電梯鋼絲繩生產(chǎn)及對耐疲勞性能的影響

摘 要:本文重點介紹了電梯用鋼絲繩的品種與特點，并給出捻制生產(chǎn)工藝;分析了在設計與制造過程中可能影響電梯鋼絲繩耐疲勞性能的幾個因素，并提出了主要相應應對措施。

關(guān)鍵詞:電梯用鋼絲繩耐疲勞性能應對措施

中圖分類號:TG35文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)7(b)-0059-01

按電梯的運行速度可分為普通電梯與高速電梯;按運載對象又可分為乘客電梯與載貨電梯。國內(nèi)主要的電梯廠家生產(chǎn)的鋼絲繩股數(shù)多為8股和6股，主要的結(jié)構(gòu)有8×19S和6×19S，電梯曳引所用的鋼絲繩規(guī)格多為8×19S。乘客電梯較常用的鋼絲繩規(guī)格多為13mm，12mm，載貨電梯較常用的鋼絲繩規(guī)格多為16，13mm等。高速電梯所用鋼絲繩的結(jié)構(gòu)規(guī)格一般是8×19W+8×7+IWR平行捻與8×19S+8×7+IWR平行捻或者是9×17S+9×7+FC(IWR)平行捻，因此高速電梯鋼絲繩的運行速度可達達5m/s。

1 電梯用鋼絲繩的特點與生產(chǎn)工藝控制

從電梯用鋼絲繩的結(jié)構(gòu)來看，8×19W+8×7+IWR平行捻與8×19S+8×7 +IWR平行捻已納入了國際標準組織的標準中，中國的《電梯用鋼絲繩》國家標準即是采用ISO4344國際標準組織等效標準。其中9×17S+9×7+(FC)IWR這種結(jié)構(gòu)沒有列入中國國家標準，也沒有列入國際標準組織標準，但是國內(nèi)外較有實力的電梯公司(如德國福爾法鋼絲繩公司)在上世紀30年代就研發(fā)出了此種結(jié)構(gòu)的鋼絲繩。這種鋼絲繩與普通的電梯所用鋼絲繩的不同在于，它的結(jié)構(gòu)是(1+9+9)西魯型結(jié)構(gòu)，即由一個二層股和一個小鋼芯繩芯或者纖維芯組成。這種鋼絲繩的內(nèi)層共有9個股，并且每股包括7根鋼絲，其中股的結(jié)構(gòu)均為(1+6);外層共有9個股，并且每股含有17 根鋼絲，每個股的結(jié)構(gòu)均為(1+8+8);中心繩芯由纖維芯或一個獨立的1×19W結(jié)構(gòu)的鋼芯組成，它的繩芯結(jié)構(gòu)為(1+6+6/6)。現(xiàn)在高層高速客貨電梯廣泛運用這種鋼絲繩。鋼絲繩的第二層股是一次平行捻制而成的，因此這就要求股和股之間要用線接觸，而鋼絲繩有更加均勻的內(nèi)應力分布，考慮到其外層股共有9股，因此這種鋼絲繩的圓潤度非常好，在運行時振動的幅度比較小，從而使電梯運行時更加平穩(wěn)。滑輪與鋼絲繩的接觸面積也比一般的鋼絲繩大，所以鋼絲繩與滑輪的磨損也就更小。

在鋼絲繩受到交變應力作用時，制作鋼絲繩的鋼絲只要存在一點疵點，疵點就有可能成為疲勞源而造成斷絲，生產(chǎn)工藝控制不嚴格將會造成眾多疵點的生成，在此種情況下較少批量的樣品繩質(zhì)量無法與工業(yè)化的大批量生產(chǎn)的質(zhì)量比較。所以精湛的生產(chǎn)工藝是電梯用鋼絲繩綜合力學性能均勻的有力保證。。

2 鋼絲繩疲勞報廢的原因

電梯鋼絲繩的耐疲勞性能與生產(chǎn)過程中制繩鋼絲表面的意外損傷有重要關(guān)聯(lián)，這是一個很容易被生產(chǎn)企業(yè)所忽視的問題。拉絲模具的開裂或者拉絲模工藝不良、干式卷筒與水箱的塔輪表面出現(xiàn)腐蝕而出較大的孔洞、排線磨損、水箱塔輪的損耗、水箱的鋼絲刮蹭模子表面、捻繩機穿線孔磨損出位、調(diào)直器的調(diào)直輪不轉(zhuǎn)或者出現(xiàn)嚴重磨損、壓線瓦損耗、繩捻制中預變型器與后調(diào)直器的旋轉(zhuǎn)輪不轉(zhuǎn)等都是造成制繩鋼絲表面意外損傷的原因，以上原因都是造成鋼絲表面刮傷的主要原因，現(xiàn)場嚴重時可以觀察到絲絮狀殘留物并且可以看到鋼絲直徑變小，因而使鋼絲的扭轉(zhuǎn)值、強度值隨之降低。在使用工輪包裝原品鋼絲、加工鋼絲、成品鋼絲繩時，與在待驗、運輸與貯存過程中，原來已經(jīng)裝有股繩、鋼絲、成品鋼絲繩的工輪在滾動在地面時，與其他的工字輪相遇，可能會造成工輪表層的制繩鋼絲發(fā)生變形。鋼絲表面的缺陷是疲勞裂紋的主要原因，裂紋產(chǎn)生及成型期的縮短是由于表面的缺口導致，大大縮短了鋼絲繩耐疲勞壽命。制繩鋼絲的意外損壞將重要影響如造成鋼絲繩使用過程中的應力集中進而造成疲勞斷裂。因此建議具有起重機的企業(yè)，重點考慮使用專用的筐籃架進行工輪的整體運輸和貯存，這樣以來既能防止工輪碰撞，又可以方便取樣抽檢，還可以碼垛貯存，一舉三得。

腐蝕、鋼絲繩內(nèi)鋼絲表面嚴重磨損以及一定長度股繩內(nèi)斷絲數(shù)量達到一定比例等是電梯用鋼絲繩需要更換并予以報廢的原因主要。而疲勞是在使用過程中鋼絲繩內(nèi)部鋼絲產(chǎn)生較多斷絲的主要原因，磨損疲勞與彎曲疲勞共同影響的結(jié)果則是引起繞曳引輪運動部分的鋼絲繩斷絲的主因。研究與認識生產(chǎn)過程中的工藝控制和疲勞的本質(zhì)，有利于我們在生產(chǎn)過程中強化措施，增強電梯鋼絲繩的耐疲勞性能，增加電梯鋼絲繩使用壽命，降低電梯整體運行成本，強化電梯運行安全可靠度。

3 提高電梯鋼絲繩質(zhì)量的主要措施

為了使電梯鋼絲繩的質(zhì)量可靠，我們在生產(chǎn)中的主要措施有以下幾點。

(1)電梯鋼絲繩的用料選用要精。決定鋼絲繩質(zhì)量的最根本因素是鋼絲，因此針對電梯鋼絲繩的使用特點，我們的制繩鋼絲采用兩種不同強度，也就是股的外層用強度相對較低的鋼絲，而股的內(nèi)層則選用強度相對較高的鋼絲。在生產(chǎn)時選用寶鋼盤條、嚴格控制盤條的C、Si、Mn、P、S含量。但由于是采用兩種不同材料，因此內(nèi)外層鋼絲在生產(chǎn)過程中要用不同的熱處理制度來獲得最合適金相組織。

(2)電梯專用鋼絲繩涂用的專用油脂與普通鋼絲繩涂用的油脂大不相同，只有保證電梯鋼絲繩用油脂的高質(zhì)量，才能使鋼絲繩更加耐用，因此一定要選用最適合電梯鋼絲繩的專用油脂。油脂在顏色、潤滑程度、滴點位置、耐腐蝕等各個方面上均要適合電梯鋼絲繩用油脂的高標準。在涂油的技術(shù)上也要使涂油量穩(wěn)定且均勻。

(3)電梯鋼絲繩在捻法上采用用交互右捻。在生產(chǎn)配絲上、在捻制應力的消除上、在進入壓線瓦前絲股上，還有松緊度的均勻性上等各方面都比捻制普通鋼絲繩要嚴，而且更加規(guī)范。例如在捻繩與捻股時消除內(nèi)應力時采取鋼絲預變形股后變形與股預變形鋼絲繩后變形，這樣以來鋼絲繩具有良好的非松散性，這樣使鋼絲繩的結(jié)構(gòu)更加緊密、捻距更加均勻。

通過我們對電梯鋼絲繩的特點與生產(chǎn)工藝的認識，我們可以更好地理解各種因素對電梯鋼絲繩耐疲勞的影響，我們可以在生產(chǎn)過程中采取更全面的措施來減小鋼絲繩的磨損與損耗，提高電梯鋼絲繩的耐疲勞性能。

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