浅谈电梯曳引轮的轮槽磨损原因及其检验

2022-06-15沈洪宇朱谦李欣

中国设备工程 2022年11期

沈洪宇，朱谦，李欣

（嘉兴市恒泰特种设备检测有限公司，浙江嘉兴 314000）

曳引式电梯主要是通过曳引驱动方式来升降电梯，提高运输的便利性，因此，在人们的生活中经常利用曳引式电梯。但是，长时间使用曳引式电梯，轮槽很容易产生磨损问题，如果没有采取维护措施和处理措施，将会影响电梯使用的安全性。电梯管理维护人员需要检测电梯曳引轮轮槽磨损，采取针对性的维护措施，保障电梯运行过程的安全性。

1 概述曳引式电梯

当前，高层建筑中广泛利用曳引式电梯，曳引式电梯运行过程中，主要是利用主机驱动轮槽摩擦力，为电梯运行提供动力，曳引式电梯的主要部分为曳引机，在曳引机一端引轮上连接钢丝绳，因此连接悬吊轿厢，并且在另外一端悬挂对重装置。在实际与进行阶段，曳引轮和钢丝绳之间会产生摩擦力，从而为电梯运行动力，促使电梯稳定运行。如果电梯曳引轮轮槽发生磨损问题，将会引发电梯事故，并且在电梯运行中具有较高的发生频率。通过分析电梯的结构，电梯主要包括机械装置和电气装置以及安全装置等，主要是利用曳引系统为电梯运行提供动力，因此，曳引系统直接关系到电梯运行安全性。

曳引轮主要通过曳引机牵拉作用，因此增加电梯的动力，钢丝和凹槽之间产生摩擦力，电梯因此运行。曳引机主要包括曳引轮和减速器以及发电机等部分，在电梯运行中发挥着重要的作用。通常情况下，曳引轮直径尺寸是曳引钢丝绳长度的40倍以上，最佳范围是曳引钢丝绳长度的45～55倍，可以保障电梯运行的稳定性。此外，也要避免发生长度过长的情况，否则，将会提高曳引机的重量，从而影响减速器的使用效果。曳引机结构主要包括内轮同和外轮圈，利用铰制螺栓连接二者，因此形成整个曳引轮结构。在外轮结构中，设置曳引筒的轮槽切削设施，形状主要包括U形槽和V形槽，不同轮槽也具有不同的性质，例如，应用U形槽的过程中可以发挥出更好的摩擦力，可以更好地发挥出曳引轮的使用作用。

图1 曳引轮

2 电梯曳引轮轮槽磨损原因

2.1 正常工作原因

（1）磨粒磨损：因为钢丝绳表面存在硬微凸的结构，或者存在锈蚀产物等，因此，在运动摩擦阶段将会挤压轮槽表面，引发轮槽材料损失。（2）表面疲劳磨损：在高应力作用下，曳引轮和钢丝绳接触表面之间反复摩擦变形，从而产生疲劳裂纹，经过长时间的拓展，将会剥落轮槽表面的小块材料，产生麻点状的损伤。

2.2 材料质量不合格

应用电梯曳引轮的过程中轮槽发生磨损问题，主要是因为材料质量不合格，同时，将会增加处理难度。因为电梯曳引轮轮槽工作环境比较复杂，再加上轮槽使用频率比较高，如果无法保障材料质量，不利于满足长久磨损要求，因此增加了安全隐患。电梯曳引轮轮槽发生磨损问题，并且超过了承载值，将会引发安全隐患，例如，发生冲顶或者溜车等问题。此外，加工和搭配电梯曳引轮轮槽材料的过程中，因为没有严格遵守相关技术标准，同时没有落实国家相关规范，将会提高磨损速度，引发严重的问题。

2.3 钢丝绳受力不均匀

在电梯曳引轮轮槽运行阶段，如果没有保障钢丝绳受力的均匀度，将会引发电梯曳引轮轮槽磨损问题。首先，对比电梯曳引轮轮槽数量，钢丝绳布置数量比较少，将会影响钢丝绳受力的均匀性。一些高层建筑在建设过程中，为了降低整体施工成本，减少电梯曳引轮的钢丝绳数量，从而影响钢丝绳受力的均匀性，引发严重的磨损问题。此外，钢丝绳选用类型不合理，或者电梯维保工作不合理，将会保障钢丝绳在前期受力的均匀性，但是，无法保障后期受力的均匀性，最终引发电梯曳引轮轮槽磨损问题，同时无法解决这一问题，需要更换新的电梯曳引轮。

2.4 曳引钢丝绳和曳引轮绳槽不匹配

曳引轮绳槽主要包括半圆形槽和V形槽以及半圆形带切口槽，对比半圆形操作，半圆形带切口槽具有更大的摩擦系数，同时，对比V形槽，半圆形带切口槽的磨损程度通常比较小，即使绳槽发生磨损问题，也可以保持较高的摩擦系数，可以保障电梯运行的安全性，因此，当前电梯中主要是利用带切口的半圆槽。如果选择的曳引钢丝绳不匹配曳引轮绳槽，将会影响曳引钢丝绳进出的平滑度，并且会产生弹跳问题，加剧绳槽磨损问题，降低电梯乘客的舒适度。无齿轮曳引机的曳引比通常是2:1，将会增加电梯反绳轮和钢丝绳的数量，加剧系统配置的复杂性。同时，曳引轮的直径比较小，将会加剧绳槽磨损，曳引轮的使用寿命因此受到影响。

2.5 使用维护原因

电梯运行超载：在使用电梯的过程中，存在超载运行和高频率运行情况，将会加速磨损电梯曳引轮轮槽。电梯维护措施不合理，新旧混用曳引钢丝绳，也会加速磨损电梯曳引轮轮槽。一些维护人员缺乏工作责任人，或者工作水平比较低，没有及时发现并且处理发生问题的钢丝绳和轮槽，不断增加磨损量之后将会引发安全问题。

3 电梯曳引轮轮槽磨损的检验方法

3.1 目视法

目视法是比较常用的检查方法，主要是根据检查人员的工作经验判断电梯曳引轮轮槽的磨损程度，分析电梯曳引轮轮槽表面的光滑性，确定电梯曳引轮轮槽磨损问题是否导致钢丝绳接触到槽底部，可以判断钢丝绳工作面的高度差异。在电梯曳引轮轮槽中，不同钢丝绳工作面具有显著的差异，如果钢丝绳在缆绳槽最高点和牵引轮外圆表面间隙高度较大，牵引轮不会产生明显的磨损问题，通过目测方式可以判断明显的磨损，如果无法确定磨损情况，需要利用其他检查方式验证试验牵引能力。

3.2 角尺+塞尺法

利用角尺+塞尺法的过程中，在牵引轮的端面接近直尺的直角边，同时，向最高钢索对应其他直角边的牵引轮直径方向，最后利用卷尺测量剩下的钢丝最高点和每尺之间的间隔，例如，利用不均匀的磨损测量电梯曳引轮轮槽的直径差，首先去除钢丝绳，随后根据轮槽尺寸合理选择标准滚柱，再在各个绳槽内卧入同一型号的标准滚柱，因此确定最大间隙，从而确定轮槽磨损的最大高度差，有利于判断磨损程度。结合滚柱检测方法，在出厂检查过程中可用于检测轮槽加工质量，在电梯现场检测中利用，但是，整体检测效率比较低。

3.3 专用深度尺检验法

在测试过程中，在轮槽上表面抵住一起主体，通过移动主尺带动测量头，从而测量不同电梯曳引轮轮槽的磨损度。利用深度尺检验法可以利用电子深度尺，整个仪器比较小，同时可以灵活地操作，有利于提高工作效率。测量不同截面形状的轮槽，需要更换针对性规格的测量头，因此降低了这一方法的通用性。利用这类仪器可以检测电梯曳引轮轮槽的磨损深度尺寸，但是无法检测出轮槽切口宽度和轮槽角度等。

3.4 规塞式工装测量法

利用规塞式工装测量法，需要利用曳引轮槽规塞式测量辅助装置，例如，包括曳引轮的保持架和规塞式测试仪表以及测量杆。在实际工作中调节测量杆高度，可以同时测量轮槽宽度和轮槽深度以及切口上宽度等。利用规塞式工装测量法可以测量多个电梯曳引轮轮槽磨损尺寸信息，同时，可以保障测试精确度。因为不可以调整保持架的安装孔间距，如果需要改变轮槽间距和曳引轮厚度，需要利用新的保持架，从而影响装置通用性。

3.5 声发射判断法

声发射判断法可以在线测试各种磨损情况的电梯曳引轮轮槽的声发射信息，因此获取磨损状态信号，根据特征信号建立电梯曳引轮轮槽磨损状态识别模型，这是一种在线评估方法，具有较高的自动化，但是，无法评估曳引轮失效磨损量等尺寸。

3.6 非接触检验法

检测电梯曳引轮轮槽磨损失效状况的过程中利用激光三角法位移测量原理，工作人员通过利用计算机分析软件提取轮槽各种特征尺寸信息，因此，分析曳引能力，激光三角法位可以保障测距精度，同时具有较高的工作效率，有利于实现自动化检测工作，利用这种方法不会破坏轮槽表面，同时可以保障检测进度。

4 电梯曳引轮轮槽磨损检验优化对策

4.1 完善检验方案

检验电梯曳引轮轮槽的过程中，需要不断完善检验方案。一方面，需要定期检验电梯曳引轮轮槽磨损问题，因为高层建筑的人流量比较大，电梯运输压力比较大，将会加剧电梯曳引轮轮槽磨损程度，定期开展电梯曳引轮轮槽检测工作，相关工作人员需要详细地记录相关数据和信息，及时解决电梯曳引轮轮槽的问题，避免出现隐患问题。另一方面，需要科学的部署和实施检测工作，停止电梯曳引轮轮槽运行后再开展检测工作，要注意提前通知状态检测工作，避免乘客在不知情的情况下误入，进一步提高电梯曳引轮轮槽检测工作的安全性。

判断电梯曳引轮轮槽的磨损程度，首先，需要测量挡绳设备和槽中曳引钢丝绳的间距，间距通常情况下需要小于0.5倍的钢丝绳直径，在空载情况下，曳引轮外端吊线要向内偏斜2mm以内，在满载情况下开展吊线，向外偏斜也要在2mm以内。

在检查曳引轮轮槽形状的过程中，需要检查轮槽是否发生过度磨损，如果出现触底情况，说明改变了曳引轮轮槽的形状。如果轮槽磨损超过4mm，需要及时更换曳引轮。

4.2 注意事项

首先，开展电梯曳引轮轮槽检测工作的过程中，不能随意地中断检测工作，通过开展持续性的检测工作，可以保障检测结果的科学性，避免发生疏漏问题。其次，需要提高检验人员的专业性，在模拟特殊工作情况开展检验工作，因此获得正确的结果。最后，需要完善电梯曳引轮轮槽检测体系，加强技术研究，深入把控内外环境，为以后工作提供基础。

4.3 曳引轮更换路程

（1）采取防护措施，进入轿顶轴，在顶层运行电梯，设置起吊吊带和手拉葫芦。（2）及时切断电源，并且要挂牌上锁。（3）将钢丝绳起吊夹板安装在机房中。（4）起到轿厢，将曳引轮的曳引钢丝绳移出，因此消除曳引轮的曳引力，将限速器和安全钳拉起后，在导轨上固定轿厢。（5）拆除电梯曳引轮的防护罩，首先，拆除固定螺栓；其次，在电梯曳引轮上拆装工艺孔中旋入拆卸的螺栓，并且在曳引轮拆卸夹具上固定液压千斤顶，通过液压千斤顶顶住曳引轮轴后，可以缓慢地顶出曳引轮。（6）有序安装新的曳引轮和防护罩。（7）复位曳引钢丝绳。（8）将钢丝绳起吊夹板拆除，随后移出手拉葫芦。（9）在试运行阶段，工作人员需要检测曳引轮和主机的运行情况，确定没有任何问题后可以实现电梯正常运行。