鄭伯鑫

（深圳市特種設(shè)備安全檢驗研究院，廣東 深圳 518114）

鋼絲繩潤滑狀態(tài)對電梯曳引力的影響分析

鄭伯鑫

（深圳市特種設(shè)備安全檢驗研究院，廣東 深圳 518114）

在曳引式電梯中，鋼絲繩承載著轎廂的全部重量，且電梯主要依靠曳引輪與鋼絲繩的摩擦力來實現(xiàn)往返運動。因此，為了保證電梯運行的安全性，應(yīng)加強(qiáng)對鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)，以保持鋼絲繩良好的潤滑狀態(tài)。本文依據(jù)GB 7588-2003的規(guī)定，分析鋼絲繩潤滑狀態(tài)對電梯曳引力的影響，從而提出鋼絲繩的正確維護(hù)保養(yǎng)建議。

曳引式電梯；曳引力；鋼絲繩；潤滑

鋼絲繩是按一定的規(guī)則將滿足力學(xué)性能要求的鋼絲捻制成螺旋狀的鋼絲束及其由繩芯、潤滑脂、制繩鋼絲組成。其中，常用的制繩鋼絲較多，如不銹鋼絲、優(yōu)質(zhì)碳素鋼絲及鍍鋅（鋁合金）鋼絲等。在曳引式電梯中，作為關(guān)鍵的承重元件，鋼絲繩的潤滑狀態(tài)直接關(guān)系到電梯的安全運行，因此應(yīng)做好鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)工作。但從目前情況來看，某些電梯維保單位并未認(rèn)清開展鋼絲繩維護(hù)保養(yǎng)工作的重要性，如在鋼絲繩上涂抹黃油，導(dǎo)致鋼絲繩打滑及轎廂失控蹴底；未定期保養(yǎng)鋼絲繩，導(dǎo)致鋼絲繩生銹及使其與曳引輪的摩擦力變大。本文依據(jù)GB 7588-2003，簡要闡述鋼絲繩潤滑狀態(tài)對電梯曳引力的影響。

1 曳引力的理論分析

圖1所示為曳引式電梯的傳動原理圖。

圖1 曳引式電梯的傳動原理圖

如圖1，曳引式電梯是借助曳引鋼絲繩與曳引輪的摩擦力，以使曳引機(jī)從旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)成轎廂直線運動，進(jìn)而讓轎廂停在指定樓層，其中鋼絲繩曳引力的作用最為關(guān)鍵。對此，GB7588-2003的規(guī)定，電梯曳引力應(yīng)滿足下列條件：一是在載重額定載荷的125%時，轎廂處在平層狀態(tài)且不打滑；二是在任一緊急制動情況下，滿載或空載轎廂的減速度都比緩沖器作用時的減速度?。蝗菍χ卦诰彌_器上且在電梯上行方向上，曳引力繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，空載轎廂不能被提起。

1.1 帶切口槽的半圓形繩槽

半圓形繩槽的當(dāng)量摩擦系數(shù)f滿足方程式：

式中，β表示下部切口的角度值；γ表示繩槽的角度值；μ表示摩擦系數(shù)。

1.2 V形槽

（1）在轎廂裝載與緊急制停工況下，未硬化處理、硬化處理的槽的當(dāng)量摩擦系數(shù)f分別滿足下列方程式：

（2）在轎廂滯留工況下，未硬化處理、硬化處理的槽的當(dāng)量摩擦系數(shù)f都滿足下列方程式：

綜上分析，電梯曳引力的槽型會對當(dāng)量摩擦系數(shù)f產(chǎn)生一定的影響。但倘若未按要求維護(hù)保養(yǎng)鋼絲繩，則摩擦系數(shù)μ的值會發(fā)生改變。

2 鋼絲繩潤滑狀態(tài)對電梯曳引力的影響

現(xiàn)場測試結(jié)果顯示，鋼絲繩在經(jīng)過黃油潤滑后，其與鑄鐵的摩擦系數(shù)μ為0.05，而在干燥生銹后，與鑄鐵的摩擦系數(shù)μ變?yōu)?.3。在這一摩擦條件下，為了深入研究其是否滿足不同工況下電梯的曳引力要求，本文以一臺1000kg客梯為例展開討論，具體參數(shù)如下：轎廂自重M=1550/kg、額定速度v=2.50m/s、額定載重Q=1000kg、平衡系數(shù)k=48%、提升高度H=96.8m、鋼絲繩的倍率r=2、鋼絲繩的根數(shù)n1=7根、鋼絲繩單位長度的重量q1=0.347kg/m、補償繩的根數(shù)n2=2根、補償繩單位長度的重量q2=2.23kg/m、隨性電纜根數(shù)n3=1根、隨性電纜單位長度的重量q3=1.18kg/ m、繩輪上鋼絲繩的包角α=159/2.775、曳引輪半圓槽的開口角γ=30/0.524、曳引輪半圓槽下部的切口角β=105/1.833。據(jù)此分別進(jìn)行如下計算。

2.1 摩擦系數(shù)μ=0.05時

當(dāng)鋼絲繩與曳引輪的摩擦系數(shù)μ=0.05時，按下列步驟進(jìn)行計算：

步驟一：運用當(dāng)量摩擦系數(shù)方程式算出當(dāng)量摩擦系數(shù)f1=0.108，其中，β=105°，γ=30°，f=2.16。

步驟二：算出ef1α=1.35。

步驟三：在轎廂裝載工況下，電梯曳引力T1=16023N、T2=12064N，則T1/T2=1.33＜1.35，表明當(dāng)摩擦系數(shù)μ=0.05及載重額定載荷的125%的轎廂處在最底層時，鋼絲繩在曳引力上不會出現(xiàn)滑移或打滑現(xiàn)象。

步驟四：在緊急制動工況下，電梯曳引力T1=12993N、T2=9467N，其中電梯減速度α=0.5，T1/T2=1.37＞1.35，表明當(dāng)摩擦系數(shù)u=0.05及空載轎廂在緊急制動工況下處在最高層時，鋼絲繩在曳引力上會出現(xiàn)滑移或打滑現(xiàn)象，注意緊急制動工況下轎廂的制動減速度α=0.5m/s2。

步驟五：在轎廂滯留工況下，曳引力T1=9976N、T2=2303N，則T1/T2=4.33＞1.35，表明當(dāng)摩擦系數(shù)μ=0.05、對重在緩沖器上及空載轎廂在滯留工況下時，鋼絲繩在曳引輪上可能出現(xiàn)滑移或打滑現(xiàn)象，亦或說當(dāng)對重在緩沖器上及曳引輪在電梯上行方向上繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，將不會提升空載轎廂。

綜上，當(dāng)鋼絲繩與曳引輪的摩擦系數(shù)μ=0.05時，在裝載與轎廂滯留工況下，鋼絲繩在曳引輪上不會打滑，而在緊急制動工況下時，與規(guī)范要求不符。因此，在鋼絲繩維護(hù)保養(yǎng)中，在鋼絲繩上慎用黃油，以防鋼絲繩打滑而引起轎廂蹴底。

2.2 摩擦系數(shù)μ=0.3時

當(dāng)鋼絲繩與曳引輪的摩擦系數(shù)μ=0.3時，按下列步驟進(jìn)行計算：

步驟一：運用當(dāng)量摩擦系數(shù)方程式算出當(dāng)量摩擦系數(shù)f2=0.648。

步驟二：算出ef2α=6.04。

步驟三：在轎廂裝載工況下，T1/T2=1.33＜6.04，表明當(dāng)摩擦系數(shù)μ=0.3及載重額定載荷的125%的轎廂處在最底層時，鋼絲繩在曳引力上不會打滑。

步驟四：在緊急制動工況下，T1/T2=1.37＜6.04，表明當(dāng)摩擦系數(shù)μ=0.3及空載轎廂在緊急制動工況下處在最高層時，鋼絲繩在曳引輪上不會打滑。

步驟五：在轎廂滯留工況下，T1/T2=4.33＜6.04，表明當(dāng)摩擦系數(shù)μ=0.3、對重在緩沖器上及空載轎廂在滯留工況下時，鋼絲繩在曳引輪上不會打滑，亦或說亦或說當(dāng)對重在緩沖器上及曳引輪在電梯上行方向上繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，將會提升空載轎廂。

綜上，當(dāng)鋼絲繩與曳引輪的摩擦系數(shù)μ=0.3時，在裝載與緊急制動工況下，鋼絲繩在曳引輪上不打滑，而在轎廂滯留工況下，與規(guī)范要求不足。因此，電梯維保單位務(wù)必做好鋼絲繩的定期維護(hù)保養(yǎng)工作，以保持其良好的潤滑狀態(tài)，從而保證電梯的安全運行。

3 討論

前文從理論、實踐的角度分析了鋼絲繩潤滑狀態(tài)對電梯曳引力的影響。研究表明，鋼絲繩潤滑狀態(tài)是影響電梯安全運行的重要因素，其警示電梯維保單位做好鋼絲繩的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，具體可從下列方面著手開展。

（1）及時清洗鋼絲繩表面積聚的油污和灰塵，以防在轎廂裝載工況下，引起鋼絲繩打滑。

（2）在選用鋼絲繩潤滑脂時，保證其具有一定的摩擦系數(shù)及較強(qiáng)的滲透性能、粘附性能。

（3）采取下列方法對鋼絲繩進(jìn)行潤滑保養(yǎng)：方法一是拆下鋼絲繩，并浸泡在80～100℃的潤滑油中約2～4h；方法二是直接用刷子在鋼絲繩上涂刷潤滑劑，注意對于Φ12mm的鋼絲繩，建議每隔2周涂刷約1kg的潤滑脂；方法三是用專業(yè)的潤滑設(shè)備來潤滑鋼絲繩。在實際應(yīng)用中，究竟采用何種潤滑方法或潤滑劑，通常按制造廠方的規(guī)定進(jìn)行。

但從目前的情況來看，因鋼絲繩潤滑狀態(tài)不佳而引起的電梯安全事故頻發(fā)，而電梯維保單位卻并未完全認(rèn)識到鋼絲繩潤滑的重要性。對此除了采取正確的方法進(jìn)行鋼絲繩潤滑以外，電梯維保單位及參與維護(hù)保養(yǎng)的人員都應(yīng)從思想上重視對鋼絲繩潤滑狀態(tài)的檢查，并通過理論知識的學(xué)習(xí)、實踐經(jīng)驗的積累，加強(qiáng)對電梯鋼絲繩進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

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TU857

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1671-0711（2017）06（下）-0090-02