吳義群

摘要:本文主要是對(duì)電梯鋼絲繩的執(zhí)行強(qiáng)度級(jí)別現(xiàn)狀進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)要的描述和分析。以往在進(jìn)行電梯設(shè)計(jì)時(shí),通常都會(huì)選擇使用10mm的曳引鋼絲繩,但到了最近幾年,8mm的曳引鋼絲繩也逐漸成為人們選擇的重點(diǎn)。因其事關(guān)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全,因此在電梯的制造與安裝中對(duì)于曳引鋼絲繩的選用有著極為明確和嚴(yán)格的要求,我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)際的工作時(shí),就要充分考慮到各個(gè)方面的影響因素,將曳引鋼絲繩的表面硬度、曳引力大小以及摩擦產(chǎn)生的作用都考慮在內(nèi),然后通過(guò)相關(guān)的成熟技術(shù)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理,使其實(shí)際的強(qiáng)度和硬度符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求,并通過(guò)無(wú)損探傷儀等先進(jìn)儀器對(duì)鋼絲繩的狀況進(jìn)行檢測(cè)和控制。

關(guān)鍵詞:電梯曳引鋼絲繩強(qiáng)度級(jí)別

中圖分類號(hào):TU857 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)04(c)-0106-01

1電梯曳引鋼絲繩及其強(qiáng)度級(jí)別

在電梯的構(gòu)造中,電梯曳引繩的主要作用是承受轎廂及其配重的質(zhì)量,并在此基礎(chǔ)上利用曳引鋼絲繩自身與曳引輪繩槽之間的相互摩擦力作為動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)轎廂及其配重的升降運(yùn)動(dòng),在這樣一個(gè)電梯使用和運(yùn)行的過(guò)程中,曳引鋼絲繩主要是做一個(gè)雙向的往復(fù)運(yùn)動(dòng),即繞著曳引輪和導(dǎo)向輪根據(jù)實(shí)際的工作指令執(zhí)行上或者是下,因此,這也就意味著,鋼絲繩所程度的彎曲應(yīng)力是隨著實(shí)際狀況的變化而變化的,既可能是雙向,也可能是單向。從上文的描述我們可以得知,曳引鋼絲繩在電梯的懸掛裝置部分是一個(gè)非常重要的組成部分,其在電梯進(jìn)行加速的過(guò)程中,鋼絲繩所承受的實(shí)際拉應(yīng)力就會(huì)不斷的變化,這樣一個(gè)變化的過(guò)程對(duì)于鋼絲繩而言就是疲勞和斷裂的主要來(lái)源。

我們國(guó)家的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)于電梯用鋼絲繩是有著明確的規(guī)定的,一般來(lái)說(shuō),電梯用曳引鋼絲繩的內(nèi)外層絲所包括的強(qiáng)度級(jí)別就分別有約六種不同的具體級(jí)別。電梯制造商在進(jìn)行選用的時(shí)候通常就會(huì)選擇雙強(qiáng)度級(jí)別的產(chǎn)品。

在進(jìn)行鋼絲繩外層絲的選擇時(shí),就適宜于選擇強(qiáng)度較低的外層絲,這是因?yàn)橥鈱咏z在其強(qiáng)度較小的時(shí)候硬度也會(huì)比較小,在這樣一種情況下,當(dāng)鋼絲繩和曳引輪之間發(fā)生摩擦?xí)r,即便是說(shuō)鋼絲繩縱向外表面的面積遠(yuǎn)大于曳引輪輪槽的時(shí)候兩者之間發(fā)生摩擦磨損,這時(shí)候首先受到較嚴(yán)重的磨損的也是鋼絲繩而不是曳引輪,這樣就能夠保證曳引輪在使用過(guò)程中的實(shí)際壽命。這樣做也并不是說(shuō)就完全不考慮鋼絲繩外層絲上的磨損,而是說(shuō)鋼絲繩如果因疲勞或者是磨損而發(fā)生斷絲的話,也通常是在外層絲上出現(xiàn),因此這樣處理就還利于實(shí)際使用過(guò)程中問(wèn)題的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理,保證電梯使用中的安全隱患能夠及時(shí)的排除,并便于對(duì)于電梯工作狀況的檢查和維修更換。

2制繩鋼絲、曳引輪槽表面硬度的匹配及控制方法

2.1 鋼絲繩表面硬度的變化

鋼絲的實(shí)際力學(xué)性質(zhì)與其金相組織和化學(xué)成分是有著直接而本質(zhì)的關(guān)系的,比如,采用索氏體化處理就能夠保證冷拉以后鋼絲強(qiáng)度和硬度的極大提高。這是因?yàn)樵谶M(jìn)行拉拔時(shí),鋼絲結(jié)構(gòu)中的位錯(cuò)密度就會(huì)進(jìn)一步的加大,使得索氏體片層之間的間距進(jìn)一步的減小,這就會(huì)引起鋼絲結(jié)構(gòu)組織的變形,但正是在這樣一個(gè)變形的過(guò)程中,鋼絲繩的強(qiáng)度、硬度都會(huì)得到較大的強(qiáng)化,而其塑性和韌性則反而會(huì)相應(yīng)的下降,這種變化對(duì)于鋼絲繩而言就是其自身性能上的加強(qiáng)。實(shí)際上,鋼鐵材料自身的性能是有著一定的變化規(guī)律的,也就是說(shuō),鋼鐵材料的剛度和硬度直接存在著一個(gè)確定的變化關(guān)系,但是考慮到冷拉碳素鋼筋在其力學(xué)性能上有著明顯的各向異性性能,因此在對(duì)鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行分析和測(cè)量時(shí),也只能夠在縱向方向上來(lái)進(jìn)行,而鋼絲的表面硬度則需要在其徑向上來(lái)進(jìn)行測(cè)量。在這里強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)就是,鋼絲的表面硬度一定要通過(guò)實(shí)際的測(cè)量來(lái)獲得,而不能夠簡(jiǎn)單的只是根據(jù)碳素鋼硬度的一般推算原則來(lái)進(jìn)行推算,這樣要求的原因是因?yàn)殇摻z在加工的過(guò)程中已經(jīng)收到了環(huán)境中較多個(gè)方面的影響,因此其實(shí)際的硬度值波動(dòng)就會(huì)比較大,理論推算的只能得出某一個(gè)具體點(diǎn)上的硬度值,而不是其固有的性質(zhì)。

2.2 鋼絲繩表面硬度變化的控制方法

上文中我們已經(jīng)明確的指出,電梯制造商在進(jìn)行曳引鋼絲繩的選擇時(shí),為了得帶與曳引輪槽表面硬度相匹配的鋼絲,往往就會(huì)選擇硬度較低的雙強(qiáng)度鋼絲繩。但實(shí)際上,鋼絲繩的生產(chǎn)商在進(jìn)行鋼絲繩的制造時(shí)真正將鋼絲的強(qiáng)度控制在很低的是比較少的,這主要是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)這樣一種目的的方法并不多,通常來(lái)說(shuō)就是在進(jìn)行盤條的選擇時(shí)盡量選擇含碳量較低的或者是降低拉拔半成品鋼絲的總壓縮率。實(shí)際上,在鋼絲生產(chǎn)的過(guò)程中合理有效的把握好總壓縮率,對(duì)于鋼絲性質(zhì)的提高是很有幫助的,但問(wèn)題在于,如果我們選擇這樣一種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)鋼絲強(qiáng)度的降低,隨之而來(lái)的問(wèn)題就是鋼絲繩的韌性相應(yīng)的也會(huì)降低,這對(duì)于鋼絲繩的總體質(zhì)量和使用性能來(lái)說(shuō),就不算是一個(gè)太明智的方式。

2.3 硬度匹配

在這里我們討論的是曳引輪繩槽和鋼絲繩表面上的硬度匹配。我們知道,任何一種工程材料的表面都是有著一定的粗糙度的,當(dāng)物體進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,接觸表面上所發(fā)生的實(shí)際上就是凸峰頂和端間的接觸、摩擦與嚙合,在這樣一個(gè)過(guò)程中相應(yīng)的就會(huì)出現(xiàn)剪切、擠壓等變形。所謂摩擦,實(shí)際上也就是粘結(jié)與滑移作用的交替上演,而在摩擦過(guò)程中所發(fā)生的損失則是由于材料在上述的相關(guān)變化中會(huì)發(fā)生材料表面物質(zhì)的剝落和轉(zhuǎn)移,正是這樣一種狀況導(dǎo)致了材料表面上的摩擦損失。具體來(lái)說(shuō),根據(jù)實(shí)際的摩擦機(jī)制,還可以對(duì)磨損進(jìn)行分類,如黏著磨損、疲勞磨損或者是氧化磨損等,在電梯的制造和使用過(guò)程中,最為顯著且影響也最大的磨損方式就是黏著磨損和表面疲勞。而在我們現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)范中,僅僅對(duì)繩槽表面的硬度差有所規(guī)定,而對(duì)于確定的硬度值則沒(méi)有具體的說(shuō)明,而根據(jù)我們上文中所描述的磨損機(jī)制,我們就不難認(rèn)為,想要延長(zhǎng)曳引輪和鋼絲繩的使用壽命,其關(guān)鍵就還是要將曳引輪繩槽和鋼絲繩的表面硬度進(jìn)行一個(gè)良好的匹配,只有這樣才能夠真正的起到降低損耗的作用。

3結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)代的經(jīng)濟(jì)背景和社會(huì)現(xiàn)實(shí)狀況下,一方面來(lái)將就是我們國(guó)家有足夠的經(jīng)濟(jì)財(cái)力和科學(xué)實(shí)力來(lái)進(jìn)行電梯相關(guān)安全問(wèn)題或者是技術(shù)方面的研究和探索;另一方面上來(lái)說(shuō),就是隨著現(xiàn)代人們生活水品的提高,人們對(duì)于生活的便利度也是有所要求的,并在此基礎(chǔ)上對(duì)于安全有著高度的關(guān)注。我們?cè)谶M(jìn)行這樣一個(gè)方面的探析時(shí),就應(yīng)該將多方面的問(wèn)題都考慮在內(nèi)。實(shí)際上,筆者根據(jù)探索和研究認(rèn)為,文中所提出的利用硬度匹配這樣一種方法降低損耗從技術(shù)上講是完全可行的,而且電梯的速度和安全度要求還在不停的上升,在這樣一種狀況下,高強(qiáng)度的曳引鋼絲繩對(duì)于電梯的安全系數(shù)也將有著較大的保障。

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