电梯曳引轮有关问题的探讨

王维善

（青海中特检特种设备检测有限公司，青海西宁 810000）

0 引言

我国是电梯使用大国，据国家市场监督管理总局2018年统计数据显示，截至2018年12月31日，我国电梯的在册数量已达到了627.83 万余台，这其中绝大部分是曳引与强制驱动电梯。曳引轮是曳引与强制驱动电梯的一个重要部件，它对于电梯的使用安全和乘坐舒适性能具有重要影响。由于电梯的运行特点，曳引轮的磨损是不可避免的。在日常检验工作中，发现曳引轮非正常磨损导致使用寿命下降的情况已经不在少数，这不但影响电梯的乘坐舒适感，甚至导致事故的发生。因此了解曳引轮的设计、安装、检验和维护应遵循的法规标准和容易出问题的环节，对于曳引轮的保护具有重要意义。

1 电梯曳引轮安全监管、使用管理的现状

曳引轮是电梯维护保养、定期检验的重点环节。依据TSG T 7001—2009《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯》，对曳引轮的定期检验有3 个方面：①曳引轮运转时应平稳，没有异常声响和振动；②曳引轮外侧面应涂成黄色；③曳引轮绳槽应保持完好，无严重磨损，当磨损严重到影响电梯的曳引能力时，要做曳引能力验证试验[1]。目前，新装电梯的曳引轮一般都是由电梯制造厂统一配置，厂家会选择合格的合作供应商，这在很大程度上保证了曳引轮的质量。而一旦更换曳引轮后就很难保证新更换的曳引轮与电梯完美搭配，这包含2 个因素：①曳引轮本身的质量问题；②安装质量问题。在日常检验中经常碰到曳引轮非正常磨损导致使用寿命下降的情况，有必要对曳引轮的损坏状况、原因和损坏发展速度及其对电梯安全所产生的风险进行评价，结合曳引轮强度分析和损坏发展速度等方法，加强对电梯曳引轮的维护检查，确保电梯使用安全。

2 曳引轮的相关要求

曳引轮作为电梯最重要的传动部件，对电梯的安全性和乘坐舒适性具有重要影响，国家相关标准对于其制造材料、制造工艺等都具有相关规定。

2.1 材料要求

曳引轮不但要承受轿厢、载重量、配重等装置的全部重量载荷，还要承担电梯运行过程中的动载荷，因此，其材料要求有良好的综合机械性能，如强度高、韧性好、耐磨、耐冲击，最常见的材料是QT60-3 球墨铸铁[2]。但近年来有研究人员发现，采用ADI 等温淬火球墨铸铁QTD900-8 和QTD1050-6 具有良好的综合性能，且对钢丝绳具有一定的保护作用，因此QTD900-8、QTD1050-6 将会越来越多的运用于曳引轮的制造中。

2.2 加工工艺要求

为保持足够的摩擦力，曳引轮的绳槽面的粗糙度应不低于Ra6.3 μm，硬度应为HB200 左右，同时，为防止不均匀变形，同一轮上的硬度应接近，硬度相差应不大于HB15。

2.3 结构要求

曳引轮绳槽尺寸与钢丝绳应是匹配的，一般为半圆槽或半圆切口槽中，槽深（不含切口）一般比钢丝绳半径大1～2 mm，槽底圆弧的半径比钢丝绳半径大0.25～0.3 mm。

2.4 绳槽形状

绳槽形状与曳引绳和曳引轮之间的摩擦力密切相关，直接关系到曳引力的大小和曳引轮的寿命。常见的绳槽形状有半圆槽、带切口的半圆槽、V 形槽，有研究表明U 形槽不但有稳定的曳引能力，而且对钢丝绳的运行寿命也起到一定的保护作用，因此，越来越多地运用于电梯中。

3 影响曳引轮寿命的主要因素

引起曳引轮非正常磨损的原因主要有以下6 个方面。

3.1 曳引轮的材料问题

随着电梯制造技术的发展，永磁同步无齿轮曳引机逐步取代传统的曳引机，电梯生产厂家多采用减小曳引轮直径的方法来适应现在小机房的设置。曳引轮的直径减小后，在设计上应选用硬度值更高的材料来制造曳引轮，比如QT700。但是有的制造商还是在使用原有标准的材料来制造曳引轮，导致曳引轮使用寿命降低。

3.2 曳引轮的加工工艺不达标

曳引轮在制造过程中，由于槽面的硬度有差异、节圆半径不一、轮槽形状偏差、槽面的加工粗糙度低于Ra6.3 μm 等，都是影响曳引轮使用寿命的因素。比如，各槽的节圆直径的差异，导致钢丝绳在运行过程中产生滑动，绳槽的磨损加剧，从而使曳引轮的寿命降低。

3.3 曳引轮的槽形不符合要求

曳引机的制造商通常会通过加大曳引绳槽下切口角、使用V 形绳槽等方法来提高曳引能力。比如，在检验过程中发现有的曳引轮其绳槽的下切口角β 达到甚至超过110°，槽的角度值γ也达到极限角度25°，这些设计都已超出GB 7588—2015《电梯制造与安装安全规范》中有关曳引轮角度的限值。这些不符合国家标准规定的包角、下切口角、V 形槽角等的设计都对电梯运行过程的摩擦不利，必然会影响曳引轮和钢丝绳的使用寿命[3]。

3.4 曳引绳的张力调整不规范

当采用2∶1 绕绳方式时，若使用直径较细的曳引钢丝绳，应该及时调整钢丝绳的张力，保证均匀。当钢丝绳的根数较多时，钢丝绳的张力调整起来更为困难。保持张力差均匀的目的在于，当张力差较大时，受力较大的一根或几根钢丝绳将对曳引轮绳槽产生更为严重的摩擦，从而缩短曳引轮的寿命。建议在维保时，加强对钢丝绳张力的检测，或直接加装在线检测装置，以尽可能地保持张力均匀。

3.5 曳引轮的安装不符合要求

电梯首次安装时，由于安装人员的不负责任或疏忽导致曳引轮安装的垂直度不符合要求，一般要求垂直度偏差≤±2 mm，否则会导致缠绕在曳引轮上的钢丝绳各张力不同，然后发生3.4项所说的情况。

3.6 外部伤害

如果电梯安装现场没有对电梯部件存放进行规范管理，曳引轮未加装保护措施而随意摆放，容易发生磕、碰、砸等情况。曳引轮在露天风吹、日晒、雨淋，表面和绳槽面容易粘附硬质杂物，如果在安装前不清理干净，粘附物会硌伤曳引轮绳槽，造成磨损，从而影响曳引轮的使用寿命。

4 曳引轮磨损的检测方法

实时对曳引轮的磨损程度进行检测，可以了解曳引轮的磨损情况，以及对电梯的使用安全状态进行评估，经过多年的研究和探索，通过电梯检验实践和查阅相关文献，总结出以下7 点常用的电梯曳引轮磨损检测方法。

4.1 目视法

目视法是检验人员最常用的曳引轮磨损程度检测方法，它需要一定的电梯检验经验和理论分析基础。在检验过程中，通过观察曳引轮的状况直接判断曳引轮是否符合继续使用的条件，主要的观察点有：曳引轮的轮槽表面是否光滑，钢丝绳是否接触槽底，各钢丝绳在轮槽的表面是否高度一致，钢丝绳和曳引轮外圆面的缝隙高度是否符合要求等。目视检查无法对磨损量进行度量，只能为是否需要采用其他检测方法进行提供大致参考。

4.2 角尺和塞尺配合测量法

角尺和塞尺配合测量法的操作流程为：将角尺的直角边紧贴住曳引轮的端面，另一条直角边沿曳引轮径向抵住最高的钢丝绳，最后使用塞尺一一测量其他钢丝绳与角尺之间的间隙，用间隙大小作为度量轮槽不均匀磨损的物理量。这种方法没有考虑钢丝绳直径大小不一给测量结果带来的影响，作为此方法的改进，也有以标准滚柱代替钢丝绳来测量的，但是此方法仅适用于出厂检验，用于现场检验测量的较少，其效率也较为低下。

4.3 塑膜法

采用塑膜造型的方式，将轮槽的形状以1∶1 的方式复制出来，通过所复制的塑膜可观察轮槽的磨损情况，同时测量其轮槽的特征尺寸。这种方法的创新点在于，将不便测量的尺寸通过“复制”的方式转化为便于测量的尺寸，检验过程也较为直观，但是其缺点是检验效率较低。

4.4 规塞式工装测量法

规塞式工装测量法是湖州特种设备检测研究院电梯检验人员陈本瑶首次设计提出并用于实践检验的（图1）。该装置由保持架和规塞式测试仪表和测量杆组成。通过该测量装置，可以一次性测量出轮槽宽度、轮槽深度、切口上宽度等多个参数信息，且测量结果的精度较高。该方法的缺点是保持架上的孔间距不能任意调节，当曳引轮的槽距或者轮厚改变时，需要重新制作工装装置，通用性较差。

图1 规塞式工装测量装置

4.5 专用深度尺检验法

专用深度尺检验法是由成都市特种设备检验研究院李继波等人所开发设计的（图2），测试时候，将仪器主体抵住轮槽表面，移动主尺带动测量头逐个测量各轮槽深度。该仪器的特点是示值显示直观，可以直接读出；且仪器较为小巧，操作简单、效率高。它的缺点是测量头的通用性较差，不同截面的轮槽需要更换不同规格的测量头，再则只能测量轮槽深度而无法测量轮槽切口宽度和磨损状况等特征尺寸。

图2 专用深度尺检验法

4.6 声发射检测法

声发射检测法是由沈阳特种设备检测研究院电梯检验人员孙悦首次提出的。采用声发射的方法，对于运行过程中的曳引轮施加声发射信号，通过对不同磨损状况的曳引轮的特征信号进行归纳总结，建立磨损状态信号特种识别谱，再将实际测量的特征信号与图谱相比较，评估磨损状态。其属于在线评估的方法，自动化程度虽然较高，其可靠性和适用性尚在验证之中。

4.7 非直接接触全参数测量法

非直接接触全参数测量法由陈建勋等人提出，他们将激光引入到轮槽磨损情况的检测中，通过与之相配合的计算机软件可以得出轮槽深度、切口角度、轮槽角度、切口宽度等全参数特征尺寸，同时还能得出曳引能力等信息。该方法最大的优势在于其精度高且自动化程度强，预计得到极大的推广和运用。

5 结语

对电梯曳引轮的设计、安装、检验和维护过程中应关注的重点问题进行分析，同时总结和介绍了曳引轮磨损的几种检测方法，全过程监控曳引轮的使用质量，对于减少电梯事故和保障人们生命财产安全具有重要意义。