浅析曳引驱动电梯部分曳引钢丝绳异常磨损故障

谢成

（湖南省特种设备检验检测研究院郴州分院，湖南 郴州 423000）

1 曳引驱动电梯部分曳引钢丝绳异常磨损故障

在电梯机房，经常会看到部分曳引钢丝绳异常磨损的情况，常见的是曳引钢丝绳中的一根或者两根磨损特别严重，其表现形式一般为在曳引轮最高点处各根钢丝绳高度不一致，磨损严重的钢丝绳高度明显低于其他钢丝绳且其张力明显偏小、松弛，而且曳引轮轮槽磨损也很严重，甚至轮槽底部切口完全磨掉，成半圆槽。对于部分钢丝绳异常磨损的现象，很多人将原因归结于部分钢丝绳张力过紧，对此我认为恰恰相反，异常磨损的钢丝绳不是因为调整过紧导致，而是该钢丝绳过松导致的。

2 钢丝绳异常磨损的原因分析

2.1 钢丝绳组出现张力差异现象的原因

曳引驱动电梯是由多根钢丝绳牵引，钢丝绳的移动是靠钢丝绳与曳引轮的摩擦力来实现的，而摩擦力是靠曳引轮两侧钢丝绳的张力使钢丝绳压紧在曳引轮槽中产生，在其他条件相同的情况下，要使多根钢丝绳产生一样的摩擦力就要使每根钢丝绳的张力保持相同，由此可见，张力对钢丝绳的磨损有着直接的影响。

数据统计发现，新钢丝绳在刚投入运行的一到两年内，其伸长量（结构伸长+塑性变形）比较大，随着长度的增加，伸长量会越大，而使用超过两三年以上，其长度才会慢慢趋于稳定。由于钢丝绳的材质、工艺过程、缠绕结构等方面的微小差异会导致强度、股间间隙存在微小差异，把钢丝绳看作弹簧，每根钢丝绳伸长率可能只存在微小差异，但是随着钢丝绳长度动则几十上百米的增加，每根钢丝绳伸长量会产生较大差异，导致各根钢丝绳松紧不一、张力不一致。总的来说，这主要由钢丝绳的质量导致的，越是质量好的钢丝绳，伸长量的差异应越小。

另外，在电梯长期运行中，钢丝绳端接装置处螺栓的松动和弹簧的塑性变形，会进一步加大各钢丝绳的张力差异。此外，钢丝绳的根数也会对张力差异产生一定的影响。曳引钢丝绳的根数一般为4～8根，为保证平层精度和平层保持精度，楼层越高根数会越多，而在相同的载重量下，为降低成本，可能会采用直径更小的钢丝绳，随着根数的增多，其张力产生较大差异的概率也会显著增加。

2.2 钢丝绳张力差异状态下，钢丝绳产生异常磨损的过程分析

电梯曳引钢丝绳组的张力差异状态主要有3种：部分钢丝绳张力过紧，部分钢丝绳张力过松，另外，将部分更换钢丝绳作为一种特殊的张力差异状态。

（1）部分钢丝绳张力过紧的情况。在一两根钢丝绳张力过紧的情况下，由于此钢丝绳张力过大，其伸长量（结构伸长+塑性变形）与弹性变形也会变大，其长度随着也会增加。另外，与其相对应的曳引轮轮槽的磨损量也会比其他钢丝绳的大，轮槽的磨损会使轮槽节圆直径变小，等效的也是增加了钢丝绳的长度，最终由于钢丝绳伸长量的增加，钢丝绳的张力会自动降低到平均水平，在没有人力干预的情况下张力过紧会自动得到改善，不会导致出现本文开头所描述的钢丝绳异常磨损的故障。

（2）部分钢丝绳张力过松的情况。一两根钢丝绳松弛、张力明显偏小的情况下，由于钢丝绳松弛，在电梯运行过程中，松弛的钢丝绳会在水平方向不停地摆动，在开始绕入曳引轮和反绳轮轮槽时会产生垂直于轮槽节圆平面的高频水平振动而造成高于其他钢丝绳的磨损。

另外，松弛的钢丝绳上承受较小一部分对重和轿厢的重量，甚至主要只承受钢丝绳的重量，在曳引轮两侧，松弛的钢丝绳上的张力T1与T2的差值主要由钢丝绳的长度决定。电梯在靠近上端站和下端站这两个区间运行时，曳引轮两侧钢丝绳的长度差会很大，造成松弛钢丝绳的张力T1与T2的差值也很大，此时T1/T2>efa，曳引条件丧失。在曳引条件处于临界状态，曳引轮朝较小张力一侧转动时，松弛的钢丝绳会反复地在曳引轮轮槽里摩擦打滑，由此造成钢丝绳和轮槽严重磨损。此外，打滑的钢丝绳会在绳头端部产生竖直方向的高频振动，可能造成钢丝绳端部螺母松动，加剧钢丝绳的松弛状态。随着钢丝绳和曳引轮轮槽的磨损，钢丝绳会进一步变得松弛，由此又进一步加重磨损。在没有人力干预的情况下，钢丝绳松弛的情况只会恶化，最终导致钢丝绳和曳引轮过早报废。

（3）部分更换钢丝绳的情况。在部分更换钢丝绳（只更换其中一两根钢丝绳）的情况下，虽然更换完后新更换的钢丝绳张紧度已经调整成与其他钢丝绳的基本一致，但是在运行过程中，未更换的钢丝绳长度已经基本稳定，只有弹性变形，塑性变形与结构伸长几乎可以不考虑。在新旧钢丝绳产生相同的变形量的情况下，新更换的钢丝绳除了会有弹性变形也会有结构伸长与塑性变形，在运行一段时间后，不可逆变形（包含结构伸长与塑性变形）累积，新更换的钢丝绳就会逐渐变松弛，张力也会逐渐变小。松弛到一定程度后，就会出现2.2（2）所述异常磨损的情况。因此，部分更换钢丝绳时，可适当增大新更换的钢丝绳的张力，并且在每次维护保养时应检查钢丝绳组的张力状况，直到新更换钢丝绳的长度稳定，不再产生不可逆变形（包含结构伸长与塑性变形），这个过程一般需要两年以上。

2.3 钢丝绳异常磨损的主观原因

由2.1与2.2的分析可知，在电梯定期维保中，钢丝绳的的张力检查、调整和端部连接装置的检查应是一个重要的项目，尤其是新安装投入使用和更换过钢丝绳的电梯，在部分钢丝绳过松的情况下，必须要有人力干预。但实际情况是，多数维保人员并不了解或者不重视张力检查的重要性，甚至从来没关注过钢丝绳组的张力情况。

有些维保人员检查张力只看钢丝绳端部调节弹簧的压缩量是否一致，殊不知调节弹簧可能也会在长久的受压状态下产生不同的塑性变形，尤其是部分更换钢丝绳后，弹簧压缩量仅仅只能作为一个简单、粗略的参考标准。由此可看出，部分钢丝绳异常磨损的主观原因还是在于维保不到位、意识不到位。

3 钢丝绳组张力均匀度检查的方法

3.1 无工具检测法

从机房里，方法1：检查钢丝绳端部调整弹簧松紧情况，在各个调整弹簧的同一高度位置处，用脚踩一踩，力度要大致相同，根据弹簧的松紧情况，可以粗略地估计钢丝绳的张力均匀度情况。

方法2：在电梯正常运行时，将电梯从下端站呼到上端站，在轿厢运行至井道中上部和接近上端站时，观察曳引轮下方轿厢侧的钢丝绳的抖动情况。若各根钢丝绳的抖动幅度和频度接近，说明张力相差不大；若其中一两根抖动幅度较大，抖动频度较小，则基本可判断该钢丝绳张力偏小。

方法3：将电梯轿厢停在井道中部位置，并断开电梯主电源，用手指按压曳引轮下方轿厢侧钢丝绳，一次按一根，按压的力度要保持基本一致，按压的方向应垂直于钢丝绳中心连线并朝向曳引轮，以钢丝绳中心连线平面为基准，根据钢丝绳的偏离幅度的差异来判断钢丝绳的张力，按压幅度越大说明张力越小。

从井道内，方法4；在轿顶检修运行电梯，通过观察对重侧或轿厢侧钢丝绳的摆动情况来粗略判断钢丝绳组的张力均匀度。在电梯上端站进入轿顶，检修下行至对重出现。在下行的过程中可以适当的停一两次，促使钢丝绳摆动。运行中观察同侧钢丝绳的摆动幅度，若同侧所有钢丝绳摆动幅度和频度接近，说明张力均匀度较好，若其中有钢丝绳摆动幅度明显偏大，说明摆动大的钢丝绳张力偏小。

3.2 弹簧测力计测量法

根据电梯的曳引比，将电梯轿厢停在井道中上部适当位置，测量点应尽量靠近钢丝绳自由段的中部，并尽量保证测量点钢丝绳组中心连线成一条直线，以该直线作为测量基准，用弹簧测力计逐根水平拉动钢丝绳，拉动距离应适宜并相同，记录每次弹簧测力计的拉力，计算出平均拉力，再将每次的拉力与平均拉力比较，偏差不超过5%的即为合格。

4 结语

从以上分析可知，引起曳引钢丝绳异常磨损的因素比较多，钢丝绳质量稳定性是主要的先天因素，而维保不到位则是后天因素，钢丝绳的张力差异导致了钢丝绳的磨损差异，而维保不到位和其他一些偶然因素使得部分钢丝绳过松的情况进一步恶化，最终造成了钢丝绳的异常磨损。