羅國旭

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，福建 福州 350008）

1 前言

近年來，我國電梯產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，人們對(duì)于電梯運(yùn)行的安全性能要求也不斷提高。其中，鋼絲繩張力不均正是制約轎廂安全性能的一個(gè)重要因素，但是在目前實(shí)踐檢驗(yàn)中，完善且便捷實(shí)用的鋼絲繩張力不均的實(shí)時(shí)檢測方法還相對(duì)較缺乏，進(jìn)一步研究鋼絲繩張力實(shí)時(shí)監(jiān)測的方法顯得尤為重要[1]。

2 曳引鋼絲繩張力不均的原因與影響

曳引電梯是轎廂與對(duì)重裝置依靠多根鋼絲繩壓緊在曳引輪上所產(chǎn)生的摩擦力來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的。這就要求每一根鋼絲繩張緊力、運(yùn)行速度必須保持一致，鋼絲繩承受的拉力才相等，這正是提升電梯運(yùn)行安全性能關(guān)鍵所在[2]。

2.1 曳引鋼絲繩張力不均的原因

為滿足曳引條件，鋼絲繩與輪槽接觸之間比壓公式[3]：

圖1 曳引鋼絲繩張力不均磨損曳引輪

以下情況亦可能導(dǎo)致各曳引繩張力不均：

（1）曳引輪節(jié)圓直徑加工精度誤差；

（2）電梯載荷不均，轎廂單側(cè)受力致鋼絲繩單側(cè)長期緊繃狀態(tài)；

（3）曳引鋼絲繩應(yīng)力未完全消除，電梯剛投入使用一段時(shí)間后各鋼絲繩結(jié)構(gòu)性伸長不一致。

3 曳引鋼絲繩張緊力偏差自檢測原理

國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10060-2011《電梯安裝驗(yàn)收規(guī)范》5.5.1.9 項(xiàng)對(duì)曳引鋼絲繩張力的一致性提出要求：至少應(yīng)在懸掛鋼絲繩或鏈條的一端設(shè)置一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，用來平衡各繩或鏈條間的張力，使任何一根繩或鏈的張力與所有繩或鏈之張力平均值偏差不得大于5%[6]。

圖2 鋼絲繩繩頭調(diào)節(jié)裝置

現(xiàn)今絕大部分曳引電梯的鋼絲繩繩頭調(diào)整裝置如圖2所示，利用繩頭組合將鋼絲繩與螺桿連接，再利用彈簧，螺母以及上下鐵板配合固定在槽鋼支架上，鐵板中間裝有壓力傳感器，通過壓縮彈簧的變形伸縮量來判斷對(duì)應(yīng)鋼絲繩的張力變化情況。但實(shí)際檢驗(yàn)案列中經(jīng)常遇到如圖3所示的狀況，即單根鋼絲繩張力過緊，繩頭螺桿下陷嚴(yán)重，而圖4所示的則是張緊力不均導(dǎo)致曳引輪槽磨損嚴(yán)重，引起曳引能力的下降。

圖3 單根鋼絲繩張緊力過緊

圖4 磨損曳引輪

3.1 曳引鋼絲繩張力偏差設(shè)計(jì)原理

文中對(duì)曳引電梯鋼絲繩張力不均監(jiān)測裝置進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)構(gòu)原理如圖5所示，圖中1、9、15為細(xì)鋼絲繩調(diào)緊螺母，2、12、14為螺桿，3、8為L連接板，4為刻度盤，5為打板指針，6細(xì)鋼絲繩，7為導(dǎo)繩輪，10為墊片，11、13為壓縮彈簧，16為反繩輪，17為反繩輪支架。

圖5 鋼絲繩曳引力檢測裝置

依據(jù)胡克定律Fh=k×Δx，算出繩頭固定的彈簧壓縮量，曳引力與鋼絲繩位移變化量成正比，根據(jù)GB 7588-2003附錄M中，可以計(jì)算得到校核符合要求的曳引力再由電梯曳引比得出鋼絲繩繩頭預(yù)緊力并且調(diào)整刻度輪與指針打板的位置，設(shè)定為初始位置。當(dāng)鋼絲繩張力發(fā)生變化時(shí)，得彈簧進(jìn)一步壓縮量通過細(xì)鋼絲繩帶動(dòng)刻度輪旋轉(zhuǎn)，將直線位移1：1的轉(zhuǎn)化為刻度輪的圓弧位移。依據(jù)同心圓原理，刻度輪與刻度盤的半徑比值，將刻度輪圓弧位移放大5倍轉(zhuǎn)化到刻度盤上。

3.2 曳引電梯鋼絲繩張力計(jì)算原理

在GB 7588-2003附錄M中，在以下任何一種情況，曳引力都必須要得到保證。

表1 曳引電梯參數(shù)

4 曳引鋼絲繩張緊力偏差自檢測實(shí)效分析

為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的鋼絲繩張力不均在線檢測裝置的有效性，搭建實(shí)驗(yàn)裝置，其結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。

圖6 曳引鋼絲繩張力不均在線檢測試驗(yàn)平臺(tái)

如圖7所示，利用扭矩扳手設(shè)置調(diào)定每一個(gè)繩頭螺紋預(yù)緊力為100N·m,保證每一根鋼絲繩張力一致，此時(shí)監(jiān)測裝置指針指在刻度盤零刻度處，設(shè)置扭矩扳手值為105N·m，即鋼絲繩的張緊力超過平均值的5%時(shí)，如圖8所示，連接裝置鋼絲繩被繩頭往下拉，帶動(dòng)指針打板5向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并觸碰到檢測開關(guān)，然后將信號(hào)傳輸至控制柜主板，并發(fā)出聲音和燈光預(yù)警信號(hào)，提示維保人員迅速解決故障。即充分驗(yàn)證了該曳引鋼絲繩張力不均在線檢測裝置的可靠性與精確性。

圖7 曳引鋼絲繩張力不均檢測驗(yàn)證扭矩扳手初始狀態(tài)

圖8 曳引鋼絲繩張力不均檢測驗(yàn)證扭矩扳手預(yù)緊狀態(tài)

5 總結(jié)

文中針對(duì)日常檢驗(yàn)案列中曳引鋼絲繩張力不均的問題，結(jié)合曳引鋼絲繩的運(yùn)行狀況和條件，提出了一種新型、在線、定量檢測鋼絲繩張力的檢測系統(tǒng)?？蓪?duì)運(yùn)行過程中的鋼絲繩張力及其變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)排除電梯安全隱患，極大減少電梯運(yùn)行故障率，改善電梯的乘坐舒適感以及延長曳引輪和懸掛鋼絲繩的使用壽命，使電梯的安全性能得到有效保障。