电梯钢丝绳与曳引轮匹配合理性分析

胡飞翔

（广东省特种设备检测研究院中山检测院，广东 中山 528403）

现如今我们国家的电梯产业在向着更好的方向发展，电梯市场保有量有增无减，电梯运行的速度也在提升，同时，大众对电梯所用的钢丝绳、曳引轮的质量提出更高、更多的要求。因为市场容量的不断增大，电梯运行速度的提升，所以电梯钢丝绳、曳引轮出现的问题也逐渐增多，例如，钢丝绳断丝、断股、磨损、扭结、绳芯挤出、笼状畸变等，都会对于电梯的安全运行带来严重影响，甚至导致轿厢发生坠落事故，给人身安全带来威胁。基于此，本文下面主要对电梯钢丝绳与曳引轮匹配合理性展开深入的分析。

电梯钢丝绳主要包括钢丝、绳芯、绳鼓。经过多次的冷拔、淬火等加工工艺，生产出了强度高、韧度高的钢丝绳。在正常的情况之下，钢丝直径越粗，耐腐蚀性能和耐磨性能就会越强；
钢丝直径越细的话，柔软性能也会更好一些。绳股是由钢丝捻制而成，股数越多的话，它的抗疲劳程度也会越高一些。在正常的情况之下，电梯使用钢丝绳的绳股大多是八股。图1是钢丝绳结构图。

通过对曳引轮进行认真的分析，发现其在电梯传动过程当中扮演着重要角色和占据关键的位置，是非常重要的动力装置。主要应用曳引钢丝绳和曳引轮上轮槽的摩擦力，进行运动，曳引轮材质包括塑料复合材料以及铸铁材料等，铸铁材料现如今是国内非常重要的产品，通过对国家所制定的电梯要求进行分析，其中明确规定：曳引轮轮槽面与曳引轮耐磨性匹配的材质，曳引轮轮槽面材质需具有均匀性的特点，其硬度需要大于15HB。经过认真的了解之后发现，现如今市面上对于电梯用钢丝绳和曳引轮的匹配使用，并没有给予科学的指导，所以种类不同的钢丝绳，在应用期间，处于同一槽型、槽径、轮径以及表面硬度曳引轮的现象；
还有一些电梯制造厂家在进行选择的过程中，将自己关注的重点放在电梯设计最小安全系数和曳引力上面，选择出钢丝绳直径和最小破断载荷。

在进行曳引轮直径确定期间，只是满足最低要求直径比40倍以上，没有对钢丝绳和曳引轮的极佳匹配性展开深入的分析和研究。图2是曳引轮与钢丝绳结构图。

（1）轮槽实际形状。通过认真了解之后发现，电梯曳引轮的轮槽形式主要包括4种，即：U型槽、U型带切口槽、V微型槽、V型带切口槽。钢丝绳主要处在不相同的轮廓槽中，受力情况自然会有差异，接触位置出现差别，所承受的接触应力也会有很大的差别。无论是比压过小还是过大，都会对电梯的曳引力产生不同程度的影响，如果比压过小的话，就会造成电梯曳引力不足，电梯出现溜梯情况；
假如比压较大的话，还会造成钢丝绳表面与曳引轮之间不断的摩擦，增加疲劳断丝问题发生的可能性。

①V型槽和钢丝绳接触面积大，比压较小，钢丝绳变形小，延长曳引轮和钢丝绳使用的寿命。但是这样的轮槽也有一个缺点，那就是当量摩擦因素较小，曳引能力偏低。

②U型带切口槽在U型槽的底部，以切割的方式形成一条楔型槽，钢丝绳和轮槽接触面积不断在减小，比压增大，轮槽当量摩擦因数会增大。在正常的情况之下，是U型槽的2倍左右，这种轮槽当量摩擦因数较大，钢丝绳磨损小，如果轮槽磨损之后，钢丝绳中心会向下移动，因为楔型槽发挥出自己的作用，所以当量摩擦因数并没有发生任何的变化。

③V型槽两边对曳引轮产生的影响和作用，挤压偏大，钢丝绳与轮槽接触面积并没有处在一层不变的状态当中，而且发生了变化，比压变大，所以这种轮槽的当量摩擦量也偏大，但是轮槽自身和钢丝绳磨损的可能性就变得更大一些。通过对曳引能力以及钢丝绳的磨损问题展开深入分析，现如今在市场中，U型带切口槽和V型带切口槽凭借自身强大的优势和特点，得到关注与应用。曳引能力允许的情况之下，切口槽的角度越小，钢丝绳疲劳寿命会延长。

（2）轮槽的主要尺寸。U型槽和U型带切口槽直径与钢丝绳的直径可以匹配时，接触面积越大的话，比压则呈现出越小态势，这时钢丝绳的疲劳寿命是最长的。曳引轮直径如果很小的话，那么钢丝绳所受到的挤压就会越来越大，导致断丝问题的出现。轮槽直径过大，钢丝绳容易出现被压扁问题，曳引力也会随着降低。

（3）绳轮直径。若钢丝绳的直径、所承受的载荷完全相同，这时候钢丝绳报废时间会伴随着曳引轮直径的增大而产生变化（增大）。曳引直径大小完全相同时，这种主要结构所承受的荷载相同时，钢丝绳报废的时间趋势与钢丝绳直径之间有着紧密的联系和关系。现阶段更多的厂家对曳引机的大小进行了深入的分析，采用最小绳轮比，这样的做法适用于纤维绳芯钢丝绳，但是对于钢芯钢丝绳还需要应用更大的绳轮比。复合钢筋钢丝绳与纤维绳钢丝绳相比较，前者不容易出现弯曲问题；
具有独立性特点的钢芯钢丝绳比复合钢芯钢丝绳更加不容易出现弯曲问题，所以复合钢芯钢丝绳最小的绳轮比可以采用45；
具有独立性特点的钢丝绳绳轮比可以采用50。

（4）绳轮材质和表面粗糙程度问题。电梯在运行期间，之所以钢丝绳和曳引轮表面出现磨损问题，主要的问题与原因就是点蚀疲劳和微动滑动引起的。球墨铸铁它的力学性能非常好，而且在节约更多支出成本、真正实现批量生产等方面也有着非常明显的优势与特点。在电梯曳引轮制造过程当中得到了广泛的应用。在具体使用的过程当中，球状石墨晶体持续脱落，形成了具有固定的特点的润滑剂，起到减少磨损，加大保护的作用，有效降低和减少摩擦问题，保持稳定的摩擦因素。

（1）安装。在电梯进行安装的过程当中，因为施工环境具有复杂性的特点，为了防止钢丝绳不会受到雨水或者是其他杂质所带来的影响，在施工现场，需要切实做好清洁和制定出更加完善的防御方法。同时，当工作人员参与到电梯安装工作当中去之后，需要真正认识到此项工作的重要性，不可出现马虎心理，保护自己的安全，明确安装的具体环境。其次，钢丝绳布设安放可以在电梯轨道、轿厢等部位焊接完成之后再有序的进行，并且防止焊接工作在展开过程当中电焊渣溅到钢丝绳上面，对钢丝绳产生影响。最后，钢丝绳在悬挂的过程当中，要以自然的方式进行悬挂，将扭转内应力进行消除，并且在安装工作结束之后，对每一根钢丝绳的张力是否符合规定要求进行认真的检查。

（2）加大维护工作的力度。首先，维保工作人员需要将自己的作用全部发挥出来，以定时、定期的方法对钢丝绳进行清洁，把钢丝绳表面所有的污渍进行刮除，保证钢丝绳没有油腻问题的出现，有效延长其使用的时间。另外，还需保证井道、机房等各种环境干净、整洁，底坑没有任何污水，机房排气良好，温度与湿度适中。其次，维保工作人员还需对钢丝绳展开润滑工作，同时，有效隔绝钢丝绳与空气之间的接触，降低和减少腐蚀问题发生的可能。再则，维保单位在维保工作展开的过程当中，需要对钢丝绳展开经常性的检查，及时发现其中问题的存在，之后使用完善方法，将问题解决。最后，电梯使用单位需对维保单位维保工作的质量加大监督与管理的力度，对于维保单位所反映出来的问题，以主动、积极的态度进行解决。

某建筑物当中仅使用两年的电梯曳引钢丝绳表面出现红锈，曳引轮出现轮槽磨损，导致曳引钢丝绳出现早期失效情况。之所以会出现这样的情况，主要原因就是曳引钢丝绳在安装和维保的过程当中没有得到有效的维护。（1）钢丝绳刚进入到工地时，工地管理人员并未对钢丝绳进行妥善保管，使钢丝绳经受过暴晒和雨淋，使钢丝绳绳芯的油脂流失。（2）当钢丝绳安装工作结束之后，电梯井道底部有水进入，造成曳引钢丝绳遭受浸泡；
并且在电梯使用过程当中，维保人员也没有以定期的方法进行钢丝绳维护油的添加，使得曳引钢丝绳没有得到有效润滑；
当钢丝绳润滑油渗出严重，不能有效的润滑时，钢丝绳与曳引轮轮槽摩擦力增大，钢丝绳和曳引轮轮槽出现干摩擦现象，加速了钢丝绳和曳引轮轮槽的磨损。在电梯设计当中，没有将电梯的具体使用情况全部加入到考虑范围当中去，电梯的真实使用情况对钢丝绳造成了影响，发生锈蚀问题。解决问题的措施包括：从钢丝绳发至工地起，就需要安排专业工作人员对钢丝绳进行妥善保管，防止钢丝绳出现暴晒和雨淋的情况。

在钢丝绳安装或者维保的过程中，也需要有专业工作人员进行钢丝绳的专业维护，防止钢丝绳出现缺少润滑油的情况。经过认真调查之后发现，该电梯井道底部出现进水问题，这时需要及时抽空井道底部的水，并且需要应用科学的方法将钢丝绳里面的水排出，并对曳引钢丝绳进行充分的重新润滑，以定期的方法添加曳引钢丝绳维护油，这样做的目的是为了有效避免曳引钢丝绳出现表面锈蚀问题，防止钢丝绳与曳引轮轮槽出现干摩擦现象。在电梯设计过程当中，需要对电梯使用期间的真实情况进行考量，若电梯处在酸性或者是碱性的环境当中，这时则需要优先选择有镀层的曳引钢丝绳。

简而言之，专业技术人员需要重视曳引钢丝绳和曳引轮，应用科学的方法延长电梯的使用寿命，使电梯在运行期间可以更加安全与舒适，也可以为后期的维修保养工作打下良好的基础。

电梯在实际运行的过程中，非常容易受到各种因素所带来的影响，导致钢丝绳出现油脂渗出或者是受到腐蚀等问题，从而也导致轮槽出现磨损；
因此，工作人员在实际的工作当中，需对钢丝绳和曳引轮的质量进行严格检查，选择出最恰当的钢丝绳和曳引轮，并且将关注的重点放在电梯使用过程当中各种影响因素上面，进一步提高电梯使用安全性能，保障大众的乘梯安全。