曳引式電梯輪槽磨損及其檢驗檢測探析

摘要：文章對電梯曳引輪在電梯中的作用進行了闡述；總結了電梯曳引輪在使用過程中容易出現的失效模式，對曳引輪在使用中的磨損情況及磨損原因進行了分析；介紹了電梯曳引輪及其磨損情況的檢驗方法，提出了檢驗時應關注的事項；針對電梯曳引輪輪槽易磨損的現象，制定了減小其磨損程度的方法和預防措施。

關鍵詞：電梯；曳引輪；輪槽磨損；電梯檢驗；特種設備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU976 文章編號：1009-2374（2015）11-0074-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.037

進入21世紀以來，電梯數量成幾何級增長，截至2014年11月，我國登記的在用電梯已達300萬，增長幅度與速度均處于較高水平。作為八大類特種設備之一，電梯具有特種設備所共有的危險性，同時又具有電梯所獨有的特點，比如與人們日常生活聯系密切，一旦出現故障會造成惡劣的影響。現階段我國對電梯等特種設備的安全管理主要采用生產許可、使用登記、依法強制檢驗等措施，起到了保證電梯安全，降低電梯事故率的作用。就電梯的檢驗工作而言，目前已經執行得比較到位，定檢率一直保持在90%以上，檢驗中發現的安全隱患一般也能迅速解決。但在檢驗的過程中，仍然存在著一些經常出現的共性問題，比如曳引輪輪槽易磨損等。本文將從檢驗檢測的角度，就電梯的曳引輪輪槽磨損的問題進行探討。

1 電梯的發展歷程、使用現狀及檢驗情況

電梯從問世至今已經歷了一百多年的發展歷程，最初的幾十年電梯發展較緩慢，屬于電梯的雛形階段，最近二十年為高速發展的階段，與早期的電梯有了翻天覆地的變化，現在電梯已成為了集聲光電等技術于一體的高科技產品。世界上第一臺電梯誕生于1889年，由美國奧的斯升降機公司推出的以直流電動機為動力的升降機。1903年出現了曳引式電梯，其適用于長行程運載的特點使之成為了現代電梯的基礎。1967研制出了交流調壓調速系統，出現了以交流電動機為驅動的電梯。20世紀80年代，隨著電子信息技術的發展，出現了交流變頻調速系統，研制出了目前廣泛使用的變頻電梯，使電梯成為了舒適、高效、節能的先進設備。現代電梯向著低噪音、低能耗、高效率、智能化、人性化的方向發展，同時具有高度的安全性和可靠性。

改革開放之前的三十年，我國電梯發展非常緩慢，只有少數的幾家電梯制造商生產電梯，全國電梯總數不超過一萬臺。由于數量較少，發生的事故也不多，使用維護情況較好。進入改革開放之后，國家開始引進外資企業生產的電梯，外資品牌迅速進入中國并壟斷了市場，形成了一定的技術壁壘。這段時期電梯數量穩步增長，電梯開始進入普通居民的住宅。最近幾年，電梯數量激增，電梯安全事故頻出，已引起了社會廣泛關注。現階段我國電梯的使用管理情況不容樂觀，中小品牌電梯質量良莠不齊，物業公司對電梯的維護保養不到位，維保單位的技術水平及服務意識有待提高，居民對電梯的安全知識知之甚少。

電梯的檢驗分為監督檢驗和定期檢驗兩種。監督檢驗是指對經安裝、大修或改造后擬投入使用的電梯進行驗收檢驗，定期檢驗是指按照電梯定期檢驗規程，對在用電梯每年進行一次的法定檢驗。檢驗工作由具有相關檢驗資格的人員按照檢驗規則進行檢驗，并判定檢驗結果，出具檢驗報告。我們目前的電梯檢驗主要由當地質監局下屬的特種設備檢驗機構進行，屬于屬地管理，一般采用使用單位申請檢驗，檢驗機構受理后安排檢驗的工作制度。目前來看，電梯的檢驗情況執行的較好，定檢率一般在90%以上，但也存在著較大的“人機矛盾”，即檢驗人員的增加與電梯數量的增加不成正比。

2 曳引式電梯及曳引輪簡介

根據驅動方式的不同，電梯可以分為曳引驅動電梯、強制（卷筒）驅動電梯、液壓驅動電梯等幾種類型，其中曳引驅動方式具有安全可靠、提升高度基本不受限制、電梯速度容易控制等優點，其已成為電梯產品中的主流。所謂曳引式電梯，即采用曳引的方式來實現轎廂升降的電梯。在曳引式提升機構中，鋼絲繩懸掛在曳引輪繩槽中，一端與轎廂連接，另一端與對重連接，曳引輪利用其與鋼絲繩之間的摩擦力，帶動電梯鋼絲繩繼而驅動轎廂升降。其工作原理見圖1：

圖1

電梯是集機、光、電于一體的高科技產品，從各構件部分的功能上看，可分為曳引系統、導向系統、轎廂、門系統、重量平衡系統、電力拖動系統、電氣控制系統和安全保護系統八大系統。各系統通過電氣控制部分調度，密切協同，保證電梯安全運行。在這八大系統中，曳引系統向電梯輸送動力，是電梯運行的根本。曳引系統由曳引機、曳引輪、鋼絲繩、導向輪及反繩輪組成，其中曳引輪利用輪槽與鋼絲繩之間的摩擦力來實現電梯的上下運行，是電梯運動的來源。

曳引輪是曳引機上的繩輪，也稱曳引繩輪或驅繩輪，是電梯傳遞曳引動力的裝置，利用曳引鋼絲繩與曳引輪緣上繩槽的摩擦力傳遞動力，裝在減速器中的蝸輪軸上。曳引輪材料多為QT60-2球墨鑄鐵，具有強度大、韌性好、耐磨損、耐沖擊的優良特性。曳引輪由兩部分構成，中間為輪筒，外面制成輪圈式繩槽切削在輪圈上，外輪圈與內輪筒套裝，并用鉸制螺栓連結在一起成為一個曳引輪整體。曳引輪繩槽形狀有半圓槽、帶切口的半圓槽（又稱凹形槽）、V形槽三種，帶切口的半圓槽以其當量摩擦系數大，曳引繩磨損小的優點成為電梯曳引輪中應用最多的繩槽形式。

3 曳引輪的磨損情況分析

隨著電梯使用年限的增加，組成電梯的零部件會損壞失效，有些零部件較易損壞且成本較低便于更換，屬于易損件；有些零部件成本較高且不便更換，因此需要具有與電梯相適應的壽命，曳引輪就是其中之一。然而在檢驗的過程中，經常發現由于曳引輪的缺陷帶來的安全隱患，很多時候都需要更換曳引輪，這不僅會增加電梯的維護保養成本，還會增加電梯的安全隱患，威脅電梯的安全運行。

曳引輪的失效模式主要表現為曳引輪繩槽的過量磨損。一般分為三種狀態：（1）均勻磨損，這是曳引輪繩槽的正常磨損；（2）不均勻磨損；（3）凹坑、表面局部剝落。不均勻磨損和凹坑、表面局部剝落是曳引輪繩槽的非正常磨損。當繩槽呈嚴重的凹凸不平的形狀或麻花狀時，曳引輪失效。這時，應將曳引繩摘下，維修曳引輪繩槽，如果磨損不能修復，則應更換曳引輪。

造成曳引輪繩槽磨損的主要原因是曳引繩與曳引輪繩槽間的相對運動產生的滑移，滑移量越大磨損程度也越大。從滑移量的角度來看，滑移磨損可分為兩個部分。一是由曳引繩的彈性變形引起的滑移。由于曳引輪兩邊鋼絲繩的張力大小不同，當電梯運行時，一側的鋼絲繩伸長增大，當轉到另一側時，由于張力減小，彈性伸長隨之減小，從而導致鋼絲繩在槽內產生滑移，這是鋼絲繩和曳引輪繩槽不斷磨損的主要原因之一。二是由曳引繩對繩槽的壓力引起的滑移。曳引式電梯安全運行的條件是曳引輪與曳引繩之間有足夠的摩擦力，在轎廂下行的過程中，當轎廂突然以減速度緊急制動時，曳引輪兩側張力差超過防滑極限，從而引起繩在槽中的滑移。隨著電梯的頻繁啟動、制動，繩槽磨損使其直徑越小，滑移越嚴重，磨損也越趨于惡化。

4 曳引輪的檢驗

《曳引式電梯監督檢驗與定期檢驗規則（TSG T7001-2009）》對電梯曳引輪做了如下規定：（1）曳引輪外側面應當涂成黃色；（2）曳引輪輪槽不得有嚴重磨損（適用于改造、維修監督檢驗和定期檢驗），如果輪槽的磨損可能影響曳引能力時，應當進行曳引能力驗證試驗。判斷曳引輪輪槽嚴重磨損的依據有：（1）任何一根鋼絲繩磨損至接觸槽底；（2）鋼絲繩在繩槽上的工作面高度差明顯（>4mm）。由曳引式電梯檢驗規則可知，檢規電梯曳引輪的磨損程度有嚴格的規定，檢驗時需遵守檢驗規則，按照檢規的要求逐項檢驗曳引輪的磨損情況，并根據情況進行曳引能力驗證試驗。

5 預防措施

（1）嚴格控制曳引輪的材料及加工工藝，使其滿足曳引式電梯的使用要求；（2）安裝改造及維護保養的過程中，應合理調整各曳引繩的張緊力，將各繩張緊力的差值控制在5%以內；（3）合理布置曳引繩的繞線方式及角度、位置，避免與曳引輪繩槽壁之間的摩擦；（4）在曳引輪上加裝繩槽襯墊，在提高曳引輪的壽命的同時也大大增加了鋼絲繩的壽命。

參考文獻

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[3] 姚秋亮.無齒輪曳引機用永磁同步電動機[J].中國電梯，2002，（6）.

作者簡介：李翔（1982-），山東莒縣人，西安特種設備檢驗檢測院工程師，研究方向：特種設備檢驗檢測。

（責任編輯：黃銀芳）