曳引輪輪槽磨損的原因分析及預(yù)防措施

鄭金標(biāo)

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院泉州分院，福建泉州 362000）

0 引言

電梯為人們的生活帶來了巨大的便利，作為機(jī)電一體化高度集成的設(shè)備，其機(jī)械部分主要是基于可靠性進(jìn)行設(shè)計。在實(shí)際運(yùn)行過程中機(jī)械部分引起承受的載荷較大而出現(xiàn)磨損、變形等現(xiàn)象。該現(xiàn)象的出現(xiàn)可能導(dǎo)致電梯出現(xiàn)故障或者發(fā)生安全事故［1］。據(jù)此，做好電梯機(jī)械部件磨損的檢驗(yàn)分析，尤其是做好電梯曳引輪輪槽磨損的檢驗(yàn)工作，及時發(fā)現(xiàn)輪槽磨損的原因及現(xiàn)狀并做好處理，以規(guī)避因曳引輪輪槽磨損帶來的安全事故問題。曳引輪作為主要受力部件，其輪槽的磨損可能造成電梯的曳引力不足，使轎廂發(fā)生異常抖動進(jìn)而影響舒適感［2］，甚至可能造成溜梯、沖頂、蹲底等安全隱患，威脅到乘梯人員生命安全［3］。對于電梯而言，曳引輪輪槽作為重要部件，其本身承擔(dān)了全部的動靜載荷的作用。所以，不僅整體要求強(qiáng)度較高，韌性較好，同時也需要具有良好的耐磨損性。所以，其實(shí)際的工況就會對電梯的安全性能帶來直接的影響［4］。曳引輪作為曳引式電梯的主要受力部件，其承載著整個電梯轎廂的自重和承運(yùn)重量及對重的重量。

本文簡要闡述了曳引輪輪槽與鋼絲繩不匹配、輪槽設(shè)計與加工等磨損的原因，結(jié)合檢驗(yàn)碰到的曳引輪輪槽磨損案例從鋼絲繩的檢驗(yàn)、輪槽的檢驗(yàn)及制動試驗(yàn)等方面對輪槽磨損的檢驗(yàn)進(jìn)行分析；在此基礎(chǔ)上從曳引輪的選型、安裝調(diào)整及維護(hù)保養(yǎng)等方面對其預(yù)防措施進(jìn)行探討。

1 曳引輪輪槽磨損的原因分析

1.1 曳引輪槽和鋼絲繩不匹配

曳引輪與鋼絲繩在日常的電梯運(yùn)行之中還需要保持匹配度，這樣有利于穩(wěn)定性的提升。但是就實(shí)際的調(diào)查分析來看，大部分電梯運(yùn)行階段，鋼絲繩的拉伸導(dǎo)致直徑的變小，造成曳引輪輪槽與鋼絲繩不匹配的情況，這樣就會導(dǎo)致曳引輪槽磨損進(jìn)一步加速，最終引發(fā)電梯故障［5］。

1.2 輪槽設(shè)計和材質(zhì)加工缺陷

現(xiàn)階段，在很多曳引輪的輪槽設(shè)計以及選擇材料方面都還存在問題。首先是存在直徑的不規(guī)則以及不統(tǒng)一的情況［6］。此外，由于精確度方面的影響，所以還無法與實(shí)際的要求與規(guī)定相互匹配起來，這樣就容易導(dǎo)致磨損的進(jìn)一步加劇。其次，在進(jìn)行曳引輪生產(chǎn)的進(jìn)程之后，雖然其制作是按照標(biāo)準(zhǔn)與要求來實(shí)施的，但是材料的選擇卻沒有匹配上對應(yīng)的生產(chǎn)，有以次充好的問題出現(xiàn)，這樣就會直接影響到各個方面的性能，同時也無法與電梯的實(shí)際需求相互匹配，最后，在鑄造與熱處理方面，因?yàn)橛泄に嚨娜毕荽嬖冢@樣就導(dǎo)致曳引輪的整體性能會受到極大的影響［7］。

1.3 其他原因

對于曳引輪輪槽磨損情況分析，除了上述因素之外，荷載超重等問題也會產(chǎn)生一定的影響。一旦有荷載超重的情況出現(xiàn)，就會造成鋼絲繩兩邊受力不均勻，進(jìn)一步加劇輪槽的磨損。同時，伴隨著電梯運(yùn)行距離的不斷延長，就會出現(xiàn)更加嚴(yán)重的輪槽磨損等一系列問題的出現(xiàn)［8］。

2 案例分析

2.1 案例一

設(shè)備存在的主要缺陷：曳引輪第1個繩槽磨損嚴(yán)重，如圖1所示。

圖1 輪槽磨損

該電梯投入使用才1年多，正常情況下，曳引輪輪槽不會出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，但年檢時，發(fā)現(xiàn)曳引輪第一個繩槽出現(xiàn)螺旋槽狀磨損，且磨損嚴(yán)重。根據(jù)現(xiàn)場的情況分析，產(chǎn)生問題的主要原因有：（1）曳引輪輪圈材料一般用QT60-2球墨鑄鐵制造，硬度為HB200左右，如果曳引輪的材質(zhì)和物理性能達(dá)不到上述要求，或輪槽材質(zhì)的均勻性、槽面硬度存在差異等，曳引輪就會產(chǎn)生嚴(yán)重磨損；（2）曳引輪安裝垂直度超標(biāo)；（3）曳引鋼絲繩張力不均勻，應(yīng)該是第1個輪槽的鋼絲繩與其他曳引繩的張力最大偏差遠(yuǎn)超過5%，且是正偏差，造成該繩槽比壓超過許用比壓，從而造成該繩槽快速磨損，因此在調(diào)整鋼絲繩張力時，應(yīng)避免個別鋼絲繩承受較大張力；（4）曳引繩放繩時，未按規(guī)范要求操作，鋼絲繩裝到曳引輪上后，仍然存在較大的殘余扭力。綜合以上4個原因，這一批曳引輪輪圈材料存在問題，輪圈材料達(dá)不到QT60-2球墨鑄鐵的產(chǎn)品質(zhì)量要求，使用單位應(yīng)對曳引輪輪圈材料進(jìn)行檢測，找出曳引輪出現(xiàn)嚴(yán)重磨損的原因。處理意見：（1）由于曳引輪第1個繩槽磨損已比較嚴(yán)重，應(yīng)更換曳引輪；（2）在電梯剛投入使用時，由于鋼絲繩容易伸長，電梯維保單位應(yīng)每月調(diào)整曳引繩張力，否則當(dāng)個別鋼絲繩承受較大張力時，會造成個別繩槽快速磨損，就要更換曳引輪，給使用單位造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 案例二

設(shè)備存在的主要缺陷：在定期檢驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)該臺電梯曳引輪繩槽磨損嚴(yán)重，存在嚴(yán)重的安全隱患。

造成在用電梯曳引輪繩槽磨損的原因有：（1）曳引輪的材質(zhì)和物理性能是否達(dá)到要求，包括輪槽材質(zhì)的均勻性、槽面粗糙度和硬度存在差異、輪槽的外形尺寸等；（2）安裝調(diào)整方面，曳引鋼絲繩安裝到曳引輪上時，未按照施工工藝進(jìn)行操作，仍然存在較大的殘余扭力；（3）曳引鋼絲繩選型，當(dāng)更換曳引鋼絲繩時，應(yīng)選用原電梯設(shè)計要求的同型號同規(guī)格曳引鋼絲繩；（4）曳引輪兩側(cè)鋼絲繩的張力差過大和各鋼絲繩之間的張力偏差等，造成曳引繩快速磨損。

經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)：（1）現(xiàn)場5根曳引鋼絲繩中僅更換第5根曳引鋼絲繩，且為不同型號規(guī)格的，摩擦因數(shù)不同，造成曳引力不一樣，當(dāng)曳引條件破壞時，產(chǎn)生曳引輪與曳引鋼絲繩相對滑動，造成曳引輪繩槽磨損；（2）曳引鋼絲繩張力調(diào)整不均勻，由于各鋼絲繩之間的張力差較大，使得曳引輪各繩槽的比壓不同，根據(jù)曳引條件公式，若曳引鋼絲繩選型不當(dāng)，當(dāng)量摩擦因數(shù)f也不同，其中某根曳引鋼絲繩在曳引輪兩邊的張力比值累積到破壞曳引條件時，這根滑動的曳引繩相對另外幾根曳引繩先達(dá)到破壞曳引力的條件而產(chǎn)生打滑，曳引鋼絲繩相對曳引輪向前（或向后）打滑，相對繩槽不僅有徑向滑動，而且有切向滑動，曳引鋼絲繩張力釋放，隨后另一根先達(dá)到破壞曳引力的條件又產(chǎn)生相對曳引輪繩槽打滑磨損，此過程中各曳引鋼絲繩的張力不斷變化，曳引鋼絲繩相對曳引輪繩槽周期性地相對滑動磨損，這是造成曳引輪繩槽和曳引繩快速磨損的主要原因。因此在電梯使用過程中，選用型號規(guī)格曳引鋼絲繩并保持曳引繩張力的均勻度至關(guān)重要，維保單位應(yīng)定期認(rèn)真檢查調(diào)整。

3 曳引輪輪槽磨損的預(yù)防措施

3.1 選型

基于鋼絲繩本身的結(jié)構(gòu)需求，所以，就可以考慮到在U型曳引輪槽選擇中，要求能夠?qū)崿F(xiàn)緊密貼合，能夠?qū)⒔佑|面盡可能性地擴(kuò)大，最終由于接觸面的問題，其壓強(qiáng)會出現(xiàn)相對較低的水平，這一情況下的磨損就會是最小的。另外，考慮到U型槽會降低鋼絲繩對于曳引輪槽的比壓，這樣就會使得曳引能力進(jìn)一步的降低［9］。所以，為了能夠滿足曳引力的實(shí)際要求，就可以考慮到直接將曳引輪繞繩設(shè)置為復(fù)繞的形式。基于這一處理，曳引輪與導(dǎo)向輪之間的槽數(shù)會得到相對應(yīng)的增加，其成本也會對應(yīng)提升。所以，作為生產(chǎn)廠家，基于特殊情況，就會對于設(shè)計的具體應(yīng)用加以考慮。目前，曳引輪槽之中最為常見的是U型帶切口，并且在切口的位置上的鋼絲繩接觸線直接斷開之后，就會導(dǎo)致應(yīng)力相對集中，并且存在比壓突變的情況。一般情況下，當(dāng)切口寬度出現(xiàn)變化之后，也會對應(yīng)地改變其比壓。如果比壓偏大，那么摩擦力也會相對應(yīng)地提升。在曳引輪偏大的時候，可以大幅度地節(jié)約設(shè)計成本，從而成為廠家首先選擇的一種槽型。基于V型槽的使用，還需要合理地選擇角度，基于曳引能力的實(shí)際匹配，在角度選擇之后，就可以實(shí)現(xiàn)磨損延緩處理［10］。

3.2 安裝調(diào)整

在安裝電梯的過程中，還需要結(jié)合對應(yīng)的技術(shù)規(guī)范和工藝要求來進(jìn)行。安裝主機(jī)的時候，需要與圖紙相互結(jié)合起來，確保導(dǎo)向輪的平行度與曳引輪的垂直度能夠匹配技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，特別是曳引輪的垂直度，必須將其誤差控制在一定范圍內(nèi)，否則就可能會引起磨邊的情況出現(xiàn)，進(jìn)而直接影響電梯的運(yùn)行質(zhì)量。在安裝電梯鋼絲繩的時候，也需要按照工藝流程的具體需求，在安裝過程中，不能出現(xiàn)鋼絲繩纏繞、扭曲的問題，進(jìn)而對于電梯的運(yùn)行質(zhì)量造成影響。在鋼絲繩安裝完成之后還需要調(diào)整鋼絲繩的張力，如果鋼絲繩的張力不勻，會導(dǎo)致鋼絲繩受力過大，最終使得曳引輪比壓進(jìn)一步提高，會導(dǎo)致曳引輪槽出現(xiàn)磨損的現(xiàn)象，在運(yùn)行一段時間之后，往往就會讓部分鋼絲繩明顯地陷入到輪槽之中。所以，這就需要合理地調(diào)整鋼絲繩的張力，這樣就可以實(shí)現(xiàn)高、中、低3個層次的調(diào)整處理，同時也要求了張力差不能夠超過5%，等待一段時間運(yùn)行之后，還需要針對性地進(jìn)行調(diào)整處理，這樣就可以保持良好的鋼絲繩的受力情況［11］。

3.3 維護(hù)保養(yǎng)

在使用電梯一段時間之后，就需要做好對應(yīng)的保養(yǎng)與維修，避免曳引輪出現(xiàn)磨損的情況。在實(shí)際的處理中，基于鋼絲繩受力情況的分析與考慮，一旦有受力不均的情況，就要求可以及時地進(jìn)行調(diào)整，防范出現(xiàn)磨損［12］。一旦磨損不均，還需要及時地做好曳引輪的更換處理，避免磨損進(jìn)一步惡化問題的出現(xiàn)。在實(shí)際的維護(hù)與保養(yǎng)過程中，也需要做好鋼絲繩表面的及時清理，能夠?qū)⒈砻娴幕覊m、雜質(zhì)等及時清除，這樣就可以滿足曳引輪運(yùn)行環(huán)境的改善與優(yōu)化，同時也可以提高電梯的實(shí)際運(yùn)行質(zhì)量。

4 結(jié)束語

綜上所述，針對曳引輪槽磨損而言，其本身屬于鋼絲繩與曳引輪之間相互作用的結(jié)果。為了能夠保障電梯的正常運(yùn)行，本文主要從曳引輪輪槽與鋼絲繩不匹配、輪槽設(shè)計與加工等方面進(jìn)行磨損的原因分析，結(jié)合檢驗(yàn)碰到的曳引輪輪槽磨損案例，從鋼絲繩的檢驗(yàn)、輪槽的檢驗(yàn)及制動試驗(yàn)等方面對輪槽磨損的檢驗(yàn)進(jìn)行分析；在此基礎(chǔ)上從曳引輪的選型、安裝調(diào)整及維護(hù)保養(yǎng)等方面對其預(yù)防措施進(jìn)行探討。為了保證電梯曳引輪的可靠性，降低電梯因?yàn)橐芬嗇啿勰p導(dǎo)致的人員傷亡發(fā)生，應(yīng)嚴(yán)格對曳引輪輪槽磨損進(jìn)行檢驗(yàn)和維保保養(yǎng)、提高檢驗(yàn)人員對曳引輪輪槽磨損的檢驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>