王維善

（青海中特檢特種設(shè)備檢測(cè)有限公司，青海西寧 810000）

0 引言

我國(guó)是電梯使用大國(guó)，據(jù)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局2018年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2018年12月31日，我國(guó)電梯的在冊(cè)數(shù)量已達(dá)到了627.83 萬(wàn)余臺(tái)，這其中絕大部分是曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯。曳引輪是曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯的一個(gè)重要部件，它對(duì)于電梯的使用安全和乘坐舒適性能具有重要影響。由于電梯的運(yùn)行特點(diǎn)，曳引輪的磨損是不可避免的。在日常檢驗(yàn)工作中，發(fā)現(xiàn)曳引輪非正常磨損導(dǎo)致使用壽命下降的情況已經(jīng)不在少數(shù)，這不但影響電梯的乘坐舒適感，甚至導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此了解曳引輪的設(shè)計(jì)、安裝、檢驗(yàn)和維護(hù)應(yīng)遵循的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和容易出問(wèn)題的環(huán)節(jié)，對(duì)于曳引輪的保護(hù)具有重要意義。

1 電梯曳引輪安全監(jiān)管、使用管理的現(xiàn)狀

曳引輪是電梯維護(hù)保養(yǎng)、定期檢驗(yàn)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。依據(jù)TSG T 7001—2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則—曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》，對(duì)曳引輪的定期檢驗(yàn)有3 個(gè)方面：①曳引輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)平穩(wěn)，沒(méi)有異常聲響和振動(dòng)；②曳引輪外側(cè)面應(yīng)涂成黃色；③曳引輪繩槽應(yīng)保持完好，無(wú)嚴(yán)重磨損，當(dāng)磨損嚴(yán)重到影響電梯的曳引能力時(shí)，要做曳引能力驗(yàn)證試驗(yàn)[1]。目前，新裝電梯的曳引輪一般都是由電梯制造廠統(tǒng)一配置，廠家會(huì)選擇合格的合作供應(yīng)商，這在很大程度上保證了曳引輪的質(zhì)量。而一旦更換曳引輪后就很難保證新更換的曳引輪與電梯完美搭配，這包含2 個(gè)因素：①曳引輪本身的質(zhì)量問(wèn)題；②安裝質(zhì)量問(wèn)題。在日常檢驗(yàn)中經(jīng)常碰到曳引輪非正常磨損導(dǎo)致使用壽命下降的情況，有必要對(duì)曳引輪的損壞狀況、原因和損壞發(fā)展速度及其對(duì)電梯安全所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)合曳引輪強(qiáng)度分析和損壞發(fā)展速度等方法，加強(qiáng)對(duì)電梯曳引輪的維護(hù)檢查，確保電梯使用安全。

2 曳引輪的相關(guān)要求

曳引輪作為電梯最重要的傳動(dòng)部件，對(duì)電梯的安全性和乘坐舒適性具有重要影響，國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于其制造材料、制造工藝等都具有相關(guān)規(guī)定。

2.1 材料要求

曳引輪不但要承受轎廂、載重量、配重等裝置的全部重量載荷，還要承擔(dān)電梯運(yùn)行過(guò)程中的動(dòng)載荷，因此，其材料要求有良好的綜合機(jī)械性能，如強(qiáng)度高、韌性好、耐磨、耐沖擊，最常見(jiàn)的材料是QT60-3 球墨鑄鐵[2]。但近年來(lái)有研究人員發(fā)現(xiàn)，采用ADI 等溫淬火球墨鑄鐵QTD900-8 和QTD1050-6 具有良好的綜合性能，且對(duì)鋼絲繩具有一定的保護(hù)作用，因此QTD900-8、QTD1050-6 將會(huì)越來(lái)越多的運(yùn)用于曳引輪的制造中。

2.2 加工工藝要求

為保持足夠的摩擦力，曳引輪的繩槽面的粗糙度應(yīng)不低于Ra6.3 μm，硬度應(yīng)為HB200 左右，同時(shí)，為防止不均勻變形，同一輪上的硬度應(yīng)接近，硬度相差應(yīng)不大于HB15。

2.3 結(jié)構(gòu)要求

曳引輪繩槽尺寸與鋼絲繩應(yīng)是匹配的，一般為半圓槽或半圓切口槽中，槽深（不含切口）一般比鋼絲繩半徑大1～2 mm，槽底圓弧的半徑比鋼絲繩半徑大0.25～0.3 mm。

2.4 繩槽形狀

繩槽形狀與曳引繩和曳引輪之間的摩擦力密切相關(guān)，直接關(guān)系到曳引力的大小和曳引輪的壽命。常見(jiàn)的繩槽形狀有半圓槽、帶切口的半圓槽、V 形槽，有研究表明U 形槽不但有穩(wěn)定的曳引能力，而且對(duì)鋼絲繩的運(yùn)行壽命也起到一定的保護(hù)作用，因此，越來(lái)越多地運(yùn)用于電梯中。

3 影響曳引輪壽命的主要因素

引起曳引輪非正常磨損的原因主要有以下6 個(gè)方面。

3.1 曳引輪的材料問(wèn)題

隨著電梯制造技術(shù)的發(fā)展，永磁同步無(wú)齒輪曳引機(jī)逐步取代傳統(tǒng)的曳引機(jī)，電梯生產(chǎn)廠家多采用減小曳引輪直徑的方法來(lái)適應(yīng)現(xiàn)在小機(jī)房的設(shè)置。曳引輪的直徑減小后，在設(shè)計(jì)上應(yīng)選用硬度值更高的材料來(lái)制造曳引輪，比如QT700。但是有的制造商還是在使用原有標(biāo)準(zhǔn)的材料來(lái)制造曳引輪，導(dǎo)致曳引輪使用壽命降低。

3.2 曳引輪的加工工藝不達(dá)標(biāo)

曳引輪在制造過(guò)程中，由于槽面的硬度有差異、節(jié)圓半徑不一、輪槽形狀偏差、槽面的加工粗糙度低于Ra6.3 μm 等，都是影響曳引輪使用壽命的因素。比如，各槽的節(jié)圓直徑的差異，導(dǎo)致鋼絲繩在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生滑動(dòng)，繩槽的磨損加劇，從而使曳引輪的壽命降低。

3.3 曳引輪的槽形不符合要求

曳引機(jī)的制造商通常會(huì)通過(guò)加大曳引繩槽下切口角、使用V 形繩槽等方法來(lái)提高曳引能力。比如，在檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有的曳引輪其繩槽的下切口角β 達(dá)到甚至超過(guò)110°，槽的角度值γ也達(dá)到極限角度25°，這些設(shè)計(jì)都已超出GB 7588—2015《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中有關(guān)曳引輪角度的限值。這些不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的包角、下切口角、V 形槽角等的設(shè)計(jì)都對(duì)電梯運(yùn)行過(guò)程的摩擦不利，必然會(huì)影響曳引輪和鋼絲繩的使用壽命[3]。

3.4 曳引繩的張力調(diào)整不規(guī)范

當(dāng)采用2∶1 繞繩方式時(shí)，若使用直徑較細(xì)的曳引鋼絲繩，應(yīng)該及時(shí)調(diào)整鋼絲繩的張力，保證均勻。當(dāng)鋼絲繩的根數(shù)較多時(shí)，鋼絲繩的張力調(diào)整起來(lái)更為困難。保持張力差均勻的目的在于，當(dāng)張力差較大時(shí)，受力較大的一根或幾根鋼絲繩將對(duì)曳引輪繩槽產(chǎn)生更為嚴(yán)重的摩擦，從而縮短曳引輪的壽命。建議在維保時(shí)，加強(qiáng)對(duì)鋼絲繩張力的檢測(cè)，或直接加裝在線檢測(cè)裝置，以盡可能地保持張力均勻。

3.5 曳引輪的安裝不符合要求

電梯首次安裝時(shí)，由于安裝人員的不負(fù)責(zé)任或疏忽導(dǎo)致曳引輪安裝的垂直度不符合要求，一般要求垂直度偏差≤±2 mm，否則會(huì)導(dǎo)致纏繞在曳引輪上的鋼絲繩各張力不同，然后發(fā)生3.4項(xiàng)所說(shuō)的情況。

3.6 外部傷害

如果電梯安裝現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有對(duì)電梯部件存放進(jìn)行規(guī)范管理，曳引輪未加裝保護(hù)措施而隨意擺放，容易發(fā)生磕、碰、砸等情況。曳引輪在露天風(fēng)吹、日曬、雨淋，表面和繩槽面容易粘附硬質(zhì)雜物，如果在安裝前不清理干凈，粘附物會(huì)硌傷曳引輪繩槽，造成磨損，從而影響曳引輪的使用壽命。

4 曳引輪磨損的檢測(cè)方法

實(shí)時(shí)對(duì)曳引輪的磨損程度進(jìn)行檢測(cè)，可以了解曳引輪的磨損情況，以及對(duì)電梯的使用安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，經(jīng)過(guò)多年的研究和探索，通過(guò)電梯檢驗(yàn)實(shí)踐和查閱相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)出以下7 點(diǎn)常用的電梯曳引輪磨損檢測(cè)方法。

4.1 目視法

目視法是檢驗(yàn)人員最常用的曳引輪磨損程度檢測(cè)方法，它需要一定的電梯檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和理論分析基礎(chǔ)。在檢驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)觀察曳引輪的狀況直接判斷曳引輪是否符合繼續(xù)使用的條件，主要的觀察點(diǎn)有：曳引輪的輪槽表面是否光滑，鋼絲繩是否接觸槽底，各鋼絲繩在輪槽的表面是否高度一致，鋼絲繩和曳引輪外圓面的縫隙高度是否符合要求等。目視檢查無(wú)法對(duì)磨損量進(jìn)行度量，只能為是否需要采用其他檢測(cè)方法進(jìn)行提供大致參考。

4.2 角尺和塞尺配合測(cè)量法

角尺和塞尺配合測(cè)量法的操作流程為：將角尺的直角邊緊貼住曳引輪的端面，另一條直角邊沿曳引輪徑向抵住最高的鋼絲繩，最后使用塞尺一一測(cè)量其他鋼絲繩與角尺之間的間隙，用間隙大小作為度量輪槽不均勻磨損的物理量。這種方法沒(méi)有考慮鋼絲繩直徑大小不一給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)的影響，作為此方法的改進(jìn)，也有以標(biāo)準(zhǔn)滾柱代替鋼絲繩來(lái)測(cè)量的，但是此方法僅適用于出廠檢驗(yàn)，用于現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)測(cè)量的較少，其效率也較為低下。

4.3 塑膜法

采用塑膜造型的方式，將輪槽的形狀以1∶1 的方式復(fù)制出來(lái)，通過(guò)所復(fù)制的塑膜可觀察輪槽的磨損情況，同時(shí)測(cè)量其輪槽的特征尺寸。這種方法的創(chuàng)新點(diǎn)在于，將不便測(cè)量的尺寸通過(guò)“復(fù)制”的方式轉(zhuǎn)化為便于測(cè)量的尺寸，檢驗(yàn)過(guò)程也較為直觀，但是其缺點(diǎn)是檢驗(yàn)效率較低。

4.4 規(guī)塞式工裝測(cè)量法

規(guī)塞式工裝測(cè)量法是湖州特種設(shè)備檢測(cè)研究院電梯檢驗(yàn)人員陳本瑤首次設(shè)計(jì)提出并用于實(shí)踐檢驗(yàn)的（圖1）。該裝置由保持架和規(guī)塞式測(cè)試儀表和測(cè)量桿組成。通過(guò)該測(cè)量裝置，可以一次性測(cè)量出輪槽寬度、輪槽深度、切口上寬度等多個(gè)參數(shù)信息，且測(cè)量結(jié)果的精度較高。該方法的缺點(diǎn)是保持架上的孔間距不能任意調(diào)節(jié)，當(dāng)曳引輪的槽距或者輪厚改變時(shí)，需要重新制作工裝裝置，通用性較差。

圖1 規(guī)塞式工裝測(cè)量裝置

4.5 專(zhuān)用深度尺檢驗(yàn)法

專(zhuān)用深度尺檢驗(yàn)法是由成都市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院李繼波等人所開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的（圖2），測(cè)試時(shí)候，將儀器主體抵住輪槽表面，移動(dòng)主尺帶動(dòng)測(cè)量頭逐個(gè)測(cè)量各輪槽深度。該儀器的特點(diǎn)是示值顯示直觀，可以直接讀出；且儀器較為小巧，操作簡(jiǎn)單、效率高。它的缺點(diǎn)是測(cè)量頭的通用性較差，不同截面的輪槽需要更換不同規(guī)格的測(cè)量頭，再則只能測(cè)量輪槽深度而無(wú)法測(cè)量輪槽切口寬度和磨損狀況等特征尺寸。

圖2 專(zhuān)用深度尺檢驗(yàn)法

4.6 聲發(fā)射檢測(cè)法

聲發(fā)射檢測(cè)法是由沈陽(yáng)特種設(shè)備檢測(cè)研究院電梯檢驗(yàn)人員孫悅首次提出的。采用聲發(fā)射的方法，對(duì)于運(yùn)行過(guò)程中的曳引輪施加聲發(fā)射信號(hào)，通過(guò)對(duì)不同磨損狀況的曳引輪的特征信號(hào)進(jìn)行歸納總結(jié)，建立磨損狀態(tài)信號(hào)特種識(shí)別譜，再將實(shí)際測(cè)量的特征信號(hào)與圖譜相比較，評(píng)估磨損狀態(tài)。其屬于在線評(píng)估的方法，自動(dòng)化程度雖然較高，其可靠性和適用性尚在驗(yàn)證之中。

4.7 非直接接觸全參數(shù)測(cè)量法

非直接接觸全參數(shù)測(cè)量法由陳建勛等人提出，他們將激光引入到輪槽磨損情況的檢測(cè)中，通過(guò)與之相配合的計(jì)算機(jī)軟件可以得出輪槽深度、切口角度、輪槽角度、切口寬度等全參數(shù)特征尺寸，同時(shí)還能得出曳引能力等信息。該方法最大的優(yōu)勢(shì)在于其精度高且自動(dòng)化程度強(qiáng)，預(yù)計(jì)得到極大的推廣和運(yùn)用。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)電梯曳引輪的設(shè)計(jì)、安裝、檢驗(yàn)和維護(hù)過(guò)程中應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行分析，同時(shí)總結(jié)和介紹了曳引輪磨損的幾種檢測(cè)方法，全過(guò)程監(jiān)控曳引輪的使用質(zhì)量，對(duì)于減少電梯事故和保障人們生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。