电梯曳引轮轮槽磨损影响因素分析

黄健

摘 要：电梯运行过程中曳引轮不断旋转，通过轮槽与钢丝绳之间的摩擦力为电梯轿厢运动提供动力，即曳引力。常用轮槽型式主要有U型、带切口U型和V型。U型槽由于当量摩擦系数较小，可采用复绕方法增大钢丝绳包角以提高曳引能力，多用于导向轮、轿顶轮等。相对于U型槽来说，带切口U型槽和V型槽由于具有更大的曳引能力，应用更广泛。轮槽磨损对电梯运行安全性和乘梯体验具有重要影响，本文介绍了曳引轮磨损相关检验标准和规程，并重点从曳引轮出厂加工质量、钢丝绳、轮绳型号选择、装配误差等角度对影响曳引轮轮槽磨损的原因进行了综合分析。

关键词：磨损;曳引轮;钢丝绳;曳引能力

引言

建筑行业的飞速发展，使我国公共设施行业和房地产行业取得了显著进步，促使电梯数量不断增多。目前，我国曳引式电梯在应用过程中存在一系列的安全问题，为了确保曳引式电梯在运行时的稳定性和安全性，要攻克这些问题。轮槽磨损是曳引式电梯中的常见问题，为了确保曳引式电梯稳定运行，要加强对这一问题的探讨。

1电梯曳引轮槽严重磨損表现形态

电梯在运行中，曳引钢丝绳与曳引轮槽相互作用引起轮槽适当的磨损是正常的，但磨损过快，尤其是各轮槽发生不规律的严重磨损时，不但会影响曳引轮寿命，还会造成电梯运行的不平稳，甚至会造成安全事故。在本文中，笔者仅描述电梯曳引轮槽严重磨损的两种表现形态：（1）不均匀磨损，表现为各轮槽磨损程度是严重不同步的，此种磨损形态会引起曳引轮槽与曳引钢丝绳之间产生滑动摩擦，导致曳引轮槽磨损加速，此安全隐患需要及时处理;（2）磨损已造成曳引轮槽形状发生了质的改变，即曳引钢丝绳落入轮槽底部，此种磨损形态已严重影响到电梯的曳引能力，应立即更换或者重新加工曳引轮槽，恢复电梯的曳引能力。GB/T31821-2015《电梯主要部件报废技术条件》第4.2.4b）条已将曳引轮槽的不正常磨损作为了曳引轮报废的技术条件，因此，应该想办法避免上述两种曳引轮槽严重磨损形态的出现。

2磨损原因分析

2.1曳引轮加工质量的影响

2.1.1轮槽力学性能

曳引轮轮槽表面应具有一定的硬度且硬度应均匀。《电梯曳引机》（GB/T24478—2009）4.2.3.7规定，曳引轮绳槽面应采用与曳引绳耐磨性能相匹配的材质，曳引轮绳槽面材质应均匀，其硬度差不应大于15HB，在主机型式试验时应对该项进行检查。曳引轮一般采用球墨铸铁铸造后经机械切削加工制造，造成硬度差不符合规范的主要原因是成形工艺参数控制不当，如铸造时造型温度场分布不合理将造成曳引轮组织出现宏观偏析。曳引轮材料应具有高的抗压性、抗磨损性和抗振性，对应的曳引绳材料应具有高弹性、高韧性和较高的疲劳抗力，两者力学性能应相匹配。若轮槽表面硬度明显低于钢丝绳硬度，将降低轮槽抗磨损性能，导致轮槽过快磨损。

2.1.2曳引轮出厂尺寸

如曳引轮出厂时各轮槽加工误差较大，各轮槽节圆直径不一致，也会进一步加剧轮槽的不均匀磨损。由于节圆尺寸不一致，当轿厢上行或下行运动一定时间时，磨损的轮槽和未磨损轮槽对应的钢丝绳移动距离不一致，导致钢丝绳绳头压缩量不一致、各根钢丝绳所受张力被重新分布。当曳引轮两侧钢丝绳拉力比大于该轮槽曳引系数时，曳引条件被破坏，钢丝绳将在该轮槽中产生滑移。在轿厢运动过程中，出现不均匀磨损的轮槽相对于其他未磨损轮槽先达到滑移条件，滑移后各钢丝绳张力重新分布，随着轿厢的继续提升，将导致下一次滑移，如此循环往复。钢丝绳在曳引轮槽中的滑移将加剧该轮槽的磨损，反过来，轮槽的磨损越剧烈将导致更高的滑移频率，又加剧了轮槽磨损，形成恶性循环。

2.2曳引钢丝绳张力分析

实践证明，电梯在使用过程中，曳引钢丝绳在轮槽内的比压（即径向力）大小与轮槽的磨损程度通常成正比。比压是由曳引钢丝绳的张力形成的，所以各曳引钢丝绳的张力相差较大，导致各曳引轮槽承受的比压不同，就会造成轮槽不均匀磨损。现实中发现，有极少数电梯使用单位为了降低成本，减少电梯曳引钢丝绳在曳引轮槽上的布置数量，增加了单位曳引钢丝绳对曳引轮槽的张力，导致部分曳引轮槽磨损严重，造成了安全隐患。

2.3钢丝绳与曳引轮槽不匹配

为了确保曳引式电梯运行的稳定性与安全性，采用的钢丝绳与曳引轮槽必须相互匹配，若存在不匹配情况会引发事故。而从曳引式电梯的具体应用情况来看，通常会出现钢丝绳与轮槽不匹配情况，这会导致曳引轮槽在应用期间受到较为严重磨损，情况严重会导致钢丝绳发生弹跳现象，不仅对电梯乘坐的舒适度造成影响，而且还会引发安全事故。

2.4缺少专业的维护保养

充分润滑的钢丝绳弯曲时，绳股之间及钢丝之间容易相对滑动，摩擦阻力较小、磨损少，疲劳寿命相对较长。绳芯中所含润滑油不足，将导致绳芯变干，造成绳芯直径萎缩。钢丝绳各股在张力的作用下挤在一起，造成绳股之间和各钢丝之间摩擦增加，形成内部磨损，降低了钢丝绳的使用寿命。在这种情况发生时，其表面像生锈一样，钢丝绳绳股之间会出现红色的锈粉，即“红粉”。但这种“红粉”的形成机理与因潮湿导致的钢丝绳表面生锈不同，潮湿导致的生锈是一种电解反应，而这种“红粉”是由于各钢丝之间相互磨损的增加，钢丝表面被磨下一层铁粉，在空气中氧化形成Fe2O3粉末。

根据GB/T8903-2018《电梯用钢丝绳》的要求，电梯上采用的钢丝绳绳芯有纤维芯（FC）和钢芯（WC）两种。

纤维芯捻制成钢丝绳后，绳芯有含油率的要求，以确保钢丝绳在使用过程中得到充分的润滑，降低摩擦阻力，同时可以降低空气中湿气的影响。纤维芯钢丝绳在维护保养过程中是不允许对钢丝绳采取加润滑油处理的，当钢丝绳出现绳芯干涸、表面磨损时，应及时更换钢丝绳。

钢芯钢丝绳由于其本身具有更强的韧性和抗延展性，一般用于高层、高速电梯上，该电梯便采用钢芯钢丝绳。对于钢芯钢丝绳的保养要求，各厂家都制定了严格的定期保养、定期上油措施。

在更换维保单位之后，新的维保单位对该电梯钢丝绳的状况并不了解，未采取原厂家要求的对电梯钢丝绳进行必要的保养和上油，导致钢丝绳绳芯长期处于干涸状态，于是钢丝绳出现严重的磨损，进而发展成钢丝绳与曳引轮之间的磨损。

3曳引式电梯的检验检测

3.1检验检测曳引轮槽

检验检测曳引轮槽时，要将重点放在检查钢丝绳下沉量。一般来说，要依据检验检测标准，严格控制轮槽应用时的下沉量，若检测发现下沉量超出了检测标准，说明轮槽磨损异常，需要检修轮槽。在现场检查期间，若发现轮槽磨损较为严重，为了避免其造成更加严重的影响，要立即进行更换。

3.2超空载检验检测

检验检测期间要详细检查电梯的运行状态，精确记录电梯运行速度，分析各项内容。电梯空载状态能够紧急停靠，并且，该期间轿厢不会遭受严重破坏，说明轮槽遭磨损处于合理范围内。若电梯不能紧急停靠，或轿厢受到破坏，表明轮槽遭磨损较为严重，要及时进行更换。

结语

曳引式电梯作为一种特种设备，一旦出现故障，将会对人们的生活造成影响。轮槽是导致曳引轮失效的主要原因，因此，要对轮槽磨损的原因进行深入剖析，做好检测工作，确保电梯安全、稳定运行。

参考文献

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