电梯曳引钢丝绳有关问题的探讨

孙德娟 赵成松 （天津开发区计量检定所 天津300456）

电梯曳引钢丝绳有关问题的探讨

孙德娟 赵成松 （天津开发区计量检定所 天津300456）

近几年，在用电梯出现多起曳引钢丝绳断绳现象，对曳引钢丝绳的监管及使用中涉及曳引钢丝绳使用寿命的影响因素进行总结，提醒我们在对曳引钢丝绳的使用、维保和监管中应该综合考虑和检查检测相关的影响因素，以提高曳引钢丝绳的使用寿命，及早及时发现隐患，减少电梯故障。

电梯 曳引钢丝绳 监管

近几年，在用电梯出现多起曳引钢丝绳断绳现象，对电梯曳引钢丝绳的监管及检验应引起充分的重视。目前电梯首次安装的钢丝绳主要是由电梯厂商提供，进货渠道相对固定，这在一定程度上保证了钢丝绳的质量。一旦电梯钢丝绳报废更换新钢丝绳，更换的新钢丝绳进货渠道不固定，就很难保证新钢丝绳的质量。更换新钢丝绳是技术要求比较高的一项工作，涉及到电梯的安全性，新钢丝绳的安装工艺及过程监管又很难。更换钢丝绳将比原装时要增加很大风险：一是新钢丝绳质量带来的风险；二是钢丝绳更换过程中带来的风险；三是新钢丝绳运行带来的风险。因此钢丝绳更换过程以及安装之后运行中必将产生安全隐患。

我们在与用户接触中，经常被问到“现在的钢丝绳能保证几年使用寿命?”“怎么我们以前用的钢丝绳用5～6年，甚至10年都没问题，现在这么短时间就不行了?”这说明钢丝绳的质量以及钢丝绳的选用可能存在问题。涉及曳引钢丝绳使用寿命的影响因素如下：

1 曳引钢丝绳选用应综合考虑

钢丝绳作为电梯提升系统中的关键安全部件，在新的梯种设计应用中更应该予以充分考虑。要针对梯种的不同及设计时一些因素的影响，选用不同的型号的钢丝绳。主要综合考虑电梯结构型式、电梯参数、钢丝绳直径、曳引轮和滑轮曲率半径、缠绕方式、曳引轮绳槽类型等。遗憾的是，许多采用永磁同步电机无齿轮拖动系统的设计忽视了钢丝绳可能带来的一些问题，以至于在钢丝绳使用中很快就出现了断丝、断股现象。

2 曳引轮与钢丝绳的直径比

GB 7588-2003中9.2.1规定：不论钢丝绳的股数多少，曳引轮、滑轮或卷筒的节圆直径与悬挂绳的公称直径之比不应小于40。目前大多数电梯多采用曳引轮直径设计都是取的钢丝绳能承受的极限40倍（国外许多设计，仍然在50倍以上），钢丝绳必须承受更大的弯曲，钢丝绳寿命必然降低。随着永磁同步无齿轮曳引机的广泛使用，电梯生产厂家为了减小曳引轮直径，多采用直径较小的钢丝绳，其中以直径8 mm、10 mm较多，同时为了减小电机体积，采用提高电机转速的方式，这样就要相应地增大曳引比，多采用2∶1的绕绳方式，这就增加了钢丝绳弯曲次数，增加了钢丝绳的线速度，必然会降低钢丝绳的使用寿命。由于钢丝绳直径变细，对钢丝绳直径的均匀性、绳芯质量（麻纱品质及捻制，钢芯结构设计及捻制）、油脂品质、钢丝绳结构选择设计以及捻制质量等提出了更苛刻的要求，许多钢丝绳厂家按原来的设计提供的钢丝绳肯定不能满足目前的使用要求。比如采用纤维芯的钢丝绳，过去一般使用在绳速1～4 m/s，现在相当于绳速2～8 m/s，对钢丝绳的选择必须有所区分。有些钢丝绳生产厂家未及时调整相应的生产工艺和原料，也造成了钢丝绳寿命的降低。

3 曳引轮材质

曳引轮直径变小后，更多的设计会采用表面硬度更高的曳引轮材质设计，比如QT700。曳引轮表面硬度提高后，钢丝绳的表层钢丝的强度和硬度必须相应提高才能匹配。而目前一些钢丝绳还是原标准钢丝绳，表面硬度没有提高，从破损现状看多是曳引钢丝绳断丝断股，造成了钢丝绳寿命的降低，但曳引轮未见明显磨损。不像以前多见钢丝绳直径磨损后，曳引轮绳槽切口也有明显磨损，严重的曳引绳出现托底现象。

4 曳引轮槽形

为了提高曳引能力，曳引机生产厂家会采用加大曳引绳槽下切口角，或采用V形绳槽设计，目前有些厂家的绳槽下切口角β达到110°，已超出GB 7588－2003附录M中规定的下切口角设计上限，槽的角度值γ达到极限角度25°。不合理的、过大的包角设计，或者过大的下切口角设计，或者过小的V型槽角设计等都会加大钢丝绳的磨损，严重影响钢丝绳寿命。

5 导向滑轮数量

采用曳引比2∶1绕绳设计，需要钢丝绳绕过更多的轮子，每增加一次弯曲都会降低钢丝绳寿命。如果设计的导绳轮与曳引轮之间的距离过小，导绳轮的直径不够大，多次改变钢丝绳的走向，绳轮过多，转角过多，绳轮与曳引轮的偏角过大，或者采用诸如过于苛刻的大压下量反向压绳轮绕绳方式等都会加大钢丝绳的损坏速度。

6 曳引钢丝绳安装工艺

采用2∶1绕绳，需要对钢丝绳的放绳方式彻底改进，才能保证钢丝绳放绳、安装中不被扭曲，不产生内应力，否则钢丝绳存在内应力、扭曲部位会加速磨损，很快出现断丝、断股。在日常检验中经常可以目测就能见到在一段钢丝绳上，应力集中产生的变形。对于1∶1绕绳设计，还可以通过悬垂钢丝绳方法释放内应力（原则上对于电梯这种以曳引方式，钢丝绳不能旋转的拖动方式，是不允许钢丝绳长时间自由悬垂的），对于2∶1绕绳方式，只能通过正确的放绳，避免内应力的产生。比如，通过把钢丝绳缠绕到工字轮上，架起，用引绳按绕绳顺序牵引安装的方式，能保证安装质量，避免钢丝绳被扭曲，但这对于我们大多数安装工地来说几乎是奢望。因此，有效地提高安装工人素质，进行必要的培训，提高钢丝绳安装质量，是当务之急。

7 曳引钢丝绳的张力调整

由于采用2∶1绕绳方式，且使用直径较细的曳引钢丝绳，及时调整钢丝绳张力，保证均匀尤为重要，钢丝绳根数较多，调整钢丝绳张力比较困难。张力差过大，会急剧加大受力过大的一根或几根钢丝绳的损坏。建议采用专用的钢丝绳张力检测或在线检测装置，并加大检测频率。

8 曳引钢丝绳的润滑和清洁

充分润滑的钢丝绳弯曲时，股之间及钢丝之间易于相对滑动，磨擦阻力较小，磨损少，疲劳寿命相对较长。润滑油脂同时也提供对钢丝的防锈保护和对纤维的抗腐蚀保护。纤维芯一般都需浸油以排除水分防止腐蚀。由于2∶1绕绳方式钢丝绳绳速加倍，对钢丝绳润滑要求更高，需加大对钢丝绳的清理、再润滑频次。

9 外部伤害

我们在电梯安装工地上经常可以见到待安装的曳引钢丝绳被随意放置在露天场地，且包装大多已破损，容易出现磕砸碰，钢丝绳被风吹日晒雨淋，表面粘挂上水泥碎块等建筑垃圾，如果在安装前清理不彻底，粘附在曳引绳上的杂物会硌伤表面钢丝，造成损伤。另外，安装过程中井道掉落的杂物，容易进入钢丝绳与轿顶反绳轮或对重反绳轮之间的向上方向产生的咬入角，给钢丝绳造成伤害。

10 其他

采购劣质的钢丝绳，选择钢丝绳结构不正确（如钢丝绳绳芯种类），导向轮与曳引轮的直线度误差过大等原因，都会降低曳引钢丝绳的使用寿命。

11 结语

综上所述影响曳引钢丝绳寿命的因素众多，故我们在对曳引钢丝绳的使用、维保和监管中应该综合考虑和检查检测相关的影响因素，以提高曳引钢丝绳的使用寿命，及早及时发现隐患，减少电梯的故障。■

2012-05-06