曳引式电梯轮槽磨损及其检验检测探析陈成华

曳引式电梯轮槽磨损及其检验检测探析陈成华

陈成华

广东省特种设备检测研究院珠海检测院广东珠海519000

摘要：电梯在现代建筑中发挥重要作用。曳引式电梯通过刚性导轨运行，因为曳引式电梯自身结构形式，导致其在具体应用中，轮槽易被磨损。轮槽遭受磨损后，当无法合理控制时，一定会影响电梯可靠性及安全性，甚至发生严重安全事故。具体分析了曳引式电梯轮槽磨损及其检验检测方法，希望为电梯的应用提供可行性参考。

关键词：曳引式；轮槽磨损；检验检测

前言

电梯的升降运行通常使用曳引方式来驱动，在规定楼层内进行固定式升降，运送乘客到选定的层站，满足人们在生活中快速、平稳、安全的出行需要。而曳引式电梯在长期使用中因为各种因素的影响，会导致电梯曳引轮的轮槽受到磨损。如果不能及时有效维护受损的绳轮，电梯运行质量下降，安全性能差，严重时会增加安全事故发生的频率。因此一定要加大电梯检验检测力度，及时发现电梯轮槽严重磨损的隐患，找出相应的防范措施，保证电梯可靠安全运行。

1.曳引式电梯的工作原理

按驱动方式不同，电梯分为曳引驱动和强制驱动方式，由于曳引驱动方式优势突出，如运行平稳、安全、节能等优点，不受提升高度影响，短时间就能控制电梯速度，这是电梯产品中大多采用的驱动方式。曳引式电梯工作原理就是使用曳引机来驱动，实现电梯轿厢的升降。钢丝绳悬挂于曳引轮轮槽当中，两端分别与轿厢和对重相连，曳引机通过轮槽和钢丝绳的摩擦力，驱动电梯钢丝绳从而让轿厢上升或下降。而曳引式电梯轮槽容易磨损，必须进行定期的检验检测工作。

（图1：工作原理图）

电梯是一种机电一体化产品，融合了机、电、智能化等部件，审视不同构建部分功能发现，其被划分为曳引驱动系统、轿厢、对重、门系统及安全保护装置等。不同系统借助电气控制智能化调度，相互之间协同工作，确保电梯的安全运行。在上述系统中曳引系统驱动着电梯，这是电梯运行的重要部分，曳引系统的构成包括曳引机、钢丝绳、导向轮与反绳轮等，曳引轮通过轮槽与钢丝绳二者相互的摩擦力来让电梯上升或下降，实现电梯的运行。

轮槽位于曳引机上的曳引轮，曳引钢丝绳与曳引轮上轮槽之间存在摩擦力，通过这种摩擦力来传递动力，曳引轮被安装在减速器的蜗轮轴上。曳引轮材料以QT60-2球墨铸铁居多，性能优异，如强度大、耐冲击等。曳引轮的组成包括两部分，外面制成轮圈式轮槽切削位于轮圈上，外轮圈与内轮筒套装，同时使用铰制螺栓组合成一个曳引轮整体[1]。

曳引轮轮槽形状有三种。①半圆槽：半圆槽与曳引绳接触面积大，曳引绳变形小，而该轮槽当量摩擦系数小。半圆槽普遍用于反绳轮、导向轮的轮槽。②凹形槽（带切口的半圆槽）：带切口+圆槽，曳引绳与轮槽接触面积减小，部分楔入沟槽中，增加当量摩擦系数及曳引能力。这种槽形使得摩擦系数大，又使曳引绳磨损小，更多应用于电梯曳引轮上。③V型槽：V形槽的两侧很大程度挤压曳引绳，曳引绳和轮槽接触面积小，曳引绳变形大，而该轮槽的槽形与曳引绳容易磨损。这种槽形仅应用于轻载及低速电梯上，曳引绳磨损小的优点使其更多应用于电梯中。

（图2：V型槽）

从设计角度来讲，曳引系数增大代表了电梯整体性能的提升。但要在考虑工作状况的同时，也要满足安全性的要求，在设定值一定的情况下，使用和维护的不到位原因引起的曳引系数变大，可能会导致安全隐患的出现。

2.曳引式电梯轮槽磨损的原因

在电梯检验当中，经常发现因为曳引轮的磨损而存在安全隐患，一般需要更换新的曳引轮，使得电梯维护成本增加，带来安全风险影响电梯正常运行。曳引轮比较多见的失效模式往往包括曳引轮轮槽的非正常磨损，这种磨损往往涵盖不均匀磨损、凹坑等。曳引轮产生这种磨损时需要对曳引轮轮槽进行维修，当磨损超过一定程度就要更换新的曳引轮。引起曳引轮非正常磨损一般有下述几种原因。

①材料选用不合理，加工质量不符合要求。如12.7mm与13mm直径钢丝绳非常容易混淆，结构、强度级是否与要求不一致。未达到规定牌号的强度极限，耐磨性较差。曳引轮轮槽需要选用优质的材质，要求耐冲击及强度高等。当加工质量不符合要求，选取的材料不恰当均会引起轮槽的非正常磨损。

②钢丝绳与曳引轮轮槽不相匹，使得轮槽与钢丝绳产生很大磨损。钢丝绳与轮槽切口角不匹配，产生加速磨损，钢丝绳的直径与曳引轮轮槽大小不匹配，在具体检测中往往发现，钢丝绳进出曳引轮轮槽粗糙，出现弹跳，严重时会损坏轮槽，使轿厢处于摇晃当中，舒适感差，原因在于钢丝绳宽度比曳引轮轮槽要宽，各钢丝绳不能较好对应轮槽相对偏差[2]。

③钢丝绳受力不均匀，使得曳引轮径向受力存有差异，导致轮槽磨损不均匀。电梯在运转当中，曳引轮两端钢丝绳张力都要均匀，不然对轮槽磨损构成影响。如张力不均，点的受力大小不一样，弹性最差的点直接决定电梯的最大载重量。

④钢丝绳直径不一致，曳引电梯一般由多根钢丝绳驱动，使用时间长磨损超标后，多根钢丝绳要同时更换，如果只更换其中磨损最严重或断股的一根，就会引起新换上的绳直径与旧绳不一致，加速轮槽磨损。

3.曳引式电梯轮槽磨损严重对电梯安全的影响

①曳引轮轮槽磨损比较严重时，会影响电梯乘坐的舒适度。如某电梯

曳引轮直径660mm，电梯在垂直方向的升降距离为30m，中间层站不同钢丝绳张力大体相符，当有一个轮槽磨损1.6mm，如果不考虑钢丝绳滑移，当曳引轮转一圈，相比其他几根钢丝绳，该钢丝绳移动距离差在10.1mm以上。为补偿这一行程，这根钢丝绳在运行过程中会出现非常大的弹性伸缩，同时借助绳头板引起轿厢的振动。因为这根钢丝绳在很大范围内承受着交变载荷，所以非常容易产生磨损、断丝，导致安全系数降低，因为这种影响，使得在运行过程中，轿厢抖动很大程度上降低了乘坐舒适度。

②曳引轮轮槽磨损严重曳引能力下降，电梯满载运行时容易打滑，电梯停层时不平层，会发生电梯门未关好就往下滑行，出现剪切伤人事故。

③在电梯年检时，会出现100%载荷运行不正常，进行125%超载运行无法提起或者下行紧急制动失效的现象。

4.曳引式电梯轮槽磨损的检验

①曳引轮槽磨损检验。着重检查曳引轮槽内钢丝绳的下沉量。一般该下沉量有一个非常高的要求，如果在规定数值上限外，说明曳引轮槽磨损较重，需要进行更换。曳引轮槽的均匀磨损很重要，从理论层面上看，曳引轮槽的非均匀磨损一般是不会出现的，如果产生此种情况，会影响到电梯稳定性及安全性，为此，如果曳引轮发生不均匀磨损，就要及时查找原因[3]。

具体检验中需要做到下述几点：曳引轮外侧面需要涂成黄色，曳引轮轮槽不得出现严重磨损情况，当轮槽磨损对曳引能力会产生影响时，需要进行曳引能力验证试验。曳引轮轮槽严重磨损的判断依据包括以下几点：有钢丝绳磨损到接触轮槽底部；轮槽上钢丝绳工作面高度差在4mm以上。从曳引式电梯检验规则不难发现，在具体检验过程中需要严格遵照检验规则，认真检查曳引轮槽磨损状况。

②钢丝绳检查。钢丝绳磨损和变形检查，在检查过程中，观察钢丝绳直径变细状况，同时还要使用游标卡尺测量绳径。检查钢丝绳断丝，如过载断丝、磨损断丝、剪切断丝、扭结断丝、断股等检查，根据需要分段抽测，或用钢丝绳探伤仪全长检测。钢丝绳张力的测量，用拉力计测量曳引绳张力均匀度的状况。曳引钢丝绳的报废，钢丝绳断丝数要在报废标准内，选取各部位中6d或30d长度内，目测检查钢丝绳断丝数。

③空载和超载试验，为曳引轮槽运行情况提供了一种有效的途径，让电梯分别处于空载运行与超载运行中，同时观察电梯运行速度，留意电梯运行状态。且采用切断制动电源的方式来检验电梯特殊状况，当电梯能够紧急制停，同时轿厢不应受到损伤，说明曳引轮槽磨损没有超出范围。对电梯进行反复启动、运行和停止的可靠性试验，在通电持续40%条件下，运行半小时。

5.总结

曳引式电梯作为现代高层建筑不可缺少的一部分，电梯轿厢在曳引轮与钢丝绳作用下做上下反复运动，曳引式电梯在运行当中，轮槽的磨损对电梯稳定性及安全性产生重要影响。分析影响曳引式电梯轮槽非正常磨损的因素，科学合理地检验检测电梯轮槽，合理使用测量法，合理评判曳引轮的轮槽磨损程度，指导电梯维保及管理工作，确保电梯安全平稳运行，防止安全事故的发生。

参考文献：

[1]刘炳玉.探析曳引式电梯的轮槽磨损及其检验预防[J].工程技术：引文版，2016（4）：00008-00008.

[2]毛程.分析曳引式电梯轮槽磨损及其检验检测方法[J].大科技，2017，（23）：224-225.

[3]陈曦.电梯制动器性能检测方法的研究[J].工程技术：全文版，2016（12）：00270-00270.