電梯的曳引條件影響因素及其提高措施

摘要：隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電梯不斷地被運用到現(xiàn)代化的建筑之中，其中曳引式電梯的應用更加廣泛。文章對曳引式電梯保持正常運行的基本曳引條件進行了介紹，并分別從電梯的設計、制造、安裝及其使用等方面對曳引能力相關(guān)的影響因素進行簡要的分析，對如何提高電梯的曳引能力進行必要的闡述，希望通過文章對電梯的曳引條件的影響因素以及提高曳引能力措施的相關(guān)介紹，給相關(guān)的工作人員帶來幫助。

關(guān)鍵詞：曳引式電梯；曳引條件；曳引能力

中圖分類號：TU857 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）09-0067-03

1 概述

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，電梯被廣泛地運用到現(xiàn)代化的生活與生產(chǎn)領(lǐng)域，對于曳引式電梯來說，其主要是利用曳引輪與曳引的鋼絲繩之間的摩擦力對轎廂進行提升的。為了保證電梯安全穩(wěn)定的運行，其必須滿足相應的曳引基本條件。因此必須對電梯的曳引的基本條件的影響因素進行必要的研究。

2 電梯的曳引基本條件

圖1 電梯的曳引過程示意圖

圖1表示的是曳引式電梯驅(qū)動時鋼絲繩的受力情況。設T1>T2，并且曳引的鋼絲繩在與曳引輪接觸的位置處于臨界的平衡狀態(tài)，即處于打滑與未打滑之間。利用歐拉公式，可以知道T1與T2之間存在以下關(guān)系：

T1/T2=efα

式中：

e——表示自然對數(shù)的底

α——如圖1所示曳引繩與曳引輪之間的包角

f——表示曳引輪與曳引繩之間的當量摩擦系數(shù)（大小與其材料性質(zhì)和曳引輪槽的形狀有關(guān)）

T1、T2——表示曳引的鋼絲繩中的張力

efα表示相應的曳引系數(shù)，其屬于客觀量，只與f和α有關(guān)；efα決定了T1/T2的比值，efα較大時，表示電梯的曳引能力較大，也就是說efα代表了電梯的曳引能力。

我們得出T1與T2之間的關(guān)系式的前提是要求電梯必須處于靜平衡的條件下，為了防止電梯運行過程中出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，必須對電梯的曳引能力進行保證，也就是說T1與T2之間的關(guān)系一定要滿足T1/T2=efα的基本關(guān)系。

為了對電梯相關(guān)的技術(shù)與制度進行必要的規(guī)范，因此國家制定了相應的標準，如在《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中對鋼絲繩的曳引條件做出了以下規(guī)定：

（1）要求轎廂在裝載過程中，達到125%的額定負載時，仍能夠達到比較平穩(wěn)的運行狀態(tài)，即不打滑。

（2）確保在緊急制動的過程中，不管轎廂的載荷如何，均要求轎廂的減速度必須低于緩沖器所能夠承受的減速度。

（3）在曳引機根據(jù)電梯的上行方向進行旋轉(zhuǎn)且相應的重壓在對應的緩沖器上的時候，我們不能對空載的轎廂進行相應的提升。

3 電梯的曳引相關(guān)的檢查

在《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中對電梯的曳引能力的驗證方法做出了相應的規(guī)定，下面將對其驗證方法進行簡要的介紹。

（1）轎廂在空載的情況下，在電梯行程上部的范圍之內(nèi)進行上行且電梯執(zhí)行最為嚴重的緊急制動的情況下，停車數(shù)次之后，進行相應的曳引檢查，并要求每次進行實驗的時候，轎廂必須完全靜止下來。

（2）在轎廂載荷達到125%的額定載荷的情況下，在電梯行程下部的范圍內(nèi)進行下行，且電梯執(zhí)行最為嚴重的緊急制動的情況下，停車數(shù)次之后，進行相應的曳引檢查，并要求每次進行實驗的時候，轎廂必須完全靜止下來。

（3）當轎廂被重（對重）壓在緩沖器上時，要求空載時的轎廂禁止向上進行提升。

（4）要求電梯的平衡系數(shù)必須滿足相關(guān)的要求。

（5）當轎廂的面積超出所規(guī)定的范圍，如病床電梯和載貨電梯，不僅要進行以上相關(guān)的檢查，而且對達到125%載重的轎廂，還必須進行相應的靜態(tài)曳引試驗。

4 電梯的曳引條件影響因素

利用曳引條件成立的公式，對電梯的設計、電梯的制造以及維修使用中的每個環(huán)節(jié)的電梯曳引條件的影響因素進行必要的分析。

4.1 電梯的設計與制造對曳引條件的相關(guān)影響

由曳引條件的公式可以看出：曳引能力的大小與曳引系數(shù)有關(guān)，即受包角與當量摩擦因數(shù)的影響。

4.1.1 其中當量摩擦系數(shù)，又受繩槽的材料、形狀以及潤滑等影響。一般來說，半圓形的繩槽的當量摩擦因數(shù)最小，V形的繩槽最大。潤滑情況與繩槽材料均對當量摩擦系數(shù)有所影響。

4.1.2 包角也對曳引能力有著重要影響，包角增大能夠提高曳引的能力。一般在設計與制造的過程中使用復繞的方式或采用2∶1的曳引比來增大包角。

4.2 電梯的安裝過程對曳引條件的影響

電梯的安裝對曳引能力也有著重要的影響，安裝得不合理，將導致與設計的曳引能力有所差距。

4.2.1 導向輪與曳引輪的安裝精度對電梯的曳引能力的影響。

下面為帶缺口的半圓形繩槽的當量摩擦系數(shù)的計算

公式：

f=4μ[1-sin（β/2）]/[π-β-sinβ]

從上式可以看出，β角對摩擦系數(shù)有著重要的影響，能夠改變電梯的曳引能力。

在相關(guān)的規(guī)定中，對導向輪和曳引輪在滿載或者空載時候的鉛垂線的偏差有所要求，即不能超過2mm。當超過該標準的時候，導致β角（如圖2所示）的大小不符合設計要求，從而對曳引能力有所影響。β角的影響因素很多，如導向輪與曳引輪不在一個水平面上或者發(fā)生錯位等。

圖2 半圓形帶切口槽

4.2.2 輪距的偏差與主機安裝水平度對曳引能力的影響。

圖3為帶導向輪的電梯結(jié)構(gòu)圖，若主機安裝的水平度達不到要求或者主機底座上的緩沖的墊片發(fā)生變形，則包角便會受到影響。研究表明：若主機的機座的左側(cè)偏高，包角偏大，曳引能力便會增大；若其右側(cè)偏高時，包角偏小，曳引能力便會減小。

4.3 電梯的使用過程中的曳引條件影響因素

T1與T2發(fā)生變化，直接影響緊急制動和轎廂的裝載時候的曳引條件。當安裝結(jié)束后，必須對其曳引的能力進行相關(guān)的測試，著重對電梯的平衡系數(shù)進行測試。平衡系數(shù)描述的是電梯設計配置中的對重的質(zhì)量大小，對受不平衡載荷、鋼絲繩的張力都有所影響。張力直接影響繩槽內(nèi)的比壓，張力越大，曳引能力越強。

1.曳引電動機 2.曳引鋼絲繩 3.導向轉(zhuǎn)輪 4.繩頭的組合

5.曳引的繩木

圖3 帶導向輪的電梯結(jié)構(gòu)圖

4.4 電梯維修與改造對曳引條件的影響

電梯通常采用的是多根鋼絲繩對其進行曳引，我們對每根鋼絲繩中的張力是有所要求的，即不應該超過平均張力的±5%。當每根鋼絲繩中的張力不均勻時，在電梯運行時受力較差的鋼絲繩在繩槽中，就會產(chǎn)生滑動摩擦，對繩槽產(chǎn)生不均勻的磨損，使得β角發(fā)生變化，曳引能力受到影響。所以所用的鋼絲繩必須采用同卷的鋼絲繩，主機底座上的緩沖墊片也要定期進行更換。

5 提高電梯曳引能力的措施

由以上的分析我們可以發(fā)現(xiàn)，對于電梯來說，在其設計、制造、安裝、使用以及維修中，均可能對它的曳引能力產(chǎn)生影響。曳引能力的大小均對電梯的正常工作產(chǎn)生影響。下面將對曳引能力的提高所采用的措施進行介紹。

5.1 增大曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦力可采取的方法

5.1.1 通過增加相應的摩擦副材料之間的摩擦系數(shù)，來增加系統(tǒng)的當量摩擦系數(shù)。由于當量摩擦系數(shù)和摩擦系數(shù)之間是成正比關(guān)系的，所以我們可以使用摩擦系數(shù)比較大且耐磨性比較好的非金屬材質(zhì)的槽墊來提高摩擦力。

5.1.2 適當?shù)厥挂芬嗇啿鄣那锌诮窃黾樱梢杂行У靥岣弋斄磕Σ料禂?shù)。然而我們使用這種方法時，必須對曳引輪輪槽內(nèi)的壓強加以注意，必須對許用的比壓值進行校核。

5.2 增大鋼絲繩在曳引輪上的包角

5.2.1 一般所使用的曳引比為2∶1，采用復繞的傳動方式，適用于設計、制造以及安裝階段。

5.2.2 可以使用如圖4的結(jié)構(gòu)，即使用壓緊輪，從而增加電梯的曳引能力。該種方法比較簡單，然而曳引鋼絲繩在曳引輪上的比壓較大。

6 結(jié)語

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建筑水平也在不斷的提高，給電梯帶來了發(fā)展機遇，本文對電梯的曳引條件做出相應的介紹，并對其影響因素做出了相關(guān)的闡述，最后經(jīng)過相關(guān)的分析與探究，提出了提高電梯的曳引能力的相關(guān)措施。此外，我們應該對現(xiàn)有的技術(shù)進行相應的改進，并把新的科學技術(shù)運用到其中，如變頻技術(shù)等。希望通過本文的相關(guān)介紹對讀者有所幫助。

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作者簡介：尹朗（1985—），男，湖北漢川人，供職于深圳市特種設備安全檢驗研究院，研究方向：機械設計制造及其自動化。

（責任編輯：秦遜玉）