曳引式電梯輪槽磨損及其檢驗檢測的思考

袁小林

（廣元市特種設備監督檢驗所，四川 廣元 628000）

隨著電梯應用規模的不斷擴大，電梯數量呈幾何級遞增，在使用過程中，經常出現電梯設備故障，其安全使用形勢不容樂觀。因此，有必要對曳引式電梯的輪槽磨損原理和檢驗檢測技術進行研究，避免對曳引動力產生影響，保障曳引式電梯的使用安全。

1 曳引式電梯概述

曳引式電梯是目前使用最廣泛的電梯類型之一，借助主機驅動輪的輪槽摩擦力提供動力來實現電梯升降。曳引式電梯的動力核心是曳引機，在曳引機曳引輪一端連接鋼絲繩，與懸吊轎廂相連，在另一端懸掛對重裝置。在曳引機運行過程中，曳引輪和鋼絲繩之間會產生摩擦力，從而提供曳引力，控制轎廂的垂直運動。輪槽磨損是導致曳引式電梯發生故障的主要原因之一，在曳引式電梯使用過程中時有發生。從組成結構來看，電梯主要包含機械、電氣、安全裝置三大部分。在曳引式電梯系統中，曳引系統主要由曳引機、導向輪和曳引繩組成，作為電梯的動力輸送系統，曳引系統的運行穩定性是電梯運行安全的根本保障[1]。

2 曳引力及輪槽結構分析

2.1 曳引力原理

在曳引式電梯系統中，轎廂與對重做相對運動，依靠曳引輪與曳引繩提供的曳引力實現，其曳引條件滿足：

式（1）中：C1為加速系數或動力系數，主要與速度加減有關；C2為在使用過程中出現磨損后曳引輪的輪槽變化影響系數；e為自然對數底；f為設計曳引繩在輪槽中的當量摩擦系數；α為曳引繩與曳引輪的包角。

在曳引力限制條件中，T1/T2是電梯荷載條件下轎廂處于最底層位置時，曳引繩兩端最大靜拉力/最小靜拉力的1.25倍，或空載條件下，轎廂處于最高層位置時，曳引繩兩端最大靜拉力/最小靜拉力的1.25倍。通過efα對T1/T2比值進行限定，efα值越大，則T1/T2比值的允許值越大，此時電梯可以獲得較大的曳引能力[2]。

2.2 輪槽結構分析

從上述曳引公式可以看出，曳引式電梯的實際曳引能力主要與繩槽中的當量摩擦系數、鋼絲繩與曳引輪的包角有關。而當量摩擦系數主要由輪槽形狀決定，不同的槽形會產生不同的當量摩擦系數。其中，V形槽的當量摩擦系數最大，半圓切口形槽的當量摩擦系數次之，半圓形槽的當量摩擦系數最小。根據這一規律，槽輪圓心與輪槽兩邊上邊沿的夾角越大，則當量摩擦系數越大。由于在輪槽發生磨損時，半圓切口槽的該夾角基本不變，因此通常被用于復繞曳引輪。

3 曳引式電梯輪槽磨損檢驗檢測

3.1 輪槽磨損分析

在曳引式電梯的使用過程中，隨著使用時間的推移，曳引輪槽的磨損程度會不斷增加。根據以往分析經驗，導致曳引式電梯發生輪槽磨損的主要原因是曳引輪繩槽和曳引繩之間出現滑動位移，且滑動位移量越大，電梯輪槽的磨損程度越嚴重。曳引輪繩槽與曳引繩之間的滑動位移總量S主要由2部分組成，一部分是因曳引繩彈性拉伸產生的滑動位移量，計為S1，另一部分是因曳引繩對繩槽壓力產生的活動位移量，記為S2，則S＝S1＋S2.

分別從S1和S2兩個方面進行分析。對于由曳引繩彈性拉伸導致的滑動位移量S1，設曳引輪鋼絲繩兩邊的張力為T1，T2，且T1＞T2，在電梯運行過程中，T1側彈性伸長增加，轉到T2側后，彈性伸長減小，從而會導致鋼絲繩發生槽內滑移，其方向朝向T1側，鋼絲繩會在繩槽中發生蠕動，進而引起輪槽磨損。假設曳引輪的繩槽硬度相當，則其磨損量也基本一致，在進行電梯安裝調試時，某一根鋼絲繩的張力與其他鋼絲繩張力的比值超過誤差允許值，則其對應的鋼絲繩蠕動距離也會增加，導致該繩槽磨損更加嚴重。

總體而言，曳引輪繩槽磨損的根本原因在于曳引繩槽內滑移，且滑移情況與磨損程度呈正相關。而曳引繩的滑移情況主要由繩兩側張力比決定，張力比越大，則總滑移量越大。因此，部分電梯維保公司采用劃線方法判斷曳引繩張力的不均勻性，當轎廂處于井道持平位置時，對曳引繩進行標記。在電梯從頂至底正常運行一周后，再次移動到持平位置，觀察標識線，從而測出張力比過大的曳引繩。

3.2 檢驗檢測技術

目前，電梯運行安全已引起我國相關部門的高度重視。我國早在2002年時就推出了電梯監督檢驗規程，針對曳引式電梯的輪槽磨損檢驗檢測作出了規定。曳引式電梯的輪槽不能出現嚴重不均勻的磨損，且不能出現槽形變化。可以將其理解為，允許電梯輪槽出現一定程度的磨損，但應確保輪槽磨損的均勻性，否則必須要對輪槽磨損進行處理。此外，從外觀檢測方面來看，輪槽磨損不能改變槽形，比如半圓切口槽形如果變成半圓槽，則必須對其進行加工或更換處理。在電梯監督檢驗規程中，也對曳引式電梯的曳引繩張力作出了明確規定，要求曳引繩張力的偏差值不能超過5%.基于上述分析可知，通過對曳引繩張力進行有效控制，可以有效降低曳引輪輪槽不均勻磨損現象的發生概率。

此外，在曳引與強驅動電梯的檢驗監測規程中規定，曳引輪輪槽不能出現嚴重磨損，避免對曳引力產生影響，在電梯運行檢驗過程中，要進行曳引力驗證實驗，比如進行空載曳引力實驗、上下性制動試驗、靜態曳引力試驗等。在上述條件下，曳引輪輪槽即使出現形變，但若能通過上述試驗進行驗證，則同樣可視為滿足使用要求。從以上規程要求中可以看出，對曳引式電梯輪槽磨損及運行安全的規定分別出于不同的角度，無論根據哪方面的規程要求進行檢測檢驗，都要從曳引式電梯輪槽磨損原因及曳引力原理出發，綜合多方面考慮因素，確保電梯的實際使用安全。

4 結束語

綜上所述，通過對曳引式電梯的曳引力原理及曳引輪輪槽結構進行分析，可以明確曳引輪輪槽磨損對電梯運行產生的影響。在此基礎上，基于曳引輪輪槽磨損及相關技術規范要求，做好曳引式電梯的檢驗檢測工作，及時更換磨損嚴重和不符合規定的輪槽，可以最大限度地保障電梯運行安全。

參考文獻：

［1］蔣明付.探究曳引式電梯輪槽磨損的檢測［J］.中國標準化，2017（08）：37.

［2］滕洋.淺談曳引式電梯輪槽磨損及其檢驗檢測［J］.機械工程師，2012（06）：156-157.