一起电梯空载曳引能力试验失效的实例分析

陈增强 马奇达 沈 健（绍兴市特种设备检测院 绍兴 312071）

一起电梯空载曳引能力试验失效的实例分析

陈增强 马奇达 沈 健
（绍兴市特种设备检测院 绍兴 312071）

根据一起实例，从钢丝绳与曳引轮槽的匹配、轮槽磨损及钢丝绳与曳引轮包角三方面的因素，进行计算分析并找出了引起曳引力变化的原因。得出了在设计值符合国标的情况下，由于安装、使用、维护的不到位也会导致曳引系数的增大的结论，并提了相关几点改进建议。

钢丝绳 轮槽 包角 曳引力

1　基本情况介绍

2014年4月，检验人员对一住宅小区进行了电梯年检。该小区电梯已使用3年，前期物业已退出，维保单位也终止了电梯保养服务；现由接手物业公司提出年检申请。至此，该小区电梯处于保养不及时、不到位，甚至脱保的状况。在对机房检测中，检验人员发现机房地面、轮槽、挡绳装置处存在大量红色粉末；轮槽及地面处存有半固状物质。

随后，检验人员按照TSG T7001—2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》的要求进行了空载曳引能力试验。试验结果发现：电梯轿厢在过了极限位置一段距离后仍继续上行，未出现钢丝绳在曳引轮上打滑现象，而对重侧钢丝绳已松弛。检验人员立即停止试验，然后对电梯进行了检查。到负一楼打开层门后发现：对重完全压在缓冲器上，而对重钢丝绳则已从滑轮中脱出。按TSG T7001—2009的要求对重完全压在缓冲器上后，曳引机应当不能提升空载轿厢，而试验时仍能进一步提升空载轿厢，应为曳引力过大所致［1］。下文笔者将对该电梯的曳引系统进行计算验证，并分析出现该试验结果的原因。

2　曳引系数设计值验证

根据GB/T 7588—2003《电梯制造与安装安全规范》附录M规定，曳引力应满足：

用于轿厢滞留工况（对重压在缓冲器上，曳引机向上方向旋转）

式中：

e ——自然对数的底；

T1、T2——曳引轮两侧曳引绳拉力；

f——当量摩擦系数；

α——钢丝绳在曳引轮上的包角。

2.1电梯及曳引系统具体参数

根据制造单位提供的设计资料，得到以下数据：该电梯为无齿轮曳引式客梯，型号为：TZJ800/1.75-JXW，17层17站17门，曳引比为2:1，曳引轮绳槽为带切口的半圆槽，γ=35°，β=96°。具体参数如下：

P——空轿厢及其支承的部件质量，1100.0kg；

Q——额定载重量，800kg；

V——额定速度，1.75m/s；

a——运行加（减）速度，0.70m/s2；

ψ——平衡系数，0.450；

H——电梯的提升高度，48.3m；

α——包角，155.0°；

r——钢丝绳倍率，r=2；

Ns——钢丝绳的根数，Ns=5；

dr——钢丝绳直径，10mm；

qmsr——钢丝绳单位长度重量，0.347kg/m；

nc——补偿链的数量，nc=2；

Qmcr——补偿链单位长度的重量，1.735kg/m；

Nt——随行电缆数量，Nt=1

Qmtrav——随行电缆单位长度重量，1.250kg/m；

W2——补偿链悬挂质量

W3——随行电缆悬挂质量

2.2曳引力校核

轿厢滞留工况时（空轿厢在顶层）的曳引力计算：

故：T1/T2=7.743

据设计值γ=35°，β=96°，且轿厢滞留工况：μ=0.2，

说明电梯出厂时设计的曳引系数是符合要求的。

3　失效原因分析及计算

根据上文计算，T1/T2由设计值已经确定，且该电梯在使用过程中轿厢、对重的质量未发生变化，忽略钢丝绳磨损的质量变化，因而T1/T2为一定值。在正常情况下，曳引系数efα也应由设计值确定，但经现场观察发现，曳引轮和钢丝绳存在磨损现象，且轮槽存有大量半固状物质。在实际情况中，应该考虑这些现象的存在对滞留工况下的当量摩擦系数f及钢丝绳在曳引轮上包角α的影响［2］。因此，笔者将从现场观察发现的几个现象着手，对空载曳引力试验失效的原因进行分析及计算。

3.1绳径大于轮槽直径

根据现场勘查，发现在曳引轮槽内、挡绳装置处及曳引机地面处存在大量红色铁屑氧化物，即钢丝绳存在磨损情况。同时实测钢丝绳直径最大值dMAX为10.6mm，最小值dMIN为10.0mm。查GB 8903—2005《电梯用钢丝绳》中钢丝绳允许偏差值，得直径为10mm的钢丝绳，其尺寸为10（与实测值接近）；若轮槽直径为10，则钢丝绳尺寸较绳槽尺寸大0.6mm（最大值），这就形成了不匹配的情况（见图1）。

图1　带切口的半圆槽

当绳径较绳槽直径大时，绳与绳槽的接触虽为半圆槽，但其接触位置不在半圆槽的下部，而在上部，甚至离开半圆槽上部，而在槽角的γ直线段，半圆槽将失去作用，而实际上却完全相当于V形槽，使比压增大很多，磨损加快，且使efα增大很多［3］。

按照V型槽当量摩擦系数计算公式：

式中：μ=0.2，γ=35°，α ???e

此时仍符合要求，满足打滑条件。

3.2曳引轮槽磨损

如果再考虑曳引轮槽磨损导致γ变小的因素，笔者取γ磨=32e（γ原=35e）。

得：

式中：μ=0.2，γ磨=32°，α=155e

此时仍符合要求，满足打滑条件。

3.3包角α增大

现场笔者发现，导向轮轴承处存在黄油油污，轮槽及地面处存有大量半固状物质。其推测是：导向轮轴承处加注黄油过量，运行时甩到钢丝绳上，而钢丝绳经过曳引轮时又将黄油粘在曳引轮槽上，由于该电梯长时间未进行正常保养，一段时间后黄油与灰尘凝固成半固状物质附在曳引轮槽上，造成钢丝绳与曳引轮槽的接触面积增大，进而使包角α增大，使得efα增大。取α′=165e。

式中：μ=0.2，γ磨=32°，α′=165e

则不满足打滑条件，会出现轿厢“冲顶”的情况。

4　结束语

本案中，由于曳引钢丝绳径与轮槽直径不匹配（绳径大于槽径），使得曳引力增大，同时比压增大，加快了轮槽磨损，使得γ变小，再者轮槽内存在的黄油半固状物质造成包角α增大，最终导致 efα＞T1/T2，造成这台电梯空载曳引能力试验不合格。可见，在设计值符合国标的情况下，由于安装、使用、维护的不到位也会导致曳引系数的增大，甚至出现安全隐患。

因此，笔者建议：

1）选配钢丝绳、曳引机（轮）时，要选择正规厂家，选用质量稳定、尺寸控制严格的产品；

2）整机安装完毕后，按照GB 8903—2005推荐的测量方法，在额定载荷下，于井道中部测量钢丝绳的实际直径，看是否匹配；

3）定期使用清洁剂或溶剂清洗轮槽表面油污，避免油泥过多过厚；同时要定期用毛刷或软铁刷清洁钢丝绳表面；

4）维保人员要关注钢丝绳和轮槽的磨损情况，定期测量钢丝绳直径，适时调整钢丝绳张力，观测是否有落槽现象［4］。

［1］ 唐跃林.关于空载曳引力试验检验方法及结果判定地探讨［J］.电梯工业，2011，12（01）：19-20.

［2］ 于克勇，李青，张国华.曳引式电梯钢丝绳打滑原因分析［J］.金属制品，2012，38（06）：41-47.

［3］ 叶穆.关于电梯曳引绳与曳引轮绳槽的匹配问题的讨论［J］.电梯工业，2006，7（04）：4-5.

［4］ 贾建华，丁国林.电梯曳引功能失效原因分析及预防措施［J］.机电信息，2014，（27）：51-52.

［5］ TSG T7001—2009 电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯［S］.

［6］ GB/T 7588—2003 电梯制造与安装安全规范［S］.

［7］ GB 8903—2005 电梯用钢丝绳［S］.

［8］ 唐跃林，陈杰，蒲晒，等.电梯空载曳引力试验的本质安全检验［J］.中国特种设备安全，2011，27（09）：14-15+46.

［9］ 王文水，韩树新.电梯曳引力计算中摩擦系数的选择［J］.中国特种设备安全，2008，24（06）：28-29.

Instance Analysis of the Failure Test of No-load Traction Capacity of Elevator

Chen Zengqiang Ma Qida Shen Jian
(Shaoxing Special Equipment Testing Institute Shaoxing 312071)

According to the case, the reason of traction capacity change is found through calculating and analyzing three factors including the match between wirerope and traction concave-groove, the abrasion of concavegroove, the cornerite between wirerope and traction wheel. Designing under GB, the conclusion shows that the traction coefficient will increase because of poor installation, using and maintenance. Some improvement suggestions are given.

Wirerope Concave-groove Cornerite Traction capacity

X941

B

1673-257X（2016）07-0044-03

10.3969/j.issn.1673-257X.2016.07.011

陈增强（1983～），男，本科，工程师，从事机电类特种设备检验工作。
（

2015-11-22）