一種曳引電梯鋼絲繩張力調節裝置的設計

張交通 孟國剛 張煒祎 王俊卿

（紹興市特種設備檢測院，浙江紹興 312000）

0.引言

單臺電梯的曳引鋼絲繩數量為2根及2根以上，電梯鋼絲繩承載絕大多數電梯懸掛重量，在電梯使用過程中，多跟繩結構性伸長會出現不一致，即鋼絲繩之間出現張力不勻現象。GB 7588-2003 第9.5.1條的要[1]以及 GB/T10060-2011《電梯安裝驗收規范》第5.5.1.9 條的規定，即懸掛鋼絲繩或鏈條的一端至少應設有一個調節裝置來平衡各繩或鏈的張力，任何一根鋼絲繩或鏈的張力與所有繩或鏈之張力平均值的偏差均不大于5%[2]。日常維護保養中，鋼絲繩張力不均主要靠維保工人的熟練經驗把握并進行調節，費時費力且準確性較差。目前市場上已有多種成熟的鋼絲繩張力測量儀器，在此基礎上增加一套自動調節裝置，能夠實現鋼絲繩張力的精確調節。

1.設計目的

電梯是我們日常生活中最重要的垂直運輸交通工具。鋼絲繩承受著轎廂、對重以及乘客的重量，其安全可靠性尤為重要。鋼絲繩張力不勻有多種危害：張力較大的鋼絲繩會對曳引輪槽形成較大的壓應力，加劇曳引機輪槽的磨損，降低曳引輪使用壽命；張力不均易引起鋼絲繩嵌入曳引機輪槽深淺程度不一致，進而導致鋼絲繩運行線速度不同，甚至引發“竄繩”“脫槽”等現象；張力不勻會增加鋼絲繩間相互磨損的可能性，降低鋼絲繩使用壽命，嚴重者甚至引起鋼絲繩間纏繞；電梯運行平穩性降低，乘坐時會產生頓挫感，影響乘坐舒適度[3]。

一旦鋼絲繩出現張力不均，而又未被及時發現處理，隨著曳引鋼絲繩磨損的不斷加劇，其滑移量也會逐漸增大，這就會給電梯的安全運行造成非常大的隱患，甚至可能導致事故的發生。因此設計一種電梯鋼絲繩自動調節裝置，降低用梯風險顯得十分有必要。

2.裝置結構

2.1 基本原理（見圖1）

本文的設計方案是通過調節電梯繩頭組合處的螺母來實現鋼絲繩張力的調節，鋼絲繩張力傳感器安裝于電梯鋼絲繩上。電梯鋼絲繩張力傳感器可以檢測每根鋼絲繩的張力值，計算采集的相關數據，檢測任何一根鋼絲繩張力與所有繩張力平均值的偏差是否超過5%，將自動調節裝置安裝于電梯繩頭位置。鋼絲繩張力傳感器的數值通過無線傳輸的方式傳輸到控制及計算裝置中，通過反饋的數據來判斷是否需要調節張力，一旦鋼絲繩張力誤差超過5%，控制系統對自動調節裝置發送指令，控制其內部的電機對電梯鋼絲繩的繩頭螺母自動進行松緊度調節，與此同時鋼絲繩張力傳感器的實時數據傳輸到自動調節裝置中，當張力誤差值在規定范圍內時，停止調節工作，最終達到每根鋼絲繩的張力一致，實現全自動電梯鋼絲繩張力調節。

2.2 整體結構

每根鋼絲上都裝有一個張力傳感器，自動調節裝置安裝在繩頭組合處，調節電機用于螺母調節，傳感器將所感受的壓力信號轉換成電信號傳遞給控制電路。電梯鋼絲繩張力自動調節裝置整體結構圖如圖2所示。

圖2 整體結構示意圖

2.3 自動調節裝置（見圖3）

圖3 自動調節裝置示意圖

自動調節裝置采用多路可調節位置電機[4]（可根據電梯鋼絲繩數量選定），螺母調節頭適用于調節鋼絲繩的繩頭螺母。整套裝置通過控制裝置對鋼絲繩張力傳感器無線傳輸的數據進行分析，超出規定范圍后自動調節裝置工作，實現電梯鋼絲繩繩頭螺母的自動調節。通過張力測試儀實時傳輸數據，最終使得每根電梯鋼絲繩的張力一致，該裝置大大減少了人力，同時增加了電梯鋼絲繩每根的張力值的一致性。

2.4 常見鋼絲繩張力傳感器

這種鋼絲繩張力傳感器，包括壓桿、支撐座、頂壓組件、電機和控制電路，壓桿與頂壓組件同軸設置，且壓桿固定在支撐座的上部，頂壓組件設于支撐座的下部，頂壓組件能夠沿其軸線運動，以使頂壓組件與壓桿之間的鋼絲繩處于張緊狀態，壓桿的兩端對稱設有壓力傳感器，壓力傳感器與控制電路電性連接，壓力傳感器將所感受的壓力信號轉換成電信號傳遞給控制電路，從而實現對鋼絲繩張緊力的測量，如圖4所示。

圖4 鋼絲繩張力傳感器

2.5 控制終端

整套設備采集數據傳輸至手機或平板控制終端，便于攜帶，通過WiFi無線傳輸，終端上實時顯示各鋼絲繩張力分布偏差情況。根據GB/T 10060-2011《電梯安裝驗收規范》中5.5.1.9至少應在懸掛鋼絲繩或鏈條的一端設置一個自動調節裝置，用來平衡各繩或鏈間的張力，使任何一根繩或鏈的張力與所有繩或鏈之張力平均值的偏差均不大于5%。終端程序以鋼絲繩張緊力采集的數據進行科學計算后給繩頭調節器下達調整指令，引導調節裝置進行鋼絲繩調整，達到檢測鋼絲繩張緊力并根據實際情況對鋼絲繩進行調整的目的。

3.結語

本文將常見的鋼絲繩張力傳感器與自動調節裝置相結合，設計了一種鋼絲繩張力調節裝置，能夠實現張力自動調節，對減少人力、節約工作時間、提高調節結果一致性有較大幫助。