曳引式电梯轮槽磨损及其检验检测探析

摘要：文章对电梯曳引轮在电梯中的作用进行了阐述；总结了电梯曳引轮在使用过程中容易出现的失效模式，对曳引轮在使用中的磨损情况及磨损原因进行了分析；介绍了电梯曳引轮及其磨损情况的检验方法，提出了检验时应关注的事项；针对电梯曳引轮轮槽易磨损的现象，制定了减小其磨损程度的方法和预防措施。

关键词：电梯；曳引轮；轮槽磨损；电梯检验；特种设备 文献标识码：A

中图分类号：TU976 文章编号：1009-2374（2015）11-0074-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.037

进入21世纪以来，电梯数量成几何级增长，截至2014年11月，我国登记的在用电梯已达300万，增长幅度与速度均处于较高水平。作为八大类特种设备之一，电梯具有特种设备所共有的危险性，同时又具有电梯所独有的特点，比如与人们日常生活联系密切，一旦出现故障会造成恶劣的影响。现阶段我国对电梯等特种设备的安全管理主要采用生产许可、使用登记、依法强制检验等措施，起到了保证电梯安全，降低电梯事故率的作用。就电梯的检验工作而言，目前已经执行得比较到位，定检率一直保持在90%以上，检验中发现的安全隐患一般也能迅速解决。但在检验的过程中，仍然存在着一些经常出现的共性问题，比如曳引轮轮槽易磨损等。本文将从检验检测的角度，就电梯的曳引轮轮槽磨损的问题进行探讨。

1 电梯的发展历程、使用现状及检验情况

电梯从问世至今已经历了一百多年的发展历程，最初的几十年电梯发展较缓慢，属于电梯的雏形阶段，最近二十年为高速发展的阶段，与早期的电梯有了翻天覆地的变化，现在电梯已成为了集声光电等技术于一体的高科技产品。世界上第一台电梯诞生于1889年，由美国奥的斯升降机公司推出的以直流电动机为动力的升降机。1903年出现了曳引式电梯，其适用于长行程运载的特点使之成为了现代电梯的基础。1967研制出了交流调压调速系统，出现了以交流电动机为驱动的电梯。20世纪80年代，随着电子信息技术的发展，出现了交流变频调速系统，研制出了目前广泛使用的变频电梯，使电梯成为了舒适、高效、节能的先进设备。现代电梯向着低噪音、低能耗、高效率、智能化、人性化的方向发展，同时具有高度的安全性和可靠性。

改革开放之前的三十年，我国电梯发展非常缓慢，只有少数的几家电梯制造商生产电梯，全国电梯总数不超过一万台。由于数量较少，发生的事故也不多，使用维护情况较好。进入改革开放之后，国家开始引进外资企业生产的电梯，外资品牌迅速进入中国并垄断了市场，形成了一定的技术壁垒。这段时期电梯数量稳步增长，电梯开始进入普通居民的住宅。最近几年，电梯数量激增，电梯安全事故频出，已引起了社会广泛关注。现阶段我国电梯的使用管理情况不容乐观，中小品牌电梯质量良莠不齐，物业公司对电梯的维护保养不到位，维保单位的技术水平及服务意识有待提高，居民对电梯的安全知识知之甚少。

电梯的检验分为监督检验和定期检验两种。监督检验是指对经安装、大修或改造后拟投入使用的电梯进行验收检验，定期检验是指按照电梯定期检验规程，对在用电梯每年进行一次的法定检验。检验工作由具有相关检验资格的人员按照检验规则进行检验，并判定检验结果，出具检验报告。我们目前的电梯检验主要由当地质监局下属的特种设备检验机构进行，属于属地管理，一般采用使用单位申请检验，检验机构受理后安排检验的工作制度。目前来看，电梯的检验情况执行的较好，定检率一般在90%以上，但也存在着较大的“人机矛盾”，即检验人员的增加与电梯数量的增加不成正比。

2 曳引式电梯及曳引轮简介

根据驱动方式的不同，电梯可以分为曳引驱动电梯、强制（卷筒）驱动电梯、液压驱动电梯等几种类型，其中曳引驱动方式具有安全可靠、提升高度基本不受限制、电梯速度容易控制等优点，其已成为电梯产品中的主流。所谓曳引式电梯，即采用曳引的方式来实现轿厢升降的电梯。在曳引式提升机构中，钢丝绳悬挂在曳引轮绳槽中，一端与轿厢连接，另一端与对重连接，曳引轮利用其与钢丝绳之间的摩擦力，带动电梯钢丝绳继而驱动轿厢升降。其工作原理见图1：

图1

电梯是集机、光、电于一体的高科技产品，从各构件部分的功能上看，可分为曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统八大系统。各系统通过电气控制部分调度，密切协同，保证电梯安全运行。在这八大系统中，曳引系统向电梯输送动力，是电梯运行的根本。曳引系统由曳引机、曳引轮、钢丝绳、导向轮及反绳轮组成，其中曳引轮利用轮槽与钢丝绳之间的摩擦力来实现电梯的上下运行，是电梯运动的来源。

曳引轮是曳引机上的绳轮，也称曳引绳轮或驱绳轮，是电梯传递曳引动力的装置，利用曳引钢丝绳与曳引轮缘上绳槽的摩擦力传递动力，装在减速器中的蜗轮轴上。曳引轮材料多为QT60-2球墨铸铁，具有强度大、韧性好、耐磨损、耐冲击的优良特性。曳引轮由两部分构成，中间为轮筒，外面制成轮圈式绳槽切削在轮圈上，外轮圈与内轮筒套装，并用铰制螺栓连结在一起成为一个曳引轮整体。曳引轮绳槽形状有半圆槽、带切口的半圆槽（又称凹形槽）、V形槽三种，带切口的半圆槽以其当量摩擦系数大，曳引绳磨损小的优点成为电梯曳引轮中应用最多的绳槽形式。

3 曳引轮的磨损情况分析

随着电梯使用年限的增加，组成电梯的零部件会损坏失效，有些零部件较易损坏且成本较低便于更换，属于易损件；有些零部件成本较高且不便更换，因此需要具有与电梯相适应的寿命，曳引轮就是其中之一。然而在检验的过程中，经常发现由于曳引轮的缺陷带来的安全隐患，很多时候都需要更换曳引轮，这不仅会增加电梯的维护保养成本，还会增加电梯的安全隐患，威胁电梯的安全运行。

曳引轮的失效模式主要表现为曳引轮绳槽的过量磨损。一般分为三种状态：（1）均匀磨损，这是曳引轮绳槽的正常磨损；（2）不均匀磨损；（3）凹坑、表面局部剥落。不均匀磨损和凹坑、表面局部剥落是曳引轮绳槽的非正常磨损。当绳槽呈严重的凹凸不平的形状或麻花状时，曳引轮失效。这时，应将曳引绳摘下，维修曳引轮绳槽，如果磨损不能修复，则应更换曳引轮。

造成曳引轮绳槽磨损的主要原因是曳引绳与曳引轮绳槽间的相对运动产生的滑移，滑移量越大磨损程度也越大。从滑移量的角度来看，滑移磨损可分为两个部分。一是由曳引绳的弹性变形引起的滑移。由于曳引轮两边钢丝绳的张力大小不同，当电梯运行时，一侧的钢丝绳伸长增大，当转到另一侧时，由于张力减小，弹性伸长随之减小，从而导致钢丝绳在槽内产生滑移，这是钢丝绳和曳引轮绳槽不断磨损的主要原因之一。二是由曳引绳对绳槽的压力引起的滑移。曳引式电梯安全运行的条件是曳引轮与曳引绳之间有足够的摩擦力，在轿厢下行的过程中，当轿厢突然以减速度紧急制动时，曳引轮两侧张力差超过防滑极限，从而引起绳在槽中的滑移。随着电梯的频繁启动、制动，绳槽磨损使其直径越小，滑移越严重，磨损也越趋于恶化。

4 曳引轮的检验

《曳引式电梯监督检验与定期检验规则（TSG T7001-2009）》对电梯曳引轮做了如下规定：（1）曳引轮外侧面应当涂成黄色；（2）曳引轮轮槽不得有严重磨损（适用于改造、维修监督检验和定期检验），如果轮槽的磨损可能影响曳引能力时，应当进行曳引能力验证试验。判断曳引轮轮槽严重磨损的依据有：（1）任何一根钢丝绳磨损至接触槽底；（2）钢丝绳在绳槽上的工作面高度差明显（>4mm）。由曳引式电梯检验规则可知，检规电梯曳引轮的磨损程度有严格的规定，检验时需遵守检验规则，按照检规的要求逐项检验曳引轮的磨损情况，并根据情况进行曳引能力验证试验。

5 预防措施

（1）严格控制曳引轮的材料及加工工艺，使其满足曳引式电梯的使用要求；（2）安装改造及维护保养的过程中，应合理调整各曳引绳的张紧力，将各绳张紧力的差值控制在5%以内；（3）合理布置曳引绳的绕线方式及角度、位置，避免与曳引轮绳槽壁之间的摩擦；（4）在曳引轮上加装绳槽衬垫，在提高曳引轮的寿命的同时也大大增加了钢丝绳的寿命。

参考文献

[1] 陈家盛.电梯结构原理及安装维修[M].北京：机械工业出版社，2000.

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

[3] 姚秋亮.无齿轮曳引机用永磁同步电动机[J].中国电梯，2002，（6）.

作者简介：李翔（1982-），山东莒县人，西安特种设备检验检测院工程师，研究方向：特种设备检验检测。

（责任编辑：黄银芳）