繩槽磨損原因分析

由于設(shè)計、制造、安裝及曳引系統(tǒng)本身的各種原因，電梯在經(jīng)過一段時間的運行后，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，對電梯的安全運行及舒適性造成一定的影響。

下面以某廠在某地安裝運行的1臺電梯為例探討這一問題。該電梯在投入使用2年后，經(jīng)常在運行中發(fā)出異常聲響，并伴隨轎廂抖動現(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，當轎廂運行至頂層時，該鋼絲繩幾乎不受力，轎廂重量全由其余5根鋼絲繩承受，但當轎廂往下運行時，該鋼絲繩張緊力越來越大，在運行至中間層站時，6根鋼絲繩張緊力達到基本一致，但在轎廂接近底層時，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。由于該根鋼絲繩在運行中或是過松或是過緊，因而不能簡單地將其調(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，磨損尤其嚴重。經(jīng)過塞尺測量，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，則對于磨損1.6mm的繩槽，若不計鋼絲繩的滑移，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行15m時，這根鋼絲繩則少移動74.2mm。因而為補償這段行程，該根鋼絲繩在下行時產(chǎn)生較大的彈性伸長，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，同時受其影響造成運行中轎廂傾斜及抖動，使乘坐舒適感大大降低。

根據(jù)實際情況，及時拆下該曳引輪，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)過一段時間的試運行電梯恢復(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，則當電梯運行時，在T1側(cè)鋼絲繩彈性伸長增大，當轉(zhuǎn)到T2側(cè)時，由于T1>T2，彈性伸長隨之減小，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。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6根曳引繩兩側(cè)張力T1與T2基本一致時，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，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槽尤為嚴重。

②曳引繩對繩槽的壓力引起的滑移S2：曳引型電梯安全運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，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，當轎廂突然以減速度緊急掣停時，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。當某根鋼絲繩的靜拉力比T1/T2大于其余鋼絲繩時，該根鋼絲繩的滑移更嚴重;隨著電梯的頻繁起制動，繩槽磨損使其直徑越小，滑移越嚴重，磨損也越趨于惡化。一般來說，當曳引輪繩槽磨損相差越過曳引繩直徑的1/10時，就應(yīng)該更換或重新加工曳引輪了。

總的說來，曳引輪繩槽的磨損是由于曳引繩在繩槽中的相對滑移所造成的，滑移量越大，磨損也越嚴重;而曳引繩相對繩槽的滑動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行分析的，實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)嚴格控制曳引輪的各項性能指標在國標規(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在電梯運行過程中檢查發(fā)現(xiàn)繩槽磨損超差時，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，合適的槽紋輪面對無潤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。