淺析曳引驅動電梯部分曳引鋼絲繩異常磨損故障

謝成

（湖南省特種設備檢驗檢測研究院郴州分院，湖南 郴州 423000）

1 曳引驅動電梯部分曳引鋼絲繩異常磨損故障

在電梯機房，經常會看到部分曳引鋼絲繩異常磨損的情況，常見的是曳引鋼絲繩中的一根或者兩根磨損特別嚴重，其表現形式一般為在曳引輪最高點處各根鋼絲繩高度不一致，磨損嚴重的鋼絲繩高度明顯低于其他鋼絲繩且其張力明顯偏小、松弛，而且曳引輪輪槽磨損也很嚴重，甚至輪槽底部切口完全磨掉，成半圓槽。對于部分鋼絲繩異常磨損的現象，很多人將原因歸結于部分鋼絲繩張力過緊，對此我認為恰恰相反，異常磨損的鋼絲繩不是因為調整過緊導致，而是該鋼絲繩過松導致的。

2 鋼絲繩異常磨損的原因分析

2.1 鋼絲繩組出現張力差異現象的原因

曳引驅動電梯是由多根鋼絲繩牽引，鋼絲繩的移動是靠鋼絲繩與曳引輪的摩擦力來實現的，而摩擦力是靠曳引輪兩側鋼絲繩的張力使鋼絲繩壓緊在曳引輪槽中產生，在其他條件相同的情況下，要使多根鋼絲繩產生一樣的摩擦力就要使每根鋼絲繩的張力保持相同，由此可見，張力對鋼絲繩的磨損有著直接的影響。

數據統計發現，新鋼絲繩在剛投入運行的一到兩年內，其伸長量（結構伸長+塑性變形）比較大，隨著長度的增加，伸長量會越大，而使用超過兩三年以上，其長度才會慢慢趨于穩定。由于鋼絲繩的材質、工藝過程、纏繞結構等方面的微小差異會導致強度、股間間隙存在微小差異，把鋼絲繩看作彈簧，每根鋼絲繩伸長率可能只存在微小差異，但是隨著鋼絲繩長度動則幾十上百米的增加，每根鋼絲繩伸長量會產生較大差異，導致各根鋼絲繩松緊不一、張力不一致。總的來說，這主要由鋼絲繩的質量導致的，越是質量好的鋼絲繩，伸長量的差異應越小。

另外，在電梯長期運行中，鋼絲繩端接裝置處螺栓的松動和彈簧的塑性變形，會進一步加大各鋼絲繩的張力差異。此外，鋼絲繩的根數也會對張力差異產生一定的影響。曳引鋼絲繩的根數一般為4～8根，為保證平層精度和平層保持精度，樓層越高根數會越多，而在相同的載重量下，為降低成本，可能會采用直徑更小的鋼絲繩，隨著根數的增多，其張力產生較大差異的概率也會顯著增加。

2.2 鋼絲繩張力差異狀態下，鋼絲繩產生異常磨損的過程分析

電梯曳引鋼絲繩組的張力差異狀態主要有3種：部分鋼絲繩張力過緊，部分鋼絲繩張力過松，另外，將部分更換鋼絲繩作為一種特殊的張力差異狀態。

（1）部分鋼絲繩張力過緊的情況。在一兩根鋼絲繩張力過緊的情況下，由于此鋼絲繩張力過大，其伸長量（結構伸長+塑性變形）與彈性變形也會變大，其長度隨著也會增加。另外，與其相對應的曳引輪輪槽的磨損量也會比其他鋼絲繩的大，輪槽的磨損會使輪槽節圓直徑變小，等效的也是增加了鋼絲繩的長度，最終由于鋼絲繩伸長量的增加，鋼絲繩的張力會自動降低到平均水平，在沒有人力干預的情況下張力過緊會自動得到改善，不會導致出現本文開頭所描述的鋼絲繩異常磨損的故障。

（2）部分鋼絲繩張力過松的情況。一兩根鋼絲繩松弛、張力明顯偏小的情況下，由于鋼絲繩松弛，在電梯運行過程中，松弛的鋼絲繩會在水平方向不停地擺動，在開始繞入曳引輪和反繩輪輪槽時會產生垂直于輪槽節圓平面的高頻水平振動而造成高于其他鋼絲繩的磨損。

另外，松弛的鋼絲繩上承受較小一部分對重和轎廂的重量，甚至主要只承受鋼絲繩的重量，在曳引輪兩側，松弛的鋼絲繩上的張力T1與T2的差值主要由鋼絲繩的長度決定。電梯在靠近上端站和下端站這兩個區間運行時，曳引輪兩側鋼絲繩的長度差會很大，造成松弛鋼絲繩的張力T1與T2的差值也很大，此時T1/T2>efa，曳引條件喪失。在曳引條件處于臨界狀態，曳引輪朝較小張力一側轉動時，松弛的鋼絲繩會反復地在曳引輪輪槽里摩擦打滑，由此造成鋼絲繩和輪槽嚴重磨損。此外，打滑的鋼絲繩會在繩頭端部產生豎直方向的高頻振動，可能造成鋼絲繩端部螺母松動，加劇鋼絲繩的松弛狀態。隨著鋼絲繩和曳引輪輪槽的磨損，鋼絲繩會進一步變得松弛，由此又進一步加重磨損。在沒有人力干預的情況下，鋼絲繩松弛的情況只會惡化，最終導致鋼絲繩和曳引輪過早報廢。

（3）部分更換鋼絲繩的情況。在部分更換鋼絲繩（只更換其中一兩根鋼絲繩）的情況下，雖然更換完后新更換的鋼絲繩張緊度已經調整成與其他鋼絲繩的基本一致，但是在運行過程中，未更換的鋼絲繩長度已經基本穩定，只有彈性變形，塑性變形與結構伸長幾乎可以不考慮。在新舊鋼絲繩產生相同的變形量的情況下，新更換的鋼絲繩除了會有彈性變形也會有結構伸長與塑性變形，在運行一段時間后，不可逆變形（包含結構伸長與塑性變形）累積，新更換的鋼絲繩就會逐漸變松弛，張力也會逐漸變小。松弛到一定程度后，就會出現2.2（2）所述異常磨損的情況。因此，部分更換鋼絲繩時，可適當增大新更換的鋼絲繩的張力，并且在每次維護保養時應檢查鋼絲繩組的張力狀況，直到新更換鋼絲繩的長度穩定，不再產生不可逆變形（包含結構伸長與塑性變形），這個過程一般需要兩年以上。

2.3 鋼絲繩異常磨損的主觀原因

由2.1與2.2的分析可知，在電梯定期維保中，鋼絲繩的的張力檢查、調整和端部連接裝置的檢查應是一個重要的項目，尤其是新安裝投入使用和更換過鋼絲繩的電梯，在部分鋼絲繩過松的情況下，必須要有人力干預。但實際情況是，多數維保人員并不了解或者不重視張力檢查的重要性，甚至從來沒關注過鋼絲繩組的張力情況。

有些維保人員檢查張力只看鋼絲繩端部調節彈簧的壓縮量是否一致，殊不知調節彈簧可能也會在長久的受壓狀態下產生不同的塑性變形，尤其是部分更換鋼絲繩后，彈簧壓縮量僅僅只能作為一個簡單、粗略的參考標準。由此可看出，部分鋼絲繩異常磨損的主觀原因還是在于維保不到位、意識不到位。

3 鋼絲繩組張力均勻度檢查的方法

3.1 無工具檢測法

從機房里，方法1：檢查鋼絲繩端部調整彈簧松緊情況，在各個調整彈簧的同一高度位置處，用腳踩一踩，力度要大致相同，根據彈簧的松緊情況，可以粗略地估計鋼絲繩的張力均勻度情況。

方法2：在電梯正常運行時，將電梯從下端站呼到上端站，在轎廂運行至井道中上部和接近上端站時，觀察曳引輪下方轎廂側的鋼絲繩的抖動情況。若各根鋼絲繩的抖動幅度和頻度接近，說明張力相差不大；若其中一兩根抖動幅度較大，抖動頻度較小，則基本可判斷該鋼絲繩張力偏小。

方法3：將電梯轎廂停在井道中部位置，并斷開電梯主電源，用手指按壓曳引輪下方轎廂側鋼絲繩，一次按一根，按壓的力度要保持基本一致，按壓的方向應垂直于鋼絲繩中心連線并朝向曳引輪，以鋼絲繩中心連線平面為基準，根據鋼絲繩的偏離幅度的差異來判斷鋼絲繩的張力，按壓幅度越大說明張力越小。

從井道內，方法4；在轎頂檢修運行電梯，通過觀察對重側或轎廂側鋼絲繩的擺動情況來粗略判斷鋼絲繩組的張力均勻度。在電梯上端站進入轎頂，檢修下行至對重出現。在下行的過程中可以適當的停一兩次，促使鋼絲繩擺動。運行中觀察同側鋼絲繩的擺動幅度，若同側所有鋼絲繩擺動幅度和頻度接近，說明張力均勻度較好，若其中有鋼絲繩擺動幅度明顯偏大，說明擺動大的鋼絲繩張力偏小。

3.2 彈簧測力計測量法

根據電梯的曳引比，將電梯轎廂停在井道中上部適當位置，測量點應盡量靠近鋼絲繩自由段的中部，并盡量保證測量點鋼絲繩組中心連線成一條直線，以該直線作為測量基準，用彈簧測力計逐根水平拉動鋼絲繩，拉動距離應適宜并相同，記錄每次彈簧測力計的拉力，計算出平均拉力，再將每次的拉力與平均拉力比較，偏差不超過5%的即為合格。

4 結語

從以上分析可知，引起曳引鋼絲繩異常磨損的因素比較多，鋼絲繩質量穩定性是主要的先天因素，而維保不到位則是后天因素，鋼絲繩的張力差異導致了鋼絲繩的磨損差異，而維保不到位和其他一些偶然因素使得部分鋼絲繩過松的情況進一步惡化，最終造成了鋼絲繩的異常磨損。