曳引電梯鋼絲繩磨損失效分析
作者： admin 編輯： admin 來(lái)源：admin 發(fā)布日期：2022-08-17 15:19
信息摘要：
上海三菱電梯有限公司臨沂分公司 摘要：現(xiàn)如今，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)在快速的發(fā)展，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，我國(guó)的電梯建設(shè)在不斷的增多，曳引式電梯轎廂運(yùn)動(dòng)是通過(guò)曳引繩和曳引輪間的摩
上海三菱電梯有限公司臨沂分公司
摘要：現(xiàn)如今，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)在快速的發(fā)展，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，我國(guó)的電梯建設(shè)在不斷的增多，曳引式電梯轎廂運(yùn)動(dòng)是通過(guò)曳引繩和曳引輪間的摩擦力（曳引力）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。曳引鋼絲繩的安全直接關(guān)系到曳引式電梯的安全性和可靠性，一直以來(lái)是研究曳引電梯安全的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。衡量曳引電梯鋼絲繩是否失效與報(bào)廢的主要指標(biāo)有磨損、銹蝕、斷絲斷股等。磨損是鋼絲繩在使用過(guò)程中最常見(jiàn)的也出現(xiàn)最多的失效形式，是導(dǎo)致鋼絲繩直徑減少和斷絲的主要原因之一，由于其外表面的特殊性及工作環(huán)境的復(fù)雜性，在鋼絲繩的磨損機(jī)理及磨損過(guò)程問(wèn)題上至今還沒(méi)有一套成熟的理論。
關(guān)鍵詞：曳引電梯；鋼絲繩；磨損；失效
引言
鋼絲繩是電梯上的重要部件，鋼絲繩的優(yōu)劣直接決定了電梯運(yùn)行的安全性和舒適性。但是絕大多數(shù)電梯制造單位和安裝維保單位重視程度不夠，認(rèn)為電梯鋼絲繩屬于一般部件，到了一定年限直接更換即可。在電梯市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，電梯整機(jī)制造廠商和鋼絲繩制造廠商不斷降低成本，從設(shè)計(jì)選型到生產(chǎn)制造逐步往低配方向發(fā)展，僅是滿足最低標(biāo)準(zhǔn)要求。雖然滿足了國(guó)標(biāo)，但是在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中容易出現(xiàn)各種問(wèn)題，對(duì)電梯使用的安全性和舒適性都不利。隨著電梯行業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，電梯行業(yè)對(duì)配套的鋼絲繩品種、規(guī)格、性能參數(shù)和壽命都提出了更高的要求。因此，筆者認(rèn)為電梯制造單位、安裝單位、維保單位和檢驗(yàn)檢測(cè)單位都應(yīng)認(rèn)識(shí)到電梯鋼絲繩的重要性，鋼絲繩從設(shè)計(jì)選型到安裝維護(hù)和日常檢驗(yàn)都應(yīng)該得到重視，避免發(fā)生安全事故。
1電梯鋼絲繩簡(jiǎn)介
電梯鋼絲繩是電梯上用來(lái)懸掛轎廂和對(duì)重的重要部件，承載電梯的全部懸掛重量。電梯利用鋼絲繩與曳引輪之間的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)轎廂和對(duì)重上下運(yùn)行。電梯鋼絲繩繞著曳引輪、導(dǎo)向輪或反繩輪單向或交變彎曲。電梯鋼絲繩通常由鋼絲、繩股和繩芯組成。根據(jù)鋼絲的配置方式不同常分為西魯式（Seale）、瓦林吞式（Warrington）和填充式（Foller），其中西魯式應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)繩芯的不同，通常分為鋼芯鋼絲繩和纖維芯鋼絲繩，其中纖維芯又有天然纖維芯和人造纖維芯的區(qū)別。為了滿足新技術(shù)新產(chǎn)品的需要，在高速梯及使用要求高的場(chǎng)所，磷化鋼絲繩、涂層鋼絲繩，碳纖維鋼絲繩等新型鋼絲繩應(yīng)運(yùn)而生。
2磨損失效分析
2.1鋼絲繩磨損
曳引鋼絲繩安裝和維保過(guò)程中，鋼絲繩安裝時(shí)表面沾有大量沙粒，加速了繩與輪槽間磨損。繩與輪槽未對(duì)中，出現(xiàn)了輪槽與鋼絲繩相互磨損。曳引鋼絲繩懸掛時(shí)間過(guò)長(zhǎng)且未正常運(yùn)行，導(dǎo)致表面油脂失效，或正常維保過(guò)程中未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，使得繩與輪槽間較長(zhǎng)時(shí)間無(wú)良好的潤(rùn)滑。電梯設(shè)計(jì)過(guò)程中，曳引輪輪槽硬度與曳引鋼絲繩外層鋼絲硬度不匹配，導(dǎo)致二者之間產(chǎn)生嚴(yán)重磨損；曳引鋼絲繩相對(duì)于輪槽的放繩角度過(guò)大，導(dǎo)致繩與輪緣磨損；曳引鋼絲繩對(duì)輪槽的比壓過(guò)大，且二者之間產(chǎn)生的相對(duì)滑動(dòng)位移較大。曳引鋼絲繩制造過(guò)程中，曳引鋼絲繩外層鋼絲硬度過(guò)高，曳引鋼絲繩表面油脂含量過(guò)低，曳引鋼絲繩的實(shí)際直徑過(guò)小或過(guò)大，與輪槽不匹配。
2.2鋼絲繩通過(guò)曳引輪的微動(dòng)磨損
鋼絲繩是彈性體，在繩長(zhǎng)方向其變形遵循胡克定律，伸長(zhǎng)量會(huì)隨著外載荷的變化而變化。電梯在運(yùn)行過(guò)程中曳引輪的兩側(cè)重量不同，造成鋼絲繩的張力不同，即在曳引輪兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)松邊和緊邊，在曳引輪兩側(cè)產(chǎn)生不同的彈性變形。電梯在運(yùn)行過(guò)程中，鋼絲繩在與曳引輪剛接觸時(shí)，鋼絲繩的線速度和曳引輪的圓周速度相同。但是隨著運(yùn)行，鋼絲繩從接觸到離開(kāi)曳引輪的過(guò)程，鋼絲繩所受的拉力發(fā)生變化，鋼絲繩的彈性變形量也發(fā)生相應(yīng)的變化。
在空載轎廂下行過(guò)程中，轎廂側(cè)重量比對(duì)重側(cè)重量輕，鋼絲繩在通過(guò)曳引輪時(shí)，鋼絲繩的彈性變形量也相應(yīng)的減小，這樣隨著曳引輪的轉(zhuǎn)動(dòng)鋼絲繩是一面隨著曳引輪前進(jìn)，一面隨著拉力的減小而收縮，這樣使得鋼絲繩的線速度略小于曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周速度，造成鋼絲繩與曳引輪發(fā)生彈性滑動(dòng)。由于電梯的特殊結(jié)構(gòu)，彈性滑動(dòng)是曳引電梯不可忽略一種現(xiàn)象。彈性滑動(dòng)的存在導(dǎo)致鋼絲繩與曳引輪產(chǎn)生滑移和磨損。彈性滑移量與曳引輪兩側(cè)的張力比有關(guān)系，張力比越大，產(chǎn)生的滑移量就越大。曳引輪節(jié)圓直徑加工誤差在曳引輪的制造過(guò)程中不可避免，因此在多根鋼絲繩通過(guò)曳引輪時(shí)線速度不同，節(jié)圓直徑較小的線速度比其他線速度要小，因此會(huì)造成速度較低的鋼絲繩在曳引輪繩槽中要發(fā)生滑移。由于使用過(guò)程中鋼絲繩的張力差以及材料的不均勻性導(dǎo)致的曳引輪不均與磨損也會(huì)造成曳引輪節(jié)圓直徑的差距，導(dǎo)致鋼絲繩與曳引輪發(fā)生滑移。
2.3鋼絲繩和曳引輪異常磨損
電梯鋼絲繩數(shù)目一般是3根及3根以上，在日常保養(yǎng)過(guò)程中應(yīng)定期測(cè)量每根鋼絲繩張力，如若發(fā)現(xiàn)鋼絲繩之間張力差別過(guò)大，應(yīng)及時(shí)調(diào)整張力差，否則會(huì)發(fā)生鋼絲繩和曳引輪過(guò)度磨損。隨著樓層的增高，梯速的增快，為了得到高懸掛比和高擾度，目前常見(jiàn)的鋼絲繩直徑已經(jīng)降至10mm甚至8mm，鋼絲繩變得又長(zhǎng)又細(xì)。部分廠家為了節(jié)省制造成本，曳引輪直徑尺寸設(shè)計(jì)過(guò)小，僅僅滿足D/d大于40最低要求。這一臨界值的尺寸設(shè)計(jì)是存在一定風(fēng)險(xiǎn)的，鋼絲繩直徑和曳引輪直徑越來(lái)越小，對(duì)制造精度的要求就越來(lái)越高，部分生產(chǎn)廠家根本沒(méi)有生產(chǎn)能力，這里就存在鋼絲繩和曳引輪的匹配問(wèn)題；對(duì)安裝和維保的要求也相應(yīng)的提高，鋼絲繩又細(xì)又長(zhǎng)，更容易發(fā)生扭曲，鋼絲繩之間的張力差也更難控制。在檢驗(yàn)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)某品牌的某個(gè)系列電梯鋼絲繩和曳引輪之間容易發(fā)生異常磨損，常常需要批量更換鋼絲繩和曳引輪。該鋼絲繩直徑為8mm，曳引輪直徑為330mm，滿足D/d大于40的最低要求。發(fā)生這種異常磨損的原因有二，其一，由于鋼絲繩直徑較小，鋼絲繩擾度較大，安裝時(shí)細(xì)長(zhǎng)鋼絲繩應(yīng)力釋放不完全，在電梯運(yùn)行中鋼絲繩存在自身扭曲現(xiàn)象，扭力過(guò)大；其二，由于曳引輪節(jié)圓尺寸較小，鋼絲繩各繩之間張力差比較難控制，常常會(huì)出現(xiàn)各繩之間張力差過(guò)大的情況，導(dǎo)致單根鋼絲繩與曳引輪過(guò)度摩擦。
2.4內(nèi)部磨損
曳引鋼絲繩是由鋼絲與鋼絲以一定的角度關(guān)系捻制成股，股與股之間再以一定的角度關(guān)系捻制而成，由于結(jié)構(gòu)的特殊性，曳引鋼絲繩在受到軸向的突變載荷、交變載荷或者彎曲載荷的時(shí)候，鋼絲繩內(nèi)部的鋼絲與鋼絲、繩股與繩股之間會(huì)發(fā)生相互作用和微小滑移，鋼絲繩內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生微動(dòng)磨損。彎曲載荷由于曳引鋼絲繩在經(jīng)過(guò)曳引輪或?qū)蜉喌葧r(shí)，鋼絲繩所承受的載荷會(huì)全部壓在與繩輪接觸的鋼絲繩一側(cè)，同時(shí)，由于鋼絲繩的彎曲，鋼絲繩內(nèi)部各繩股與鋼絲的曲率不一樣，鋼絲繩內(nèi)部的各繩股與各鋼絲之間的接觸應(yīng)力增大，各繩股與各鋼絲之間也會(huì)因相互作用力并且產(chǎn)生相對(duì)滑移，引起微動(dòng)磨損。在使用過(guò)程中經(jīng)受反復(fù)的拉伸載荷或者突變載荷時(shí)，鋼絲繩內(nèi)部股與股、絲與絲之間存在不同微動(dòng)振幅的微動(dòng)滑移，而且鋼絲還要承受交變的載荷，引起曳引鋼絲繩的微動(dòng)疲勞磨損。
結(jié)語(yǔ)
決定電梯曳引鋼絲繩使用壽命的因素除其本身質(zhì)量外，電梯設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)也非常重要，故電梯安裝和維護(hù)過(guò)程中，首先要正確安裝鋼絲繩，避免違規(guī)操作，其次要定期維護(hù)保養(yǎng)；電梯設(shè)計(jì)時(shí)要合理設(shè)計(jì)各個(gè)系統(tǒng)，如曳引系統(tǒng)，注意部件參數(shù)選取及細(xì)節(jié)控制；曳引鋼絲繩制造過(guò)程中，需嚴(yán)格對(duì)原材料進(jìn)行控制，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范，保證其質(zhì)量穩(wěn)定性。實(shí)踐證明，通過(guò)一系列的實(shí)踐改進(jìn)，有效提高了曳引鋼絲繩的使用壽命，大大降低了曳引鋼絲繩發(fā)生早期斷絲、斷股、磨損、銹蝕、轎廂下沉等現(xiàn)象的概率。
參考文獻(xiàn)：
[1]胡志輝，胡勇，胡吉全，等.雙折線式多層卷繞鋼絲繩損傷機(jī)理研究[J].中國(guó)機(jī)械工程，2013（23）：3?195-3?199.
[2]溫詩(shī)鑄，黃平.摩擦學(xué)原理：第3版[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008：259-304.
本網(wǎng)站內(nèi)容由昌源鋼繩小編整理、編輯、發(fā)布。如您轉(zhuǎn)載時(shí)，請(qǐng)帶上本文標(biāo)題與鏈接，昌源鋼繩感謝您的支持，我們會(huì)一如既往提供高質(zhì)量鋼絲繩產(chǎn)品與優(yōu)質(zhì)的技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)，昌源鋼繩感謝有您相伴！
標(biāo)題：曳引電梯鋼絲繩磨損失效分析 鏈接：/changjianwenti/1022.html
銷售微信
微信公眾號(hào)