曳引轮轮槽磨损的原因分析及预防措施

郑金标

（福建省特种设备检验研究院泉州分院，福建泉州 362000）

0 引言

电梯为人们的生活带来了巨大的便利，作为机电一体化高度集成的设备，其机械部分主要是基于可靠性进行设计。在实际运行过程中机械部分引起承受的载荷较大而出现磨损、变形等现象。该现象的出现可能导致电梯出现故障或者发生安全事故［1］。据此，做好电梯机械部件磨损的检验分析，尤其是做好电梯曳引轮轮槽磨损的检验工作，及时发现轮槽磨损的原因及现状并做好处理，以规避因曳引轮轮槽磨损带来的安全事故问题。曳引轮作为主要受力部件，其轮槽的磨损可能造成电梯的曳引力不足，使轿厢发生异常抖动进而影响舒适感［2］，甚至可能造成溜梯、冲顶、蹲底等安全隐患，威胁到乘梯人员生命安全［3］。对于电梯而言，曳引轮轮槽作为重要部件，其本身承担了全部的动静载荷的作用。所以，不仅整体要求强度较高，韧性较好，同时也需要具有良好的耐磨损性。所以，其实际的工况就会对电梯的安全性能带来直接的影响［4］。曳引轮作为曳引式电梯的主要受力部件，其承载着整个电梯轿厢的自重和承运重量及对重的重量。

本文简要阐述了曳引轮轮槽与钢丝绳不匹配、轮槽设计与加工等磨损的原因，结合检验碰到的曳引轮轮槽磨损案例从钢丝绳的检验、轮槽的检验及制动试验等方面对轮槽磨损的检验进行分析；在此基础上从曳引轮的选型、安装调整及维护保养等方面对其预防措施进行探讨。

1 曳引轮轮槽磨损的原因分析

1.1 曳引轮槽和钢丝绳不匹配

曳引轮与钢丝绳在日常的电梯运行之中还需要保持匹配度，这样有利于稳定性的提升。但是就实际的调查分析来看，大部分电梯运行阶段，钢丝绳的拉伸导致直径的变小，造成曳引轮轮槽与钢丝绳不匹配的情况，这样就会导致曳引轮槽磨损进一步加速，最终引发电梯故障［5］。

1.2 轮槽设计和材质加工缺陷

现阶段，在很多曳引轮的轮槽设计以及选择材料方面都还存在问题。首先是存在直径的不规则以及不统一的情况［6］。此外，由于精确度方面的影响，所以还无法与实际的要求与规定相互匹配起来，这样就容易导致磨损的进一步加剧。其次，在进行曳引轮生产的进程之后，虽然其制作是按照标准与要求来实施的，但是材料的选择却没有匹配上对应的生产，有以次充好的问题出现，这样就会直接影响到各个方面的性能，同时也无法与电梯的实际需求相互匹配，最后，在铸造与热处理方面，因为有工艺的缺陷存在，这样就导致曳引轮的整体性能会受到极大的影响［7］。

1.3 其他原因

对于曳引轮轮槽磨损情况分析，除了上述因素之外，荷载超重等问题也会产生一定的影响。一旦有荷载超重的情况出现，就会造成钢丝绳两边受力不均匀，进一步加剧轮槽的磨损。同时，伴随着电梯运行距离的不断延长，就会出现更加严重的轮槽磨损等一系列问题的出现［8］。

2 案例分析

2.1 案例一

设备存在的主要缺陷：曳引轮第1个绳槽磨损严重，如图1所示。

图1 轮槽磨损

该电梯投入使用才1年多，正常情况下，曳引轮轮槽不会出现严重磨损，但年检时，发现曳引轮第一个绳槽出现螺旋槽状磨损，且磨损严重。根据现场的情况分析，产生问题的主要原因有：（1）曳引轮轮圈材料一般用QT60-2球墨铸铁制造，硬度为HB200左右，如果曳引轮的材质和物理性能达不到上述要求，或轮槽材质的均匀性、槽面硬度存在差异等，曳引轮就会产生严重磨损；（2）曳引轮安装垂直度超标；（3）曳引钢丝绳张力不均匀，应该是第1个轮槽的钢丝绳与其他曳引绳的张力最大偏差远超过5%，且是正偏差，造成该绳槽比压超过许用比压，从而造成该绳槽快速磨损，因此在调整钢丝绳张力时，应避免个别钢丝绳承受较大张力；（4）曳引绳放绳时，未按规范要求操作，钢丝绳装到曳引轮上后，仍然存在较大的残余扭力。综合以上4个原因，这一批曳引轮轮圈材料存在问题，轮圈材料达不到QT60-2球墨铸铁的产品质量要求，使用单位应对曳引轮轮圈材料进行检测，找出曳引轮出现严重磨损的原因。处理意见：（1）由于曳引轮第1个绳槽磨损已比较严重，应更换曳引轮；（2）在电梯刚投入使用时，由于钢丝绳容易伸长，电梯维保单位应每月调整曳引绳张力，否则当个别钢丝绳承受较大张力时，会造成个别绳槽快速磨损，就要更换曳引轮，给使用单位造成重大经济损失。

2.2 案例二

设备存在的主要缺陷：在定期检验过程中，发现该台电梯曳引轮绳槽磨损严重，存在严重的安全隐患。

造成在用电梯曳引轮绳槽磨损的原因有：（1）曳引轮的材质和物理性能是否达到要求，包括轮槽材质的均匀性、槽面粗糙度和硬度存在差异、轮槽的外形尺寸等；（2）安装调整方面，曳引钢丝绳安装到曳引轮上时，未按照施工工艺进行操作，仍然存在较大的残余扭力；（3）曳引钢丝绳选型，当更换曳引钢丝绳时，应选用原电梯设计要求的同型号同规格曳引钢丝绳；（4）曳引轮两侧钢丝绳的张力差过大和各钢丝绳之间的张力偏差等，造成曳引绳快速磨损。

经现场检查发现：（1）现场5根曳引钢丝绳中仅更换第5根曳引钢丝绳，且为不同型号规格的，摩擦因数不同，造成曳引力不一样，当曳引条件破坏时，产生曳引轮与曳引钢丝绳相对滑动，造成曳引轮绳槽磨损；（2）曳引钢丝绳张力调整不均匀，由于各钢丝绳之间的张力差较大，使得曳引轮各绳槽的比压不同，根据曳引条件公式，若曳引钢丝绳选型不当，当量摩擦因数f也不同，其中某根曳引钢丝绳在曳引轮两边的张力比值累积到破坏曳引条件时，这根滑动的曳引绳相对另外几根曳引绳先达到破坏曳引力的条件而产生打滑，曳引钢丝绳相对曳引轮向前（或向后）打滑，相对绳槽不仅有径向滑动，而且有切向滑动，曳引钢丝绳张力释放，随后另一根先达到破坏曳引力的条件又产生相对曳引轮绳槽打滑磨损，此过程中各曳引钢丝绳的张力不断变化，曳引钢丝绳相对曳引轮绳槽周期性地相对滑动磨损，这是造成曳引轮绳槽和曳引绳快速磨损的主要原因。因此在电梯使用过程中，选用型号规格曳引钢丝绳并保持曳引绳张力的均匀度至关重要，维保单位应定期认真检查调整。

3 曳引轮轮槽磨损的预防措施

3.1 选型

基于钢丝绳本身的结构需求，所以，就可以考虑到在U型曳引轮槽选择中，要求能够实现紧密贴合，能够将接触面尽可能性地扩大，最终由于接触面的问题，其压强会出现相对较低的水平，这一情况下的磨损就会是最小的。另外，考虑到U型槽会降低钢丝绳对于曳引轮槽的比压，这样就会使得曳引能力进一步的降低［9］。所以，为了能够满足曳引力的实际要求，就可以考虑到直接将曳引轮绕绳设置为复绕的形式。基于这一处理，曳引轮与导向轮之间的槽数会得到相对应的增加，其成本也会对应提升。所以，作为生产厂家，基于特殊情况，就会对于设计的具体应用加以考虑。目前，曳引轮槽之中最为常见的是U型带切口，并且在切口的位置上的钢丝绳接触线直接断开之后，就会导致应力相对集中，并且存在比压突变的情况。一般情况下，当切口宽度出现变化之后，也会对应地改变其比压。如果比压偏大，那么摩擦力也会相对应地提升。在曳引轮偏大的时候，可以大幅度地节约设计成本，从而成为厂家首先选择的一种槽型。基于V型槽的使用，还需要合理地选择角度，基于曳引能力的实际匹配，在角度选择之后，就可以实现磨损延缓处理［10］。

3.2 安装调整

在安装电梯的过程中，还需要结合对应的技术规范和工艺要求来进行。安装主机的时候，需要与图纸相互结合起来，确保导向轮的平行度与曳引轮的垂直度能够匹配技术标准要求，特别是曳引轮的垂直度，必须将其误差控制在一定范围内，否则就可能会引起磨边的情况出现，进而直接影响电梯的运行质量。在安装电梯钢丝绳的时候，也需要按照工艺流程的具体需求，在安装过程中，不能出现钢丝绳缠绕、扭曲的问题，进而对于电梯的运行质量造成影响。在钢丝绳安装完成之后还需要调整钢丝绳的张力，如果钢丝绳的张力不匀，会导致钢丝绳受力过大，最终使得曳引轮比压进一步提高，会导致曳引轮槽出现磨损的现象，在运行一段时间之后，往往就会让部分钢丝绳明显地陷入到轮槽之中。所以，这就需要合理地调整钢丝绳的张力，这样就可以实现高、中、低3个层次的调整处理，同时也要求了张力差不能够超过5%，等待一段时间运行之后，还需要针对性地进行调整处理，这样就可以保持良好的钢丝绳的受力情况［11］。

3.3 维护保养

在使用电梯一段时间之后，就需要做好对应的保养与维修，避免曳引轮出现磨损的情况。在实际的处理中，基于钢丝绳受力情况的分析与考虑，一旦有受力不均的情况，就要求可以及时地进行调整，防范出现磨损［12］。一旦磨损不均，还需要及时地做好曳引轮的更换处理，避免磨损进一步恶化问题的出现。在实际的维护与保养过程中，也需要做好钢丝绳表面的及时清理，能够将表面的灰尘、杂质等及时清除，这样就可以满足曳引轮运行环境的改善与优化，同时也可以提高电梯的实际运行质量。

4 结束语

综上所述，针对曳引轮槽磨损而言，其本身属于钢丝绳与曳引轮之间相互作用的结果。为了能够保障电梯的正常运行，本文主要从曳引轮轮槽与钢丝绳不匹配、轮槽设计与加工等方面进行磨损的原因分析，结合检验碰到的曳引轮轮槽磨损案例，从钢丝绳的检验、轮槽的检验及制动试验等方面对轮槽磨损的检验进行分析；在此基础上从曳引轮的选型、安装调整及维护保养等方面对其预防措施进行探讨。为了保证电梯曳引轮的可靠性，降低电梯因为曳引轮轮槽磨损导致的人员伤亡发生，应严格对曳引轮轮槽磨损进行检验和维保保养、提高检验人员对曳引轮轮槽磨损的检验能力。