电梯曳引轮球铁材质的改进及质量控制探讨

王茂安

（湖南省特种设备检验检测研究院株洲分院，湖南 株洲 412000）

曳引轮是曳引机上的驱动轮，电梯通过钢丝绳与曳引轮缘上绳槽的摩擦力传递曳引动力传递动力。曳引轮要承受电梯轿厢自重、载重和对重的全部重量，在材料上多用球墨铸铁，以保证具有一定的强度和韧性。同时，为了减少曳引钢丝绳在曳引轮槽内的损害，除了选择合理的曳引轮槽形外，对绳槽的工作表面的粗糙度、硬度做了一定的规定。

曳引轮与钢丝绳组成的摩擦副是实现电梯轿厢运行的基本条件，而曳引轮质量的优劣，将直接影响到电梯本身的质量和安全运行。曳引轮和曵引钢丝绳因其价格较低，生产、维护维修的技术较为成熟，使其在现实中得以广泛应用。基于以上原因，曳引轮在传动技术、质量方面的优化，具有良好的实用性，也能提高电梯的安全性与可靠性。

1 改进常规曳引轮球铁的材质

当曳引轮整体处在运行过程中的时候，会因为很多不同种类、形式的原因而出现磨损的情况，所以工作槽位置需要具备良好的硬度、韧性，并且对其耐磨性能方面有严格的要求。

事实上，对力学性能以及耐磨损性能产生直接影响的是材料金相组织。当前铸造工业在技术、设备、生产力方面都获得了创新优化，并且，当前原材料纯净程度也逐渐在获得强化提升，合金资源也在持续丰富，曳引轮球铁的加工制造技术愈加成熟。在对铸件进行热处理操作后，可以有效强化提升其硬度、强度等，整体组织也会获得有效改善，同时，轮槽处理相关技术也随之得以持续完善。所以，可基于铸造合金化和热处理提升曳引轮材料的性能。

1.1 铸造强化和合金化处理

在针对球铁进行铸造熔炼的过程中，因为原材料来源、成本因素的影响，企业在技术与经验方面各有千秋，而基于国内独特的技术优势——稀土镁球化剂进行铸造强化，可以提升铸件表面的抗腐蚀性、抗磨损性。而在针对球铁进行低合金化的时候，其能够对铸件性能进行有效改善。也就是说，球铁的合金化处理相关技术，能够获得极为良好的收效。

1.2 球墨铸铁件的不完全奥氏体化正火热处理

曳引力热处理正火时能够提升冷却速度，产生更多的珠光体。事实上，曳引力在正火之后，能够让组织得以细化、均匀化，填补了铸造人接导致的晶体粗大等诸多组织缺陷。由于一些奥氏体化正火工艺较为简单，一般应用较为广泛，在批量生产的过程中，其能够强化提升机械加工的生产力与精度，尽量规避机床和刀具实际应用中产生的磨损，并且能够收获更丰富的经济效益。

轮槽侧面位置的加工处理难度比较突出，粗糙度也比较低，而经过热处理操作后，能够有效强化其加工表面的粗糙程度，这对摩擦部分表面的状况进行了有效改善，槽部的耐磨性更良好。因为细片状的体重含有薄碳化物，所以有助于其抗磨损性能的提升。而少量碳化物与磷共晶组织由于较脆、强度偏低，存在硫化夹杂物会对其强度产生制约影响，所以一定要对其生成、含量等进行严格管控，确保轮槽部具有良好的强度与韧性。因为难以在本体中获得试棒，也就是说，其一般都是在对应厚度单柱试棒相关间的获得，并不是工作槽部的真实性能。曳引轮槽位属于使用部位，基于槽部得到硬度与金相组织，其会对摩擦、磨损性能产生直接影响，应该划入必检项目中，企业可依据自身实际经验进行明确与选择。

2 高强度球铁曳引轮实际生产质量的有效管控

在对高强度球铁曳引轮进行实际生产的时候，不仅要遵照常规球铁的质量要求进行管控，实际生产中还要着重注意以下方面。

熔炼过程中，一定要基于高纯晶的原辅材料，尤其是要严格管控铸造生铁、回炉料等诸多杂质、毒害元素等进行合理管控。并且使用对应有效的方式对铁水实际浇筑中的温度、化学成分等进行合理管控，实时对铁水的质量进行针对性测量，净化铁水的同时进行有效处理。

轮类铸件造型通常都属于水平分型，而球墨铸铁一般是共晶同时凝固，并且凝固过程中没有坚固外壳，也不容易进行补缩，如果铸形的刚度不足，会涨大型腔，形成疏松组织，如针状开孔类疏松组织。所以，要使用高压、树脂砂、覆膜砂等铸形退让性小的方式。如果曳引轮的外圆槽位置比较厚，且冷却偏慢，槽部一定要进行致密组织，基于对打箱时间、金属外形覆砂的厚度以及外援操部家冷铁提升冷却速度等方式的有效管控，来强化提升其强度。生产加工过程中，要基于共晶同时凝固进行补缩，同时还需要使用其他方式进行补缩处理，比如，直接以及释压冒口等。冒口冷却的温度不同，其硬度较低，外圆槽的硬度交叉。因此，在实际浇注中，应该对铸铁不同位置的冷却速度、温度等进行调整，这样来确保铸件性能，同时，要明确铸造处理过程中，其化学成分、热处理工艺、技术等有关，遵照是生产的条件进行过程管控，确保性能与进行组织都是稳定的。如果球铁在实际应用中产生严重的磨损，在实际设计工作中，要予以高度重视。

球墨铸铁等诸多等温淬火技术，如果面对的是几何尺寸比较负载的工件，其是存在一定局限性的，如果面对的铸件形态较为简单，比较适合应用等温淬火相关技术。企业需要适当增加热处理技术相关的设备，质量稳定，提升附加值，合理提升成本投入数量是可以的。

球墨铸铁的强度较高，具有良好的热性，其硬度较低，所以前期具有良好的摩擦、磨损性能，同时，会导致槽部形状机存在一定加工难度，所以需要在实际加工中对技术工艺、刀具等机型及时调整，兼顾等温处理技术方面的合理调整。因为球墨铸铁的性能良好，要对外形尺寸方面进行重新设计，对其质量进行降低，满足工件轻量化的生产发展趋势。

3 摩擦副、摩擦、磨损相关问题

3.1 匹配球磨铸铁材质曳引轮和钢丝绳摩擦副的材质

球墨铸铁材质的曳引轮，其摩擦因数以及固体自润滑、减磨减震作用，其具有良好的经济价值，能够进行批量生产，可以进行回收利用等，可优先选择此种材质进行生产制造。

在设计电梯产品的时候，一定要对其材质、作用、使用寿命等情况进行兼顾，电梯应用与维护保养的过程中，虽然钢丝绳的更换更为便捷，却不能因此对曳引轮硬度进行简单提升。

钢丝绳实际运行中需要承受狡辩张力以及弯曲应力、接触应力等，其会比钢丝成承受应力的状态更加复杂，曳引轮一般需要承受更多摩擦力与接触压力，主要的破坏影响形式是微动农村以及点蚀疲劳。钢丝绳受力状态比较复杂，钢丝绳直径以及绳槽磨损厚度的尺寸差别大，为了能够对钢丝绳进行有效保护，要基于钢丝绳本身的强度、硬度都比曳引轮高为佳，也就是说超过8HRC 的硬度较为适合。规避球铁材料实际运行中所形成的黏结剪切性磨损，一般情况下，不会应用强度良好的抗磨损铸件。

3.2 优先选择应用球墨铸铁

因为球磨逐渐具有良好的强度属性，同时其韧性、塑性属性都较为良好，具有良好的抗疲劳性质，能够对曳引轮的磨损问题进行有效解决，也就是说，当钢丝绳和钢轮进行匹配的时候，钢丝绳的疲劳程度、使用寿命会因为轮槽表面强度的变化而产生变化，滑轮绳槽的表面硬度太高、太低，都会直接影响钢丝绳的使用寿命。而在进行新产品研发的过程中，基于同等材质在滑动磨损试验机上进行前期、快速地磨损试验，基于此来缩减进行开发、试验工作的周期。

4 结语

综上所述，电梯球磨铸铁材质的曳引轮，在经过热处理以及合金化处理后，能够强化提升其力学性能，并且对金相组织进行有效改善，基于此，强化提升曳引轮本身的摩擦、耐磨损作用。在进行铸造与热处理的过程中，对整个过程进行严格的质量管控。优先选择应用使用强度高、硬度低且具有良好塑性的材料制作曳引轮，可以对钢丝绳进行有效保护。在对电梯产品进行设计的过程中，基于磨损试验结果，选择对应合理地匹配材料，充分发挥出其实际作用。