钢丝绳润滑状态对电梯曳引力的影响分析

郑伯鑫

（深圳市特种设备安全检验研究院，广东 深圳 518114）

钢丝绳润滑状态对电梯曳引力的影响分析

郑伯鑫

（深圳市特种设备安全检验研究院，广东 深圳 518114）

在曳引式电梯中，钢丝绳承载着轿厢的全部重量，且电梯主要依靠曳引轮与钢丝绳的摩擦力来实现往返运动。因此，为了保证电梯运行的安全性，应加强对钢丝绳的维护保养，以保持钢丝绳良好的润滑状态。本文依据GB 7588-2003的规定，分析钢丝绳润滑状态对电梯曳引力的影响，从而提出钢丝绳的正确维护保养建议。

曳引式电梯；曳引力；钢丝绳；润滑

钢丝绳是按一定的规则将满足力学性能要求的钢丝捻制成螺旋状的钢丝束及其由绳芯、润滑脂、制绳钢丝组成。其中，常用的制绳钢丝较多，如不锈钢丝、优质碳素钢丝及镀锌（铝合金）钢丝等。在曳引式电梯中，作为关键的承重元件，钢丝绳的润滑状态直接关系到电梯的安全运行，因此应做好钢丝绳的维护保养工作。但从目前情况来看，某些电梯维保单位并未认清开展钢丝绳维护保养工作的重要性，如在钢丝绳上涂抹黄油，导致钢丝绳打滑及轿厢失控蹴底；未定期保养钢丝绳，导致钢丝绳生锈及使其与曳引轮的摩擦力变大。本文依据GB 7588-2003，简要阐述钢丝绳润滑状态对电梯曳引力的影响。

1 曳引力的理论分析

图1所示为曳引式电梯的传动原理图。

图1 曳引式电梯的传动原理图

如图1，曳引式电梯是借助曳引钢丝绳与曳引轮的摩擦力，以使曳引机从旋转运动转成轿厢直线运动，进而让轿厢停在指定楼层，其中钢丝绳曳引力的作用最为关键。对此，GB7588-2003的规定，电梯曳引力应满足下列条件：一是在载重额定载荷的125%时，轿厢处在平层状态且不打滑；二是在任一紧急制动情况下，满载或空载轿厢的减速度都比缓冲器作用时的减速度小；三是对重在缓冲器上且在电梯上行方向上，曳引力继续旋转时，空载轿厢不能被提起。

1.1 带切口槽的半圆形绳槽

半圆形绳槽的当量摩擦系数f满足方程式：

式中，β表示下部切口的角度值；γ表示绳槽的角度值；μ表示摩擦系数。

1.2 V形槽

（1）在轿厢装载与紧急制停工况下，未硬化处理、硬化处理的槽的当量摩擦系数f分别满足下列方程式：

（2）在轿厢滞留工况下，未硬化处理、硬化处理的槽的当量摩擦系数f都满足下列方程式：

综上分析，电梯曳引力的槽型会对当量摩擦系数f产生一定的影响。但倘若未按要求维护保养钢丝绳，则摩擦系数μ的值会发生改变。

2 钢丝绳润滑状态对电梯曳引力的影响

现场测试结果显示，钢丝绳在经过黄油润滑后，其与铸铁的摩擦系数μ为0.05，而在干燥生锈后，与铸铁的摩擦系数μ变为0.3。在这一摩擦条件下，为了深入研究其是否满足不同工况下电梯的曳引力要求，本文以一台1000kg客梯为例展开讨论，具体参数如下：轿厢自重M=1550/kg、额定速度v=2.50m/s、额定载重Q=1000kg、平衡系数k=48%、提升高度H=96.8m、钢丝绳的倍率r=2、钢丝绳的根数n1=7根、钢丝绳单位长度的重量q1=0.347kg/m、补偿绳的根数n2=2根、补偿绳单位长度的重量q2=2.23kg/m、随性电缆根数n3=1根、随性电缆单位长度的重量q3=1.18kg/ m、绳轮上钢丝绳的包角α=159/2.775、曳引轮半圆槽的开口角γ=30/0.524、曳引轮半圆槽下部的切口角β=105/1.833。据此分别进行如下计算。

2.1 摩擦系数μ=0.05时

当钢丝绳与曳引轮的摩擦系数μ=0.05时，按下列步骤进行计算：

步骤一：运用当量摩擦系数方程式算出当量摩擦系数f1=0.108，其中，β=105°，γ=30°，f=2.16。

步骤二：算出ef1α=1.35。

步骤三：在轿厢装载工况下，电梯曳引力T1=16023N、T2=12064N，则T1/T2=1.33＜1.35，表明当摩擦系数μ=0.05及载重额定载荷的125%的轿厢处在最底层时，钢丝绳在曳引力上不会出现滑移或打滑现象。

步骤四：在紧急制动工况下，电梯曳引力T1=12993N、T2=9467N，其中电梯减速度α=0.5，T1/T2=1.37＞1.35，表明当摩擦系数u=0.05及空载轿厢在紧急制动工况下处在最高层时，钢丝绳在曳引力上会出现滑移或打滑现象，注意紧急制动工况下轿厢的制动减速度α=0.5m/s2。

步骤五：在轿厢滞留工况下，曳引力T1=9976N、T2=2303N，则T1/T2=4.33＞1.35，表明当摩擦系数μ=0.05、对重在缓冲器上及空载轿厢在滞留工况下时，钢丝绳在曳引轮上可能出现滑移或打滑现象，亦或说当对重在缓冲器上及曳引轮在电梯上行方向上继续旋转时，将不会提升空载轿厢。

综上，当钢丝绳与曳引轮的摩擦系数μ=0.05时，在装载与轿厢滞留工况下，钢丝绳在曳引轮上不会打滑，而在紧急制动工况下时，与规范要求不符。因此，在钢丝绳维护保养中，在钢丝绳上慎用黄油，以防钢丝绳打滑而引起轿厢蹴底。

2.2 摩擦系数μ=0.3时

当钢丝绳与曳引轮的摩擦系数μ=0.3时，按下列步骤进行计算：

步骤一：运用当量摩擦系数方程式算出当量摩擦系数f2=0.648。

步骤二：算出ef2α=6.04。

步骤三：在轿厢装载工况下，T1/T2=1.33＜6.04，表明当摩擦系数μ=0.3及载重额定载荷的125%的轿厢处在最底层时，钢丝绳在曳引力上不会打滑。

步骤四：在紧急制动工况下，T1/T2=1.37＜6.04，表明当摩擦系数μ=0.3及空载轿厢在紧急制动工况下处在最高层时，钢丝绳在曳引轮上不会打滑。

步骤五：在轿厢滞留工况下，T1/T2=4.33＜6.04，表明当摩擦系数μ=0.3、对重在缓冲器上及空载轿厢在滞留工况下时，钢丝绳在曳引轮上不会打滑，亦或说亦或说当对重在缓冲器上及曳引轮在电梯上行方向上继续旋转时，将会提升空载轿厢。

综上，当钢丝绳与曳引轮的摩擦系数μ=0.3时，在装载与紧急制动工况下，钢丝绳在曳引轮上不打滑，而在轿厢滞留工况下，与规范要求不足。因此，电梯维保单位务必做好钢丝绳的定期维护保养工作，以保持其良好的润滑状态，从而保证电梯的安全运行。

3 讨论

前文从理论、实践的角度分析了钢丝绳润滑状态对电梯曳引力的影响。研究表明，钢丝绳润滑状态是影响电梯安全运行的重要因素，其警示电梯维保单位做好钢丝绳的日常维护保养工作，具体可从下列方面着手开展。

（1）及时清洗钢丝绳表面积聚的油污和灰尘，以防在轿厢装载工况下，引起钢丝绳打滑。

（2）在选用钢丝绳润滑脂时，保证其具有一定的摩擦系数及较强的渗透性能、粘附性能。

（3）采取下列方法对钢丝绳进行润滑保养：方法一是拆下钢丝绳，并浸泡在80～100℃的润滑油中约2～4h；方法二是直接用刷子在钢丝绳上涂刷润滑剂，注意对于Φ12mm的钢丝绳，建议每隔2周涂刷约1kg的润滑脂；方法三是用专业的润滑设备来润滑钢丝绳。在实际应用中，究竟采用何种润滑方法或润滑剂，通常按制造厂方的规定进行。

但从目前的情况来看，因钢丝绳润滑状态不佳而引起的电梯安全事故频发，而电梯维保单位却并未完全认识到钢丝绳润滑的重要性。对此除了采取正确的方法进行钢丝绳润滑以外，电梯维保单位及参与维护保养的人员都应从思想上重视对钢丝绳润滑状态的检查，并通过理论知识的学习、实践经验的积累，加强对电梯钢丝绳进行维护保养。

[1]林跃国. 从电梯检验实践探讨轿厢装修重对曳引力的影响[J].科技创新与应用，2016,(30):7-9.

[2]刘礼，吴悦，沈超，邓奇. 电梯钢丝绳与铸铁绳轮之间摩擦因数研究[J]. 金属制品，2016,(01):47-51.

TU857

A

1671-0711（2017）06（下）-0090-02