浅析影响电梯曳引钢丝绳疲劳寿命的因素

杨微微

（浙江省特种设备检验研究院，浙江 杭州 310012）

钢丝绳作为带动电梯运行的重要部件，其质量水平直接影响着电梯运行的安全性和电梯承载人员的生命安全。为了提高电梯钢丝绳的使用寿命，首要措施是确保钢丝绳的选型正确，使其强度、挠性和耐磨性满足电梯的运行要求，其次便是电梯运行期间的定期检查和维护，发现问题及时处理，选择的维护方法等都能够有效延长电梯钢丝绳的使用寿命。

一、影响电梯曳引钢丝绳疲劳寿命的因素

（一）外力因素

电梯曳引钢丝绳主要承受弯曲与拉伸两方面力的作用：弯曲主要是受到外力作用导致电梯曳引钢丝绳的变形；而拉伸主要是受到轿厢与对重上下交替运行拉伸作用的影响。在电梯运行中，根据曳引比的不同，曳引钢丝绳需要经过不同次数的弯曲，经过反复应力使得电梯曳引钢丝绳产生疲劳，影响曳引钢丝绳的使用寿命。而电梯曳引钢丝绳的弯曲力度应当与曳引轮的直径成正比，因此，就规定曳引轮的直径不能小于曳引钢丝绳直径的40倍。在电梯运行过程中，动态拉力很大程度影响曳引钢丝绳的使用寿命，同时曳引钢丝绳的负载分布也影响曳引钢丝绳的使用寿命。

（二）磨损因素

通常情况下，磨损会使得零部件形状变化，失去设备原有设计所要达到的效果。这样一来，使用丧失原有功能的零部件会存在一定的安全隐患。在电梯运行中，钢丝绳各钢丝之间、曳引钢丝绳与绳槽之间有轻微磨损属于正常现象，但是如果滑动磨擦频率加快，或者受到不均匀磨损，都会影响电梯曳引钢丝绳的使用寿命，影响电梯运行的平稳性，使电梯可靠性降低。具体而言，曳引轮主要受到材质与其他物理性能的影响，尤其是曳引轮槽的材质均匀程度不同，使得静摩擦力减小，出现一定程度的滑动摩擦，导致曳引轮槽及曳引钢丝绳的磨损。同时，电梯的负载过大及曳引轮两侧钢丝绳张力不均也会造成钢丝绳不同程度的磨损。而对于半圆型有切口的曳引轮，在运行过程中，会随着轮槽半圆切口变大而加大曳引轮与钢丝绳之间的摩擦，进一步加大曳引钢丝绳的磨损程度。

（三）曳引轮槽形

为了提高曳引能力，曳引机生产厂家会采用加大曳引绳槽下切口角，或采用V形绳槽设计，目前有些厂家的绳槽下切口角β达到110°，已超出GB7588－2003附录M中规定的下切口角设计上限，槽的角度值γ达到极限角度25°。不合理的、过大的包角设计，或者过大的下切口角设计，或者过小的V型槽角设计等都会加大钢丝绳的磨损，严重影响钢丝绳寿命。

（四）制绳工艺

实际工程中，曳引钢丝绳在拉伸、弯曲、扭转等多个应力共同作用下产生磨损，因而钢丝绳需有较好的强度和韧性。钢丝绳的强度和韧性除了和钢丝绳的材质有关外，也与钢丝绳的处理工艺有着密切的关系。预张拉技术、捻制工艺等温淬火工艺等都是制绳工艺中的关键因素。新安装的电梯曳引钢丝绳随着运行时间的增加会自然伸长，这种伸长可能会影响电梯的正常运行，如平层精度下降、对重缓冲距减小等，同时也会影响钢丝绳的疲劳寿命。

（五）运行参数

电梯的运行参数包括载重量、运行速度、运行层站、提升高度、梯型等等。尤光辉通过试验分析了电梯曳引钢丝绳张力在不同载重量、速度、加速度的变化情况，电梯曳引钢丝绳最大张力随着载重量、速度、加速度的增加而增加，影响最大张力值波动因素中，载重量影响最大，加速度影响次之，速度影响较小。载荷力对钢丝绳直径磨损率的影响最为显著，运动频率次之，包角影响最小：钢丝绳直径的磨损量随着载荷力、频率和包角的增大而增大。

（六）曳引钢丝绳的润滑和清洁

充分润滑的钢丝绳弯曲时，股之间及钢丝之间易于相对滑动，磨擦阻力较小，磨损少，疲劳寿命相对较长。润滑油脂同时也提供对钢丝的防锈保护和对纤维的抗腐蚀保护。纤维芯一般都需浸油以排除水分防止腐蚀。由于2∶1绕绳方式钢丝绳绳速加倍，对钢丝绳润滑要求更高，需加大对钢丝绳的清理、再润滑频次。

二、电梯钢丝绳使用寿命的延长建议

（一）电梯钢丝绳的合理选型

《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003）规定电梯曳引钢丝绳的根数不能少于两根，直径不能小于8mm，并且规定曳引钢丝绳为2根时其安全系数不小于16，曳引钢丝绳为3根或3根以上时，安全系数不小于12。一般电梯钢丝绳都在3根以上，多为4至6根。电梯钢丝绳是专用钢丝绳，我国已有国家标准《电梯用钢丝绳》（GB8903-88）、《电梯钢丝绳用钢丝》（YB/T5198-2004）。在钢丝绳选择时应注意：一是尽量选择韧性好，强度级别适中的钢丝组成的钢丝绳。二是钢丝绳直径的收缩率要小，首选正常使用一年的钢丝绳直径收缩率不大于5%的。三是选择适合的钢丝绳绳芯。

（二）科学进行保养维护

电梯钢丝绳在使用过程中必须进行适当的润滑，这样可以减少钢丝之间和钢丝在绳轮轮槽中的磨损，也可以防止钢丝的氧化和腐蚀。电梯钢丝绳润滑的次数取决于气候、环境、绳速、使用频率等因素，具体的次数可根据实际状况来定。根据多年的实践检验，为了防止曳引绳局部表面的继续磨损，可以采用翻绳法。因为曳引绳反面未受任何磨损，依旧如新，将其翻个面，可以充分提高其使用价值，当然磨损程度必须在可使用范围内。

结束语：

影响电梯曳引钢丝绳使用寿命有很多因素，其状况的好坏与否直接关系到曳引钢丝绳的使用寿命。因此，检验人员应当重视对电梯曳引钢丝绳的检测。同时，更换正规厂家且检验合格的电梯用钢丝绳，避免因曳引钢丝绳的不足影响电梯的安全运行，进而保障人们的财产和生命安全。