一种曳引电梯钢丝绳张力调节装置的设计

2021-12-31张交通孟国刚张炜祎王俊卿

中国科技纵横 2021年21期

张交通孟国刚张炜祎王俊卿

（绍兴市特种设备检测院，浙江绍兴 312000）

0.引言

单台电梯的曳引钢丝绳数量为2根及2根以上，电梯钢丝绳承载绝大多数电梯悬挂重量，在电梯使用过程中，多跟绳结构性伸长会出现不一致，即钢丝绳之间出现张力不匀现象。GB 7588-2003 第9.5.1条的要[1]以及 GB/T10060-2011《电梯安装验收规范》第5.5.1.9 条的规定，即悬挂钢丝绳或链条的一端至少应设有一个调节装置来平衡各绳或链的张力，任何一根钢丝绳或链的张力与所有绳或链之张力平均值的偏差均不大于5%[2]。日常维护保养中，钢丝绳张力不均主要靠维保工人的熟练经验把握并进行调节，费时费力且准确性较差。目前市场上已有多种成熟的钢丝绳张力测量仪器，在此基础上增加一套自动调节装置，能够实现钢丝绳张力的精确调节。

1.设计目的

电梯是我们日常生活中最重要的垂直运输交通工具。钢丝绳承受着轿厢、对重以及乘客的重量，其安全可靠性尤为重要。钢丝绳张力不匀有多种危害：张力较大的钢丝绳会对曳引轮槽形成较大的压应力，加剧曳引机轮槽的磨损，降低曳引轮使用寿命；张力不均易引起钢丝绳嵌入曳引机轮槽深浅程度不一致，进而导致钢丝绳运行线速度不同，甚至引发“窜绳”“脱槽”等现象；张力不匀会增加钢丝绳间相互磨损的可能性，降低钢丝绳使用寿命，严重者甚至引起钢丝绳间缠绕；电梯运行平稳性降低，乘坐时会产生顿挫感，影响乘坐舒适度[3]。

一旦钢丝绳出现张力不均，而又未被及时发现处理，随着曳引钢丝绳磨损的不断加剧，其滑移量也会逐渐增大，这就会给电梯的安全运行造成非常大的隐患，甚至可能导致事故的发生。因此设计一种电梯钢丝绳自动调节装置，降低用梯风险显得十分有必要。

2.装置结构

2.1 基本原理（见图1）

本文的设计方案是通过调节电梯绳头组合处的螺母来实现钢丝绳张力的调节，钢丝绳张力传感器安装于电梯钢丝绳上。电梯钢丝绳张力传感器可以检测每根钢丝绳的张力值，计算采集的相关数据，检测任何一根钢丝绳张力与所有绳张力平均值的偏差是否超过5%，将自动调节装置安装于电梯绳头位置。钢丝绳张力传感器的数值通过无线传输的方式传输到控制及计算装置中，通过反馈的数据来判断是否需要调节张力，一旦钢丝绳张力误差超过5%，控制系统对自动调节装置发送指令，控制其内部的电机对电梯钢丝绳的绳头螺母自动进行松紧度调节，与此同时钢丝绳张力传感器的实时数据传输到自动调节装置中，当张力误差值在规定范围内时，停止调节工作，最终达到每根钢丝绳的张力一致，实现全自动电梯钢丝绳张力调节。

2.2 整体结构

每根钢丝上都装有一个张力传感器，自动调节装置安装在绳头组合处，调节电机用于螺母调节，传感器将所感受的压力信号转换成电信号传递给控制电路。电梯钢丝绳张力自动调节装置整体结构图如图2所示。

图2 整体结构示意图

2.3 自动调节装置（见图3）

图3 自动调节装置示意图

自动调节装置采用多路可调节位置电机[4]（可根据电梯钢丝绳数量选定），螺母调节头适用于调节钢丝绳的绳头螺母。整套装置通过控制装置对钢丝绳张力传感器无线传输的数据进行分析，超出规定范围后自动调节装置工作，实现电梯钢丝绳绳头螺母的自动调节。通过张力测试仪实时传输数据，最终使得每根电梯钢丝绳的张力一致，该装置大大减少了人力，同时增加了电梯钢丝绳每根的张力值的一致性。

2.4 常见钢丝绳张力传感器

这种钢丝绳张力传感器，包括压杆、支撑座、顶压组件、电机和控制电路，压杆与顶压组件同轴设置，且压杆固定在支撑座的上部，顶压组件设于支撑座的下部，顶压组件能够沿其轴线运动，以使顶压组件与压杆之间的钢丝绳处于张紧状态，压杆的两端对称设有压力传感器，压力传感器与控制电路电性连接，压力传感器将所感受的压力信号转换成电信号传递给控制电路，从而实现对钢丝绳张紧力的测量，如图4所示。

图4 钢丝绳张力传感器

2.5 控制终端

整套设备采集数据传输至手机或平板控制终端，便于携带，通过WiFi无线传输，终端上实时显示各钢丝绳张力分布偏差情况。根据GB/T 10060-2011《电梯安装验收规范》中5.5.1.9至少应在悬挂钢丝绳或链条的一端设置一个自动调节装置，用来平衡各绳或链间的张力，使任何一根绳或链的张力与所有绳或链之张力平均值的偏差均不大于5%。终端程序以钢丝绳张紧力采集的数据进行科学计算后给绳头调节器下达调整指令，引导调节装置进行钢丝绳调整，达到检测钢丝绳张紧力并根据实际情况对钢丝绳进行调整的目的。