电梯曳引力试验失败案例及分析

韩 佳，魏 彤，王双增

（西安特种设备检验检测院，陕西西安 710071）

0 引言

电梯曳引驱动系统是电梯的动力设备，也称之为电梯主机，由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮及反绳轮组成，而曳引机由电机、制动器、联轴器、曳引轮、减速箱等组成。在日常检验过程中，电梯曳引力试验的检验检测工作是提升电梯检验工作质量、减少电梯事故的必要手段。

1 检验案例

2021 年5 月8 日检验人员对某小区进行电梯定期检验，该小区电梯已使用5 年，总楼层为33 层，每层两梯7 户布局，电梯使用频率较高，每天大部分时间处于满载情况。

检验人员根据现场情况制定检验方案。按照TSG T7001—2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》的要求进行了电梯空载曳引力试验。在试验过程中发现电梯轿厢在过了极限位置后钢丝绳没有和曳引轮相互摩擦打滑的情况，仍然在向上运行，检验人员立即停止试验，发现对重侧钢丝绳其中一根比较松弛，与其他几根钢丝绳张力明显不同。到电梯基层打开层门发现对重已经压实其缓冲器，同时电梯对重侧曳引钢丝绳脱槽（图1、图2）。

图1 对重侧钢丝绳

图2 轿厢侧钢丝绳

根据TSG T7001—2009《电梯监督检验和定期检验规则 曳引与强制驱动电梯》的要求将上限位开关（如果有）、极限开关和缓冲器柱塞复位开关（如果有）短接，以检修速度将空载轿厢提升，当对重压在缓冲器上后，继续使曳引机按上行方向旋转，观察是否出现曳引轮与曳引绳产生相对滑行现象，或者曳引机停止旋转现象，即可判定试验合格，若非即为试验不合格。根据标准要求判定此次试验结果不合格。

2 试验结果分析

2.1 曳引力变化

现场勘查发现钢丝绳和曳引轮存在着不均匀磨损（图3），同时绳槽和带切口的为V 形槽。

图3 不均匀磨损的曳引轮

根据GB 7588—2003《电梯制造与安装安全规范》附录M 中对电梯曳引力计算：T1/T2≥efα，用于轿厢滞留工况（对重压在缓冲器上，曳引机向上方向旋转）。其中，f 是当量摩擦因数，α 是钢丝绳在绳轮上的包角，T1、T2是曳引轮两侧曳引绳中的拉力。

由分析可知，T1/T2代表曳引力的大小，取决于当量摩擦因数f 和α包角，而当量摩擦因数f 取决于钢丝绳材料和钢丝绳与曳引轮润滑程度的变化。

2.1.1 包角α 增大

虽然α 由电梯出厂时设计制造的绳槽类型决定，但是其也会随着钢丝绳材料和钢丝绳与曳引轮的润滑程度及电梯的使用情况和工作状态的不同而不同。即当α 增大到一定值时，会出现T1/T2≤efα，不符合曳引力计算公式，因此导致试验不合格。

2.1.2 当量摩擦因数f 增大

当量摩擦因数f=μ{1（/sinγ/2）（}轿厢滞留工况），其中在任何情况下γ 值不应小于35°，式中：β 是下部切口角度值，γ 是槽的角度值，μ 是摩擦因数。由公式可知当量摩擦因数f 与摩擦因数μ 的数值成正比，与γ 成反比。

摩擦因数计算公式：μ=0.2（轿厢滞留工况），由此可知在此情况下当量摩擦系数f 只与γ成反比；当钢丝绳与曳引轮槽磨损时，有可能会导致γ 角度变小，当γ 不断减小时，由公式f=μ{1（/sinγ/2）}可知f 会不断增大，当f 增大到一定数值后就会出现T1/T2≤efα，不符合曳引力计算公式，因此导致试验不合格。

2.2 钢丝绳脱槽原因分析

2.2.1 钢丝绳张紧力不均匀

从图1 可以看出钢丝绳只有一根绳脱槽，表明此根钢丝绳的张紧力有可能与其他钢丝绳的张紧力不同。在维保人员恢复脱槽的钢丝绳之后，检验人员现场通过测力计测试不同钢丝绳的张力，发现脱槽钢丝绳的张紧力与其他钢丝绳张紧力存在较大的偏差值。而钢丝绳的张紧力不均匀会使钢丝绳与曳引力表面的摩擦力不均匀，导致钢丝绳与曳引轮产生一定程度的磨损量，减少其使用寿命。

根据TSG T7001—2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》第5.1 项的规定，悬挂装置及补偿装置的断丝、磨损、变形等情况进行定量判断（图4）。出现下列情况之一时，悬挂及补偿钢丝绳应当报废。

图4 钢丝绳断丝

（1）笼状畸变、绳股挤出、扭结、部分压扁、弯折。

（2）一个捻距内出现的断丝数大于表1列出的数值，其中断丝数的参考长度为一个捻距，约为6d（d 表示钢丝绳的公称直径）。

表1 钢丝绳断丝数 根

（3）钢丝绳直径小于其公称直径的90%。

（4）钢丝绳严重锈蚀，铁锈填满绳股间隙。

采用其他类型悬挂装置的，悬挂装置的磨损、变形等不得超过制造单位设定的报废标准。

2.2.2 曳引轮轮槽有比较明显的磨损

以下情况之一可以视为曳引轮轮槽有严重磨损。

（1）曳引轮轮槽磨损到其中任意一根钢丝绳肉眼可见的低于其他钢丝绳，接触到了曳引轮的槽底部。

（2）任意两根钢丝绳在绳槽上的工作面高度差大于4 mm。

在这两种情况下，如果电梯轿厢从最底层站运行到最高楼层站后，该两根钢丝绳会产生运行差，此运行差下，如果钢丝绳不打滑，则会对钢丝绳产生较大的损伤；如果钢丝绳打滑，则会对曳引轮和钢丝绳同时产生较大的损伤。

检验过程中发现在此类情况下，认为轮槽磨损可能会影响其曳引能力时，可以在现场检验过程中进行电梯运行、电梯上行制动、电梯下行制动、电梯静态曳引等试验来验证轮槽磨损是否影响了曳引能力。

但当轮槽虽然有较严重的磨损，但进行上述试验结果均为合格，则该项可判定为合格，但是在《特种设备检验意见通知书》中应如实填写曳引轮轮槽磨损情况，建议使用单位更换曳引轮。

2.2.3 钢丝绳防脱槽装置安装设置不合理

根据出厂设计，每台电梯的曳引轮出绳端均应安装钢丝绳防脱槽装置，而且曳引轮边缘与该装置的最大间隙不超过钢丝绳直径的1/5，当间隙过大时，在电梯高速运行过程中或者电梯曳引轮运行振动过大时都可能产生钢丝绳脱槽现象。

2.2.4 电梯钢丝绳维保不到位

小区物业不断追求低价格的电梯维保费用，导致维保电梯的公司和人员不断更换，电梯长期处于高频率的使用，但等不到有效的维护保养，致使钢丝绳没有定期清洗、加油润滑，最终导致电梯钢丝绳过于干燥，摩擦力过大，与曳引轮相互摩擦，生锈。

在进行电梯空载曳引力试验时，钢丝绳因长期未得到有效保养而干燥、生锈，在轿厢不断向上运行、对重压住缓冲器后，钢丝绳与曳引轮摩擦力过大，导致两者相互摩擦严重，既引起曳引轮的不均匀磨损也磨损钢丝绳，最终钢丝绳脱槽，试验失败（图5）。

图5 生锈钢丝绳脱槽

针对此种现象，电梯维保人员应在轿厢无人乘坐的情况下，电梯调至检修停止服务状态，在主要楼层设置电梯检修防护栏，维保人员站在轿顶平坦的位置用清洁布对钢丝绳绳头端部进行局部清洗，并进一步检查绳槽磨损情况；在清洁完成后选用专业维护润滑剂对钢丝绳进行适当的润滑，控制钢丝绳与曳引轮摩擦力使之处在合适的范围内。

3 安全隐患及预防措施

3.1 轿厢冲顶

在对重压实在缓冲器上时，如果曳引能力过强继续提升空载轿厢，容易造成冲顶撞坏轿厢及安全开关，同时导致乘客受伤。

3.2 钢丝绳松弛脱槽，曳引轮严重磨损

在曳引力过大轿厢冲顶情况下易导致钢丝绳松弛、甚至脱槽，影响钢丝绳与曳引轮摩擦因数和包角，加重曳引轮磨损程度，在曳引机失电后造成轿厢自由下落，触动安全钳，造成乘客受伤。

3.3 预防措施

应定期对物业人员、电梯维保人员进行宣讲培训，让他们做好日常的巡查和保养工作，加强对电梯的管理；并告诫使用单位电梯维护保养是一件很重要的事项，不能只衡量维保公司的报价，更应该重视维保公司的人员资质、能力以及责任心；同时在一些人流量比较密集、人员比较复杂的社区经常开展一些电梯知识的普及工作，演示如何正确使用电梯，宣教爱护电梯人人有责；最后现场检验人员也应针对不同社区的电梯情况进行记录统计，合理细致地安排检验方案，及时将一些安全性问题及现场发现的问题整改落实到位。

4 结束语

随着我国人口数量的增加，经济的发展和生活水平的提升，电梯已经是人民生活不可或缺的运载设备。本文针对现场检验的一些问题案例进行分析，希望能够在检验过程中不断提升电梯质量，为电梯质量安全保驾护航。