浅析电梯曳引机的曳引轮槽型

严进辉

摘要：本文通过对曳引轮一曳引绳摩擦副的特点和失效形式进行分析介绍，并对三种主要类型曳引轮绳糟的比压和当量摩擦系数进行理论计算与分析，证实了带切口的半圆型绳槽是一种较理想的电梯曳引轮槽型。最后总结了曳引机曳引轮在实际应用中和出现磨损后应采取的一些措施。

关键词：曳引机；曳引轮；槽型；绳槽

1前言

曳引式提升机构是当今世界上电梯行业广泛采用的提升方式。而曳引轮是电梯曳引机上的绳轮，也称曳引绳轮或驱绳轮，是电梯传递曳引动力的装置，其利用曳引绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力传递动力。

曳引轮装在减速器中的蜗轮轴上；如是无齿轮曳引机，则装在制动器的旁侧，与电动机轴、制动器轴在同一轴线上。

2曳引轮槽型

曳引轮由球墨铸铁制成，轮外圆为绳槽。为保证钢丝绳和曳引轮之间具有足够的摩擦力，曳引轮绳槽的形状主要有半圆型绳槽、带切口的半圆型绳槽和V型绳槽等三种形状。

曳引式电梯，其曳引轮绳槽的设计，主要是如何提高当量摩擦系数f，以获得较大的曳引能力。由于当量摩擦系数的提高受槽面接触比压P的约束，过大的接触比压有可能引起槽面的接触强度失效或加剧槽面磨损，以至于降低或丧失电梯的曳引能力。而曳引轮绳槽的形状直接关系到曳引力大小和曳引绳使用寿命。因此，下文将主要针对f、P与槽型的关系，从理论上对电梯曳引轮槽型的应用进行探讨。

2.1曳引轮绳槽的结构型式

目前电梯曳引轮绳槽的结构型式——三种主要的型式如下：

（1）半圆型绳槽（图1）：

（2）带切口的半圆型绳槽（图2）：

（3）V型绳槽（图3）：

2.2计算公式

根据GB7588-2003电梯的曳引条件为：

其中：T₁、T₂-曳引机两侧曳引绳拉力；

f-当量摩擦系数；

α-曳引绳在曳引轮上的包角。

总的原则为：在满足许用比压[P]的前提下，尽可能获得较大的当量摩擦系数f，以提高电梯的曳引能力。

钢丝绳在曳引轮绳槽中的比压P按下式计算：

（1）对半圆型绳槽或带切口的半圆型绳槽：

（2）对v型绳槽：

当量摩擦系数f计算：

（1）对半圆型绳槽或带切口的半圆型绳槽：

（2）对v型绳槽：

式中：P一比压：Tm钢丝绳张力：

β-绳槽切口角；γ-绳槽夹角；

8m钢丝绳接触包角；μ-摩擦系数；

D-曳引轮直径；d-钢丝绳直径；

n-钢丝绳根数。

2.3各种型式绳槽的分析比较

（1）半圆型绳槽/带切口的半圆型绳槽

这两种绳槽的共同点为曳引绳与绳槽均为弧面接触。与V型绳槽相比，降低了比压，改善了接触面的磨损状况。而且，f与P不随磨损而变化。由于带切口的半圆型绳槽是在半圆型绳槽的底部开了一个宽为b（切口角为B）的切口而形成，因此，可以说半圆型绳槽是带切口的半圆型绳槽的一个特例。

电梯运行一段时间后，槽面磨损使曳引绳在绳槽中下沉一段距离，8角有所增大，计算时往往取δ=π；但γ角基本保持不变。当曳引绳张力T、根数n、绳轮直径D以及曳引绳直径d设定时，对于半圆型绳槽而言，f与P均为恒值。对于带切口的半圆型绳槽而言，f与P均为B的函数。对于带切口的半圆型绳槽，比压，当量摩擦系数均为单调增函数。当β=0时，即为半圆型绳槽的比压和当量摩擦系數。

但β值最大不能超过106°，相当于槽下部80%被切除；γ值不应小于

半圆槽与曳引绳接触面积大，曳引绳变形小，有利于延长曳引绳和曳引轮寿命。但这种绳槽的当量摩擦系数小，因此曳引能力低。为了提高曳引能力，必须用复绕曳引绳的方法，以增大曳引绳在曳引轮上的包角，它多用在全绕式高速无齿轮曳引机直流电梯上。半圆槽还广泛用于导向轮、轿顶轮、对重轮的绳槽。

带切口的半圆型绳槽的曳引绳与绳槽接触面积减小，比压增大，曳引绳在切口处发生弹性变形，部分楔入沟槽中，使当量摩擦系数大大增加，一般为半圆槽的1.5～2倍，使曳引能力增加。这种槽形既使当量摩擦系数增大，又使曳引绳磨损减小，特别是当槽形磨损，曳引绳中心下移，由于预制的切口的作用，使当量摩擦系数基本保持不变的优点，说明其曳引能力较高、可靠性较好。这种槽形在电梯曳引轮上应用最多。

（2）V型绳槽

从（c）、（e）式可知，f与P均为槽型角γ的函数。对于γ的取值，既要提高f，又要控制P，但对于电梯而言，任何情况下，γ值不应小于35°。磨损后的V型槽，虽然应按（d）式计算f，但f值比常规带切口的半圆型绳槽的f值小，且随着磨损的进行而逐渐变小。这是因为：①γ取值较小，初始磨损后，对应的切口角β较小，因而，f值较小。②由于γ角的存在，随着磨损的进行，对应的切口角逐渐减小。

随着γ的减小，f与P增大，磨损加剧。这种磨损使曳引绳中心下移即曳引轮节径D变小。随着D的变小，P进一步变大，结果绳槽截面因磨损变为半圆型切口绳槽，当量摩擦系数很快下降。

虽然V型槽的两侧，对曳引绳产生很大的挤压力，曳引绳与绳槽的接触面积小，接触面的单位压力（比压）大，曳引绳变形大，曳引绳与绳槽间具有较高的当量摩擦系数，可以获得很大的驱动力。但这种槽形的范围受到限制，只在轻载、低速电梯上应用。

3曳引轮使用注意事项

虽然本文从理论上分析了各主要型式绳槽的应用场合，但在实际应用中，各种磨损依然会出现，为了减少磨损量，延长曳引轮的使用寿命，平时应注意以下几点：

（1）实际上如果各绳槽的耐磨性、硬度及节圆直径不一致时，所造成的磨损量很明显也不一致。因此应严格控制曳引轮的各项性能指标在国标规定的范围内。

（2）应调整各曳引绳的张紧力，使其相互的差值在5%范围内。

（3）在电梯运行过程中检查发现绳槽磨损超差

时，必须更换或重新加工曳引轮，调整各钢丝绳的张紧力使其基本一致。