电梯曳引轮失效模式分析及改进措施

徐旭兵　张杰

[摘要]随着我国城市化进程的不断加深，高层建筑大量建设，电梯作为这些高层建筑的交通工具，电梯的保有量越来越大。电梯的安全运行至关重要，受到广泛关注，随着电梯的长期使用，电梯曳引轮就容易受到磨损。曳引轮的失效直接影响电梯曳引能力，可能造成非常严重后果。本文通过分析电梯曳引式的失效模式及提出相应的改进措施，为电梯曳引轮运行失效问题提供帮助。

[关键词]电梯曳引轮；失效模式；分析；改进措施

0.引言

近年来，随着电梯的大量使用，电梯事故频发让人成为头疼的问题，目前，我国在用的电梯大部分为曳引式电梯，其中曳引轮是曳引式电梯关键部件，如曳引轮失效后果非常严重，为能有效的减少曳引轮失效造成的事故，要加强曳引轮失效模式分析，并对有隐患的地方提出改进措施。

1电梯电引轮

图1所示电梯曳引系统的结构主要由曳引机、导向轮、反绳轮及曳引钢丝绳构成，曳引钢丝绳一端连接对重装置，另一端连接轿厢，导向轮用来调节轿厢和对重的间距，曳引轮是用来嵌挂曳引钢丝绳的轮子，因此也被称为驱绳轮或曳引绳轮，电梯曳引轮在曳引系统的最上端。当曳引轮工作时，主要依靠曳引轮跟曳引钢丝绳之间的摩擦力来轿厢和对重装置的全部悬挂重量，电梯的上下运行过程中，对重装置和驱动轿厢做上下运动，在长期使用过程中就会容易引起曳引轮失效。

曳引轮主要两部分构成，轮筒和轮圈，其中中间为轮筒鼓，外部有绳槽的部分是轮圈，两者通过铰制螺栓连结成一个整体，减速器中蜗轮轴就是曳引轮的轴。曳引机又分无齿轮式和有齿轮式，对于无齿轮曳引机，曳引轮装在制动器的旁侧，但要制动器轴同轴。对于有齿轮曳引机，曳引轮直接装在减速器中的蜗轮轴上即可。

2曳引轮失效模式

2.1曳引轮、轮槽开裂或破损

曳引轮是电梯直接传动钢丝绳的部件，要承受电梯负载、电梯轿厢及其对重装置等这些部件的全部动、静载荷，当设计曳引轮的强度不够或曳引轮本身存在质量问题，容易造成轮槽开裂。当曳引钢丝绳受到突然的冲击载荷时，可能造成钢丝绳从轮槽脱离，造成曳引轮破损。当轮筒和轮圈用铰制螺栓强度不够，造成轮筒和轮圈不能牢固连接，也会造成曳引轮失效。

2.2曳引式電梯轮槽磨损

整个电梯轿厢受到的曳引力是曳引轮槽与曳引钢丝绳之间的摩擦力提供。曳引轮绳槽的磨损就会不可避免，也是电梯曳引轮最为常见的一种失效形式，其中过量磨损及不均匀磨损属于曳引轮的非正常磨损，也会造成直接失效。

曳引轮绳槽的磨损又跟绳槽的结构形式直接相关。在电梯中，应用最为常用见图2的曳引轮绳槽的形状有半圆槽（a）、带切口半圆槽（b）和V形槽（c）。（1）半圆槽，由图可见，曳引绳与绳槽接触面积最大，好处是曳引绳变形小，对应的曳引绳和曳引轮使用寿命长，缺点这种绳槽的摩擦系数低，所能承受的曳引力低，大多用在高速无齿轮曳引机承受载荷小的电梯上（2）带切口半圆槽，是在半圆槽基础上在底部切制一条凹槽。曳引绳与绳槽接触面积变小，但是经试验应用，摩擦系数会大为增加，而且与之配合的钢丝绳的磨损大为减小，目前应用最为广泛。（3）V形槽，接触面积小，优点是摩擦系数大，曳引力比较大，缺点也很明显就是绳槽磨损快，较快容易失效。在电梯中，曳引轮槽磨损中，轮槽的设计不正确是造成磨损严重的一大方面。

在电梯日常使用曳引轮槽磨损，由于电梯上下运行，曳引轮与钢丝绳会反复接触，在轮槽的接触表面既存在弹性因素又存在刚性因素。在这种反复的交变应力作用下，在曳引轮轮槽表面会发生微观变形，随着变形量增加，积累变形会扩展，在曳引轮轮槽表面会出现粒状或片状颗粒，久而久之会导致表面疲劳磨损，造成失效。当曳引钢丝绳对绳槽有相对滑移时也会引起的滑绳槽磨损，电梯载荷过大或轿厢突然掣停时，曳引轮两侧存在张力差造成打滑，经统计，打滑越严重，磨损会越大，造成失效。

当轮槽材质的不均匀时，会造成槽面硬度的差异，或在加工时是节圆半径不一和轮槽形状存在偏差，都会造成曳引轮绳槽的磨损失效。当曳引钢丝绳受力不均匀时，钢丝绳跟绳槽的磨损就会不均匀，电梯长时间运行，曳引轮会失效。

2.3电梯曳引轮腐蚀生锈或者进入杂物时，曳引轮可能转动受阻，产生异响，造成失效。当曳引轮有油污进入时，曳引轮轮槽与钢丝绳直接的摩擦系数变小，造成失效。

3改进措施

3.1在材料及设计工艺等方面的要求，按照国家相关的电梯曳引轮的设计要求，对于不同情况下使用的电梯，采用对应的绳槽结构。材料选择上要选用具有强度大、耐磨损性好、韧性好同时具有耐冲击的特性的材料，如QT60-2球墨铸铁。从工艺上对曳引轮绳槽的工作表面的粗糙度及硬度都要严格要求。

3.2对曳引式曳引轮轮槽磨损的检验

通过观察检查钢丝绳的磨损状况判断曳引轮绳槽的磨损情况，对每个轮槽都要详细测量对比，参照标准数据进行判断，如果存在磨损严重现象，及时进行更换。测量每根曳引钢丝绳所承受的牵引力，求平均牵引力F，当出现牵引力与F值偏差超过5%时，要进一步检测绳槽并对钢丝绳进行调整。

3.3日常检查

检查曳引轮是否有杂物、油污及破损等状况，发现问题，及时解决问题，并建立每部电梯的日常维护档案。

4、总结

电梯曳引轮的失效对电梯曳引能力产生重大影响，会对电梯安全造成严重危险。曳引轮的失效原因有很多，要从各方面进行检验并改进，本文通过分析及提出改进措施，希望能对电梯安全作出帮助。