槽與曳引鋼絲繩之間產生滑動摩擦，導致曳引輪槽磨損加速，此安全隱患需要及時處理;（2）磨損已造成曳引輪槽形狀發生了質的改變，即曳引鋼絲繩落入輪槽底部，此種磨損形態已嚴重影響到電梯的曳引能力，應立即更換或者重新加工曳引輪槽，恢復電梯的曳引能力。GB/T31821-2015《電梯主要部件報廢技術條件》第4.2.4b）條已將曳引輪槽的不正常磨損作為了曳引輪報廢的技術條件，因此，應該想辦法避免上述兩種曳引輪槽嚴重磨損形態的出現。

2磨損原因分析

2.1曳引輪加工質量的影響

2.1.1輪槽力學性能

曳引輪輪槽表面應具有一定的硬度且硬度應均勻。《電梯曳引機》（GB/T24478—2009）4.2.3.7規定，曳引輪繩槽面應采用與曳引繩耐磨性能相匹配的材質，曳引輪繩槽面材質應均勻，其硬度差不應大于15HB，在主機型式試驗時應對該項進行檢查。曳引輪一般采用球墨鑄鐵鑄造后經機械切削加工制造，造成硬度差不符合規范的主要原因是成形工藝參數控制不當，如鑄造時造型溫度場分布不合理將造成曳引輪組織出現宏觀偏析。曳引輪材料應具有高的抗壓性、抗磨損性和抗振性，對應的曳引繩材料應具有高彈性、高韌性和較高的疲勞抗力，兩者力學性能應相匹配。若輪槽表面硬度明顯低于鋼絲繩硬度，將降低輪槽抗磨損性能，導致輪槽過快磨損。

2.1.2曳引輪出廠尺寸

如曳引輪出廠時各輪槽加工誤差較大，各輪槽節圓直徑不一致，也會進一步加劇輪槽的不均勻磨損。由于節圓尺寸不一致，當轎廂上行或下行運動一定時間時，磨損的輪槽和未磨損輪槽對應的鋼絲繩移動距離不一致，導致鋼絲繩繩頭壓縮量不一致、各根鋼絲繩所受張力被重新分布。當曳引輪兩側鋼絲繩拉力比大于該輪槽曳引系數時，曳引條件被破壞，鋼絲繩將在該輪槽中產生滑移。在轎廂運動過程中，出現不均勻磨損的輪槽相對于其他未磨損輪槽先達到滑移條件，滑移后各鋼絲繩張力重新分布，隨著轎廂的繼續提升，將導致下一次滑移，如此循環往復。鋼絲繩在曳引輪槽中的滑移將加劇該輪槽的磨損，反過來，輪槽的磨損越劇烈將導致更高的滑移頻率，又加劇了輪槽磨損，形成惡性循環。

2.2曳引鋼絲繩張力分析

實踐證明，電梯在使用過程中，曳引鋼絲繩在輪槽內的比壓（即徑向力）大小與輪槽的磨損程度通常成正比。比壓是由曳引鋼絲繩的張力形成的，所以各曳引鋼絲繩的張力相差較大，導致各曳引輪槽承受的比壓不同，就會造成輪槽不均勻磨損。現實中發現，有極少數電梯使用單位為了降低成本，減少電梯曳引鋼絲繩在曳引輪槽上的布置數量，增加了單位曳引鋼絲繩對曳引輪槽的張力，導致部分曳引輪槽磨損嚴重，造成了安全隱患。

2.3鋼絲繩與曳引輪槽不匹配

為了確保曳引式電梯運行的穩定性與安全性，采用的鋼絲繩與曳引輪槽必須相互匹配，若存在不匹配情況會引發事故。而從曳引式電梯的具體應用情況來看，通常會出現鋼絲繩與輪槽不匹配情況，這會導致曳引輪槽在應用期間受到較為嚴重磨損，情況嚴重會導致鋼絲繩發生彈跳現象，不僅對電梯乘坐的舒適度造成影響，而且還會引發安全事故。

2.4缺少專業的維護保養

充分潤滑的鋼絲繩彎曲時，繩股之間及鋼絲之間容易相對滑動，摩擦阻力較小、磨損少，疲勞壽命相對較長。繩芯中所含潤滑油不足，將導致繩芯變干，造成繩芯直徑萎縮。鋼絲繩各股在張力的作用下擠在一起，造成繩股之間和各鋼絲之間摩擦增加，形成內部磨損，降低了鋼絲繩的使用壽命。在這種情況發生時，其表面像生銹一樣，鋼絲繩繩股之間會出現紅色的銹粉，即“紅粉”。但這種“紅粉”的形成機理與因潮濕導致的鋼絲繩表面生銹不同，潮濕導致的生銹是一種電解反應，而這種“紅粉”是由于各鋼絲之間相互磨損的增加，鋼絲表面被磨下一層鐵粉，在空氣中氧化形成Fe2O3粉末。

根據GB/T8903-2018《電梯用鋼絲繩》的要求，電梯上采用的鋼絲繩繩芯有纖維芯（FC）和鋼芯（WC）兩種。

纖維芯捻制成鋼絲繩后，繩芯有含油率的要求，以確保鋼絲繩在使用過程中得到充分的潤滑，降低摩擦阻力，同時可以降低空氣中濕氣的影響。纖維芯鋼絲繩在維護保養過程中是不允許對鋼絲繩采取加潤滑油處理的，當鋼絲繩出現繩芯干涸、表面磨損時，應及時更換鋼絲繩。

鋼芯鋼絲繩由于其本身具有更強的韌性和抗延展性，一般用于高層、高速電梯上，該電梯便采用鋼芯鋼絲繩。對于鋼芯鋼絲繩的保養要求，各廠家都制定了嚴格的定期保養、定期上油措施。

在更換維保單位之后，新的維保單位對該電梯鋼絲繩的狀況并不了解，未采取原廠家要求的對電梯鋼絲繩進行必要的保養和上油，導致鋼絲繩繩芯長期處于干涸狀態，于是鋼絲繩出現嚴重的磨損，進而發展成鋼絲繩與曳引輪之間的磨損。

3曳引式電梯的檢驗檢測

3.1檢驗檢測曳引輪槽

檢驗檢測曳引輪槽時，要將重點放在檢查鋼絲繩下沉量。一般來說，要依據檢驗檢測標準，嚴格控制輪槽應用時的下沉量，若檢測發現下沉量超出了檢測標準，說明輪槽磨損異常，需要檢修輪槽。在現場檢查期間，若發現輪槽磨損較為嚴重，為了避免其造成更加嚴重的影響，要立即進行更換。

3.2超空載檢驗檢測

檢驗檢測期間要詳細檢查電梯的運行狀態，精確記錄電梯運行速度，分析各項內容。電梯空載狀態能夠緊急停靠，并且，該期間轎廂不會遭受嚴重破壞，說明輪槽遭磨損處于合理范圍內。若電梯不能緊急停靠，或轎廂受到破壞，表明輪槽遭磨損較為嚴重，要及時進行更換。

結語

曳引式電梯作為一種特種設備，一旦出現故障，將會對人們的生活造成影響。輪槽是導致曳引輪失效的主要原因，因此，要對輪槽磨損的原因進行深入剖析，做好檢測工作，確保電梯安全、穩定運行。

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