嚴(yán)進(jìn)輝

摘要：本文通過(guò)對(duì)曳引輪一曳引繩摩擦副的特點(diǎn)和失效形式進(jìn)行分析介紹，并對(duì)三種主要類型曳引輪繩糟的比壓和當(dāng)量摩擦系數(shù)進(jìn)行理論計(jì)算與分析，證實(shí)了帶切口的半圓型繩槽是一種較理想的電梯曳引輪槽型。最后總結(jié)了曳引機(jī)曳引輪在實(shí)際應(yīng)用中和出現(xiàn)磨損后應(yīng)采取的一些措施。

關(guān)鍵詞：曳引機(jī)；曳引輪；槽型；繩槽

1前言

曳引式提升機(jī)構(gòu)是當(dāng)今世界上電梯行業(yè)廣泛采用的提升方式。而曳引輪是電梯曳引機(jī)上的繩輪，也稱曳引繩輪或驅(qū)繩輪，是電梯傳遞曳引動(dòng)力的裝置，其利用曳引繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力傳遞動(dòng)力。

曳引輪裝在減速器中的蝸輪軸上；如是無(wú)齒輪曳引機(jī)，則裝在制動(dòng)器的旁側(cè)，與電動(dòng)機(jī)軸、制動(dòng)器軸在同一軸線上。

2曳引輪槽型

曳引輪由球墨鑄鐵制成，輪外圓為繩槽。為保證鋼絲繩和曳引輪之間具有足夠的摩擦力，曳引輪繩槽的形狀主要有半圓型繩槽、帶切口的半圓型繩槽和V型繩槽等三種形狀。

曳引式電梯，其曳引輪繩槽的設(shè)計(jì)，主要是如何提高當(dāng)量摩擦系數(shù)f，以獲得較大的曳引能力。由于當(dāng)量摩擦系數(shù)的提高受槽面接觸比壓P的約束，過(guò)大的接觸比壓有可能引起槽面的接觸強(qiáng)度失效或加劇槽面磨損，以至于降低或喪失電梯的曳引能力。而曳引輪繩槽的形狀直接關(guān)系到曳引力大小和曳引繩使用壽命。因此，下文將主要針對(duì)f、P與槽型的關(guān)系，從理論上對(duì)電梯曳引輪槽型的應(yīng)用進(jìn)行探討。

2.1曳引輪繩槽的結(jié)構(gòu)型式

目前電梯曳引輪繩槽的結(jié)構(gòu)型式——三種主要的型式如下：

（1）半圓型繩槽（圖1）：

（2）帶切口的半圓型繩槽（圖2）：

（3）V型繩槽（圖3）：

2.2計(jì)算公式

根據(jù)GB7588-2003電梯的曳引條件為：

其中：T₁、T₂-曳引機(jī)兩側(cè)曳引繩拉力；

f-當(dāng)量摩擦系數(shù)；

α-曳引繩在曳引輪上的包角。

總的原則為：在滿足許用比壓[P]的前提下，盡可能獲得較大的當(dāng)量摩擦系數(shù)f，以提高電梯的曳引能力。

鋼絲繩在曳引輪繩槽中的比壓P按下式計(jì)算：

（1）對(duì)半圓型繩槽或帶切口的半圓型繩槽：

（2）對(duì)v型繩槽：

當(dāng)量摩擦系數(shù)f計(jì)算：

（1）對(duì)半圓型繩槽或帶切口的半圓型繩槽：

（2）對(duì)v型繩槽：

式中：P一比壓：Tm鋼絲繩張力：

β-繩槽切口角；γ-繩槽夾角；

8m鋼絲繩接觸包角；μ-摩擦系數(shù)；

D-曳引輪直徑；d-鋼絲繩直徑；

n-鋼絲繩根數(shù)。

2.3各種型式繩槽的分析比較

（1）半圓型繩槽/帶切口的半圓型繩槽

這兩種繩槽的共同點(diǎn)為曳引繩與繩槽均為弧面接觸。與V型繩槽相比，降低了比壓，改善了接觸面的磨損狀況。而且，f與P不隨磨損而變化。由于帶切口的半圓型繩槽是在半圓型繩槽的底部開(kāi)了一個(gè)寬為b（切口角為B）的切口而形成，因此，可以說(shuō)半圓型繩槽是帶切口的半圓型繩槽的一個(gè)特例。

電梯運(yùn)行一段時(shí)間后，槽面磨損使曳引繩在繩槽中下沉一段距離，8角有所增大，計(jì)算時(shí)往往取δ=π；但γ角基本保持不變。當(dāng)曳引繩張力T、根數(shù)n、繩輪直徑D以及曳引繩直徑d設(shè)定時(shí)，對(duì)于半圓型繩槽而言，f與P均為恒值。對(duì)于帶切口的半圓型繩槽而言，f與P均為B的函數(shù)。對(duì)于帶切口的半圓型繩槽，比壓，當(dāng)量摩擦系數(shù)均為單調(diào)增函數(shù)。當(dāng)β=0時(shí)，即為半圓型繩槽的比壓和當(dāng)量摩擦系數(shù)。

但β值最大不能超過(guò)106°，相當(dāng)于槽下部80%被切除；γ值不應(yīng)小于

半圓槽與曳引繩接觸面積大，曳引繩變形小，有利于延長(zhǎng)曳引繩和曳引輪壽命。但這種繩槽的當(dāng)量摩擦系數(shù)小，因此曳引能力低。為了提高曳引能力，必須用復(fù)繞曳引繩的方法，以增大曳引繩在曳引輪上的包角，它多用在全繞式高速無(wú)齒輪曳引機(jī)直流電梯上。半圓槽還廣泛用于導(dǎo)向輪、轎頂輪、對(duì)重輪的繩槽。

帶切口的半圓型繩槽的曳引繩與繩槽接觸面積減小，比壓增大，曳引繩在切口處發(fā)生彈性變形，部分楔入溝槽中，使當(dāng)量摩擦系數(shù)大大增加，一般為半圓槽的1.5～2倍，使曳引能力增加。這種槽形既使當(dāng)量摩擦系數(shù)增大，又使曳引繩磨損減小，特別是當(dāng)槽形磨損，曳引繩中心下移，由于預(yù)制的切口的作用，使當(dāng)量摩擦系數(shù)基本保持不變的優(yōu)點(diǎn)，說(shuō)明其曳引能力較高、可靠性較好。這種槽形在電梯曳引輪上應(yīng)用最多。

（2）V型繩槽

從（c）、（e）式可知，f與P均為槽型角γ的函數(shù)。對(duì)于γ的取值，既要提高f，又要控制P，但對(duì)于電梯而言，任何情況下，γ值不應(yīng)小于35°。磨損后的V型槽，雖然應(yīng)按（d）式計(jì)算f，但f值比常規(guī)帶切口的半圓型繩槽的f值小，且隨著磨損的進(jìn)行而逐漸變小。這是因?yàn)椋孩佴萌≈递^小，初始磨損后，對(duì)應(yīng)的切口角β較小，因而，f值較小。②由于γ角的存在，隨著磨損的進(jìn)行，對(duì)應(yīng)的切口角逐漸減小。

隨著γ的減小，f與P增大，磨損加劇。這種磨損使曳引繩中心下移即曳引輪節(jié)徑D變小。隨著D的變小，P進(jìn)一步變大，結(jié)果繩槽截面因磨損變?yōu)榘雸A型切口繩槽，當(dāng)量摩擦系數(shù)很快下降。

雖然V型槽的兩側(cè)，對(duì)曳引繩產(chǎn)生很大的擠壓力，曳引繩與繩槽的接觸面積小，接觸面的單位壓力（比壓）大，曳引繩變形大，曳引繩與繩槽間具有較高的當(dāng)量摩擦系數(shù)，可以獲得很大的驅(qū)動(dòng)力。但這種槽形的范圍受到限制，只在輕載、低速電梯上應(yīng)用。

3曳引輪使用注意事項(xiàng)

雖然本文從理論上分析了各主要型式繩槽的應(yīng)用場(chǎng)合，但在實(shí)際應(yīng)用中，各種磨損依然會(huì)出現(xiàn)，為了減少磨損量，延長(zhǎng)曳引輪的使用壽命，平時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）實(shí)際上如果各繩槽的耐磨性、硬度及節(jié)圓直徑不一致時(shí)，所造成的磨損量很明顯也不一致。因此應(yīng)嚴(yán)格控制曳引輪的各項(xiàng)性能指標(biāo)在國(guó)標(biāo)規(guī)定的范圍內(nèi)。

（2）應(yīng)調(diào)整各曳引繩的張緊力，使其相互的差值在5%范圍內(nèi)。

（3）在電梯運(yùn)行過(guò)程中檢查發(fā)現(xiàn)繩槽磨損超差

時(shí)，必須更換或重新加工曳引輪，調(diào)整各鋼絲繩的張緊力使其基本一致。