淺析影響電梯曳引鋼絲繩疲勞壽命的因素

楊微微

（浙江省特種設備檢驗研究院，浙江 杭州 310012）

鋼絲繩作為帶動電梯運行的重要部件，其質量水平直接影響著電梯運行的安全性和電梯承載人員的生命安全。為了提高電梯鋼絲繩的使用壽命，首要措施是確保鋼絲繩的選型正確，使其強度、撓性和耐磨性滿足電梯的運行要求，其次便是電梯運行期間的定期檢查和維護，發現問題及時處理，選擇的維護方法等都能夠有效延長電梯鋼絲繩的使用壽命。

一、影響電梯曳引鋼絲繩疲勞壽命的因素

（一）外力因素

電梯曳引鋼絲繩主要承受彎曲與拉伸兩方面力的作用：彎曲主要是受到外力作用導致電梯曳引鋼絲繩的變形；而拉伸主要是受到轎廂與對重上下交替運行拉伸作用的影響。在電梯運行中，根據曳引比的不同，曳引鋼絲繩需要經過不同次數的彎曲，經過反復應力使得電梯曳引鋼絲繩產生疲勞，影響曳引鋼絲繩的使用壽命。而電梯曳引鋼絲繩的彎曲力度應當與曳引輪的直徑成正比，因此，就規定曳引輪的直徑不能小于曳引鋼絲繩直徑的40倍。在電梯運行過程中，動態拉力很大程度影響曳引鋼絲繩的使用壽命，同時曳引鋼絲繩的負載分布也影響曳引鋼絲繩的使用壽命。

（二）磨損因素

通常情況下，磨損會使得零部件形狀變化，失去設備原有設計所要達到的效果。這樣一來，使用喪失原有功能的零部件會存在一定的安全隱患。在電梯運行中，鋼絲繩各鋼絲之間、曳引鋼絲繩與繩槽之間有輕微磨損屬于正常現象，但是如果滑動磨擦頻率加快，或者受到不均勻磨損，都會影響電梯曳引鋼絲繩的使用壽命，影響電梯運行的平穩性，使電梯可靠性降低。具體而言，曳引輪主要受到材質與其他物理性能的影響，尤其是曳引輪槽的材質均勻程度不同，使得靜摩擦力減小，出現一定程度的滑動摩擦，導致曳引輪槽及曳引鋼絲繩的磨損。同時，電梯的負載過大及曳引輪兩側鋼絲繩張力不均也會造成鋼絲繩不同程度的磨損。而對于半圓型有切口的曳引輪，在運行過程中，會隨著輪槽半圓切口變大而加大曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦，進一步加大曳引鋼絲繩的磨損程度。

（三）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GB7588－2003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。

（四）制繩工藝

實際工程中，曳引鋼絲繩在拉伸、彎曲、扭轉等多個應力共同作用下產生磨損，因而鋼絲繩需有較好的強度和韌性。鋼絲繩的強度和韌性除了和鋼絲繩的材質有關外，也與鋼絲繩的處理工藝有著密切的關系。預張拉技術、捻制工藝等溫淬火工藝等都是制繩工藝中的關鍵因素。新安裝的電梯曳引鋼絲繩隨著運行時間的增加會自然伸長，這種伸長可能會影響電梯的正常運行，如平層精度下降、對重緩沖距減小等，同時也會影響鋼絲繩的疲勞壽命。

（五）運行參數

電梯的運行參數包括載重量、運行速度、運行層站、提升高度、梯型等等。尤光輝通過試驗分析了電梯曳引鋼絲繩張力在不同載重量、速度、加速度的變化情況，電梯曳引鋼絲繩最大張力隨著載重量、速度、加速度的增加而增加，影響最大張力值波動因素中，載重量影響最大，加速度影響次之，速度影響較小。載荷力對鋼絲繩直徑磨損率的影響最為顯著，運動頻率次之，包角影響最小：鋼絲繩直徑的磨損量隨著載荷力、頻率和包角的增大而增大。

（六）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。

二、電梯鋼絲繩使用壽命的延長建議

（一）電梯鋼絲繩的合理選型

《電梯制造與安裝安全規范》（GB7588-2003）規定電梯曳引鋼絲繩的根數不能少于兩根，直徑不能小于8mm，并且規定曳引鋼絲繩為2根時其安全系數不小于16，曳引鋼絲繩為3根或3根以上時，安全系數不小于12。一般電梯鋼絲繩都在3根以上，多為4至6根。電梯鋼絲繩是專用鋼絲繩，我國已有國家標準《電梯用鋼絲繩》（GB8903-88）、《電梯鋼絲繩用鋼絲》（YB/T5198-2004）。在鋼絲繩選擇時應注意：一是盡量選擇韌性好，強度級別適中的鋼絲組成的鋼絲繩。二是鋼絲繩直徑的收縮率要小，首選正常使用一年的鋼絲繩直徑收縮率不大于5%的。三是選擇適合的鋼絲繩繩芯。

（二）科學進行保養維護

電梯鋼絲繩在使用過程中必須進行適當的潤滑，這樣可以減少鋼絲之間和鋼絲在繩輪輪槽中的磨損，也可以防止鋼絲的氧化和腐蝕。電梯鋼絲繩潤滑的次數取決于氣候、環境、繩速、使用頻率等因素，具體的次數可根據實際狀況來定。根據多年的實踐檢驗，為了防止曳引繩局部表面的繼續磨損，可以采用翻繩法。因為曳引繩反面未受任何磨損，依舊如新，將其翻個面，可以充分提高其使用價值，當然磨損程度必須在可使用范圍內。

結束語：

影響電梯曳引鋼絲繩使用壽命有很多因素，其狀況的好壞與否直接關系到曳引鋼絲繩的使用壽命。因此，檢驗人員應當重視對電梯曳引鋼絲繩的檢測。同時，更換正規廠家且檢驗合格的電梯用鋼絲繩，避免因曳引鋼絲繩的不足影響電梯的安全運行，進而保障人們的財產和生命安全。