電梯曳引鋼絲繩有關問題的探討

孫德娟 趙成松 （天津開發區計量檢定所 天津300456）

電梯曳引鋼絲繩有關問題的探討

孫德娟 趙成松 （天津開發區計量檢定所 天津300456）

近幾年，在用電梯出現多起曳引鋼絲繩斷繩現象，對曳引鋼絲繩的監管及使用中涉及曳引鋼絲繩使用壽命的影響因素進行總結，提醒我們在對曳引鋼絲繩的使用、維保和監管中應該綜合考慮和檢查檢測相關的影響因素，以提高曳引鋼絲繩的使用壽命，及早及時發現隱患，減少電梯故障。

電梯 曳引鋼絲繩 監管

近幾年，在用電梯出現多起曳引鋼絲繩斷繩現象，對電梯曳引鋼絲繩的監管及檢驗應引起充分的重視。目前電梯首次安裝的鋼絲繩主要是由電梯廠商提供，進貨渠道相對固定，這在一定程度上保證了鋼絲繩的質量。一旦電梯鋼絲繩報廢更換新鋼絲繩，更換的新鋼絲繩進貨渠道不固定，就很難保證新鋼絲繩的質量。更換新鋼絲繩是技術要求比較高的一項工作，涉及到電梯的安全性，新鋼絲繩的安裝工藝及過程監管又很難。更換鋼絲繩將比原裝時要增加很大風險：一是新鋼絲繩質量帶來的風險；二是鋼絲繩更換過程中帶來的風險；三是新鋼絲繩運行帶來的風險。因此鋼絲繩更換過程以及安裝之后運行中必將產生安全隱患。

我們在與用戶接觸中，經常被問到“現在的鋼絲繩能保證幾年使用壽命?”“怎么我們以前用的鋼絲繩用5～6年，甚至10年都沒問題，現在這么短時間就不行了?”這說明鋼絲繩的質量以及鋼絲繩的選用可能存在問題。涉及曳引鋼絲繩使用壽命的影響因素如下：

1 曳引鋼絲繩選用應綜合考慮

鋼絲繩作為電梯提升系統中的關鍵安全部件，在新的梯種設計應用中更應該予以充分考慮。要針對梯種的不同及設計時一些因素的影響，選用不同的型號的鋼絲繩。主要綜合考慮電梯結構型式、電梯參數、鋼絲繩直徑、曳引輪和滑輪曲率半徑、纏繞方式、曳引輪繩槽類型等。遺憾的是，許多采用永磁同步電機無齒輪拖動系統的設計忽視了鋼絲繩可能帶來的一些問題，以至于在鋼絲繩使用中很快就出現了斷絲、斷股現象。

2 曳引輪與鋼絲繩的直徑比

GB 7588-2003中9.2.1規定：不論鋼絲繩的股數多少，曳引輪、滑輪或卷筒的節圓直徑與懸掛繩的公稱直徑之比不應小于40。目前大多數電梯多采用曳引輪直徑設計都是取的鋼絲繩能承受的極限40倍（國外許多設計，仍然在50倍以上），鋼絲繩必須承受更大的彎曲，鋼絲繩壽命必然降低。隨著永磁同步無齒輪曳引機的廣泛使用，電梯生產廠家為了減小曳引輪直徑，多采用直徑較小的鋼絲繩，其中以直徑8 mm、10 mm較多，同時為了減小電機體積，采用提高電機轉速的方式，這樣就要相應地增大曳引比，多采用2∶1的繞繩方式，這就增加了鋼絲繩彎曲次數，增加了鋼絲繩的線速度，必然會降低鋼絲繩的使用壽命。由于鋼絲繩直徑變細，對鋼絲繩直徑的均勻性、繩芯質量（麻紗品質及捻制，鋼芯結構設計及捻制）、油脂品質、鋼絲繩結構選擇設計以及捻制質量等提出了更苛刻的要求，許多鋼絲繩廠家按原來的設計提供的鋼絲繩肯定不能滿足目前的使用要求。比如采用纖維芯的鋼絲繩，過去一般使用在繩速1～4 m/s，現在相當于繩速2～8 m/s，對鋼絲繩的選擇必須有所區分。有些鋼絲繩生產廠家未及時調整相應的生產工藝和原料，也造成了鋼絲繩壽命的降低。

3 曳引輪材質

曳引輪直徑變小后，更多的設計會采用表面硬度更高的曳引輪材質設計，比如QT700。曳引輪表面硬度提高后，鋼絲繩的表層鋼絲的強度和硬度必須相應提高才能匹配。而目前一些鋼絲繩還是原標準鋼絲繩，表面硬度沒有提高，從破損現狀看多是曳引鋼絲繩斷絲斷股，造成了鋼絲繩壽命的降低，但曳引輪未見明顯磨損。不像以前多見鋼絲繩直徑磨損后，曳引輪繩槽切口也有明顯磨損，嚴重的曳引繩出現托底現象。

4 曳引輪槽形

為了提高曳引能力，曳引機生產廠家會采用加大曳引繩槽下切口角，或采用V形繩槽設計，目前有些廠家的繩槽下切口角β達到110°，已超出GB 7588－2003附錄M中規定的下切口角設計上限，槽的角度值γ達到極限角度25°。不合理的、過大的包角設計，或者過大的下切口角設計，或者過小的V型槽角設計等都會加大鋼絲繩的磨損，嚴重影響鋼絲繩壽命。

5 導向滑輪數量

采用曳引比2∶1繞繩設計，需要鋼絲繩繞過更多的輪子，每增加一次彎曲都會降低鋼絲繩壽命。如果設計的導繩輪與曳引輪之間的距離過小，導繩輪的直徑不夠大，多次改變鋼絲繩的走向，繩輪過多，轉角過多，繩輪與曳引輪的偏角過大，或者采用諸如過于苛刻的大壓下量反向壓繩輪繞繩方式等都會加大鋼絲繩的損壞速度。

6 曳引鋼絲繩安裝工藝

采用2∶1繞繩，需要對鋼絲繩的放繩方式徹底改進，才能保證鋼絲繩放繩、安裝中不被扭曲，不產生內應力，否則鋼絲繩存在內應力、扭曲部位會加速磨損，很快出現斷絲、斷股。在日常檢驗中經常可以目測就能見到在一段鋼絲繩上，應力集中產生的變形。對于1∶1繞繩設計，還可以通過懸垂鋼絲繩方法釋放內應力（原則上對于電梯這種以曳引方式，鋼絲繩不能旋轉的拖動方式，是不允許鋼絲繩長時間自由懸垂的），對于2∶1繞繩方式，只能通過正確的放繩，避免內應力的產生。比如，通過把鋼絲繩纏繞到工字輪上，架起，用引繩按繞繩順序牽引安裝的方式，能保證安裝質量，避免鋼絲繩被扭曲，但這對于我們大多數安裝工地來說幾乎是奢望。因此，有效地提高安裝工人素質，進行必要的培訓，提高鋼絲繩安裝質量，是當務之急。

7 曳引鋼絲繩的張力調整

由于采用2∶1繞繩方式，且使用直徑較細的曳引鋼絲繩，及時調整鋼絲繩張力，保證均勻尤為重要，鋼絲繩根數較多，調整鋼絲繩張力比較困難。張力差過大，會急劇加大受力過大的一根或幾根鋼絲繩的損壞。建議采用專用的鋼絲繩張力檢測或在線檢測裝置，并加大檢測頻率。

8 曳引鋼絲繩的潤滑和清潔

充分潤滑的鋼絲繩彎曲時，股之間及鋼絲之間易于相對滑動，磨擦阻力較小，磨損少，疲勞壽命相對較長。潤滑油脂同時也提供對鋼絲的防銹保護和對纖維的抗腐蝕保護。纖維芯一般都需浸油以排除水分防止腐蝕。由于2∶1繞繩方式鋼絲繩繩速加倍，對鋼絲繩潤滑要求更高，需加大對鋼絲繩的清理、再潤滑頻次。

9 外部傷害

我們在電梯安裝工地上經常可以見到待安裝的曳引鋼絲繩被隨意放置在露天場地，且包裝大多已破損，容易出現磕砸碰，鋼絲繩被風吹日曬雨淋，表面粘掛上水泥碎塊等建筑垃圾，如果在安裝前清理不徹底，粘附在曳引繩上的雜物會硌傷表面鋼絲，造成損傷。另外，安裝過程中井道掉落的雜物，容易進入鋼絲繩與轎頂反繩輪或對重反繩輪之間的向上方向產生的咬入角，給鋼絲繩造成傷害。

10 其他

采購劣質的鋼絲繩，選擇鋼絲繩結構不正確（如鋼絲繩繩芯種類），導向輪與曳引輪的直線度誤差過大等原因，都會降低曳引鋼絲繩的使用壽命。

11 結語

綜上所述影響曳引鋼絲繩壽命的因素眾多，故我們在對曳引鋼絲繩的使用、維保和監管中應該綜合考慮和檢查檢測相關的影響因素，以提高曳引鋼絲繩的使用壽命，及早及時發現隱患，減少電梯的故障。■

2012-05-06