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繩槽磨損原因分析

由于設(shè)計(jì)、制造、安裝及曳引系統(tǒng)本身的各種原因，電梯在經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，曳引輪上與曳引繩相接觸的各繩槽產(chǎn)生不同程度的磨損，隨著磨損程度的日益增大，對(duì)電梯的安全運(yùn)行及舒適性造成一定的影響。

下面以某廠在某地安裝運(yùn)行的1臺(tái)電梯為例探討這一問題。該電梯在投入使用2年后，經(jīng)常在運(yùn)行中發(fā)出異常聲響，并伴隨轎廂抖動(dòng)現(xiàn)象，乘坐舒適感較差。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)6根曳引鋼絲繩中有1根的張緊力變化極大，當(dāng)轎廂運(yùn)行至頂層時(shí)，該鋼絲繩幾乎不受力，轎廂重量全由其余5根鋼絲繩承受，但當(dāng)轎廂往下運(yùn)行時(shí)，該鋼絲繩張緊力越來(lái)越大，在運(yùn)行至中間層站時(shí)，6根鋼絲繩張緊力達(dá)到基本一致，但在轎廂接近底層時(shí)，該鋼絲繩張緊力明顯大大超出其余5根，表明其承受了絕大部分轎廂的載荷。結(jié)果該鋼絲繩的繩頭組合彈簧受到劇烈壓縮并與繩頭板相碰而發(fā)出“咔咔”聲響，并使轎廂產(chǎn)生較大抖動(dòng)。由于該根鋼絲繩在運(yùn)行中或是過松或是過緊，因而不能簡(jiǎn)單地將其調(diào)緊或調(diào)松。通過檢查，發(fā)現(xiàn)曳引輪各繩槽已出現(xiàn)磨損且程度不一，其中張緊力異常的鋼絲繩所在的繩槽與其余5槽相比，磨損尤其嚴(yán)重。經(jīng)過塞尺測(cè)量，該槽在徑向比其余5根多磨損了1.6mm，很明顯這是造成該鋼絲繩異常的主要原因。

以該梯為例，已知曳引輪節(jié)徑D=650mm，電梯垂直升降距離30m，而大致在中間層站各鋼絲繩張力基本一致，則對(duì)于磨損1.6mm的繩槽，若不計(jì)鋼絲繩的滑移，曳引輪每轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，該根鋼絲繩比其余5根要少移動(dòng)10.1mm。照此推算，從6根鋼絲繩的張緊力基本一致的中間層往上或往下運(yùn)行15m時(shí)，這根鋼絲繩則少移動(dòng)74.2mm。因而為補(bǔ)償這段行程，該根鋼絲繩在下行時(shí)產(chǎn)生較大的彈性伸長(zhǎng)，并通過繩頭板使轎廂產(chǎn)生一定程度的傾斜。由于該根鋼絲繩在較大范圍內(nèi)承受交變載荷，因而易于破斷，造成安全系數(shù)的降低，同時(shí)受其影響造成運(yùn)行中轎廂傾斜及抖動(dòng)，使乘坐舒適感大大降低。

根據(jù)實(shí)際情況，及時(shí)拆下該曳引輪，根據(jù)相應(yīng)尺寸重新加工了各繩槽，使其節(jié)圓直徑在允許誤差內(nèi)一致，并調(diào)整了各曳引鋼絲繩的張緊力，經(jīng)過一段時(shí)間的試運(yùn)行電梯恢復(fù)正常。

下面分析造成曳引輪繩槽磨損程度不一的原因。造成曳引輪繩槽的磨損，是由于曳引繩與曳引輪繩槽間產(chǎn)生滑移，滑移量越大磨損程度也越大。

總的滑移量S應(yīng)由兩部分組成：

①由曳引繩的彈性拉伸應(yīng)變所引起的滑移量S1，假設(shè)曳引輪兩邊鋼絲繩的張力為T1和T2，其中T1>T2，則當(dāng)電梯運(yùn)行時(shí)，在T1側(cè)鋼絲繩彈性伸長(zhǎng)增大，當(dāng)轉(zhuǎn)到T2側(cè)時(shí)，由于T1>T2，彈性伸長(zhǎng)隨之減小，因而引起鋼絲繩在槽內(nèi)產(chǎn)生滑移，方向朝著張力大的一側(cè)，使得繩在槽中蠕動(dòng)。這是鋼絲繩和曳引輪繩槽不斷磨損的主要原因之一。很明顯，假設(shè)曳引輪各繩槽的硬度相同，當(dāng)6根曳引繩兩側(cè)張力T1與T2基本一致時(shí)，曳引輪各繩槽的磨損量也應(yīng)基本一致，但很可能在電梯安裝調(diào)試時(shí)，某根鋼絲繩的張力T′與其余鋼絲繩張力相比超過了允許的誤差，亦即T'1/T'2 >T1/T2，則繩在槽中的蠕動(dòng)距離也相應(yīng)加大，由此造成該繩槽的磨損比其余5槽尤為嚴(yán)重。

②曳引繩對(duì)繩槽的壓力引起的滑移S2：曳引型電梯安全運(yùn)行的保證就是曳引輪與曳引繩之間有足夠的摩擦力，曳引應(yīng)滿足的條件為(T1/T2)C1·C2≤ef,其中T1/T2——載有125%額定載荷的轎廂位于低層站及空載轎廂位于高層站時(shí)，曳引輪兩側(cè)鋼絲繩中的較大靜拉力與較小靜拉力之比。以曳引條件較為惡劣的空載轎廂下行推斷，當(dāng)轎廂突然以減速度緊急掣停時(shí)，曳引輪兩側(cè)張力差超過防滑極限，從而引起繩在槽中的滑移。當(dāng)某根鋼絲繩的靜拉力比T1/T2大于其余鋼絲繩時(shí)，該根鋼絲繩的滑移更嚴(yán)重;隨著電梯的頻繁起制動(dòng)，繩槽磨損使其直徑越小，滑移越嚴(yán)重，磨損也越趨于惡化。一般來(lái)說，當(dāng)曳引輪繩槽磨損相差越過曳引繩直徑的1/10時(shí)，就應(yīng)該更換或重新加工曳引輪了。

總的說來(lái)，曳引輪繩槽的磨損是由于曳引繩在繩槽中的相對(duì)滑移所造成的，滑移量越大，磨損也越嚴(yán)重;而曳引繩相對(duì)繩槽的滑動(dòng)又取決于曳引輪兩側(cè)曳引繩的張緊力比，隨著曳引繩在繩槽中張緊力比的增大，滑移量也增大。

2 改進(jìn)措施

①本文是在假設(shè)曳引輪各繩槽的耐磨性及硬度等條件一致的情況下進(jìn)行分析的，實(shí)際上如果各繩槽的耐磨性、硬度及節(jié)圓直徑不一致。很明顯所造成的磨損量也不一致。因此應(yīng)嚴(yán)格控制曳引輪的各項(xiàng)性能指標(biāo)在國(guó)標(biāo)規(guī)定的范圍內(nèi)。

②應(yīng)調(diào)整各曳引繩的張緊力，使其相互的差值在5%范圍內(nèi)。

③在電梯運(yùn)行過程中檢查發(fā)現(xiàn)繩槽磨損超差時(shí)，必須更換或重新加工曳引輪，調(diào)整各鋼絲繩的張緊力使其基本一致。

④建議在曳引輪上使用聚氨酯繩槽襯墊。襯墊嵌入相應(yīng)的輪槽，襯墊上加工出橫向槽紋，合適的槽紋輪面對(duì)無(wú)潤(rùn)滑的鋼絲繩摩擦系數(shù)幾乎保持不變，而且聚氨酯特別耐磨，這就提高了襯墊的壽命，也大大增加了鋼絲繩的使用壽命。