楊微微
(浙江省特種設備檢驗研究院,浙江 杭州 310012)
鋼絲繩作為帶動電梯運行的重要部件,其質(zhì)量水平直接影響著電梯運行的安全性和電梯承載人員的生命安全。為了提高電梯鋼絲繩的使用壽命,首要措施是確保鋼絲繩的選型正確,使其強度、撓性和耐磨性滿足電梯的運行要求,其次便是電梯運行期間的定期檢查和維護,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,選擇的維護方法等都能夠有效延長電梯鋼絲繩的使用壽命。
電梯曳引鋼絲繩主要承受彎曲與拉伸兩方面力的作用:彎曲主要是受到外力作用導致電梯曳引鋼絲繩的變形;而拉伸主要是受到轎廂與對重上下交替運行拉伸作用的影響。在電梯運行中,根據(jù)曳引比的不同,曳引鋼絲繩需要經(jīng)過不同次數(shù)的彎曲,經(jīng)過反復應力使得電梯曳引鋼絲繩產(chǎn)生疲勞,影響曳引鋼絲繩的使用壽命。而電梯曳引鋼絲繩的彎曲力度應當與曳引輪的直徑成正比,因此,就規(guī)定曳引輪的直徑不能小于曳引鋼絲繩直徑的40倍。在電梯運行過程中,動態(tài)拉力很大程度影響曳引鋼絲繩的使用壽命,同時曳引鋼絲繩的負載分布也影響曳引鋼絲繩的使用壽命。
通常情況下,磨損會使得零部件形狀變化,失去設備原有設計所要達到的效果。這樣一來,使用喪失原有功能的零部件會存在一定的安全隱患。在電梯運行中,鋼絲繩各鋼絲之間、曳引鋼絲繩與繩槽之間有輕微磨損屬于正常現(xiàn)象,但是如果滑動磨擦頻率加快,或者受到不均勻磨損,都會影響電梯曳引鋼絲繩的使用壽命,影響電梯運行的平穩(wěn)性,使電梯可靠性降低。具體而言,曳引輪主要受到材質(zhì)與其他物理性能的影響,尤其是曳引輪槽的材質(zhì)均勻程度不同,使得靜摩擦力減小,出現(xiàn)一定程度的滑動摩擦,導致曳引輪槽及曳引鋼絲繩的磨損。同時,電梯的負載過大及曳引輪兩側(cè)鋼絲繩張力不均也會造成鋼絲繩不同程度的磨損。而對于半圓型有切口的曳引輪,在運行過程中,會隨著輪槽半圓切口變大而加大曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦,進一步加大曳引鋼絲繩的磨損程度。
為了提高曳引能力,曳引機生產(chǎn)廠家會采用加大曳引繩槽下切口角,或采用V形繩槽設計,目前有些廠家的繩槽下切口角β達到110°,已超出GB7588-2003附錄M中規(guī)定的下切口角設計上限,槽的角度值γ達到極限角度25°。不合理的、過大的包角設計,或者過大的下切口角設計,或者過小的V型槽角設計等都會加大鋼絲繩的磨損,嚴重影響鋼絲繩壽命。
實際工程中,曳引鋼絲繩在拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)等多個應力共同作用下產(chǎn)生磨損,因而鋼絲繩需有較好的強度和韌性。鋼絲繩的強度和韌性除了和鋼絲繩的材質(zhì)有關(guān)外,也與鋼絲繩的處理工藝有著密切的關(guān)系。預張拉技術(shù)、捻制工藝等溫淬火工藝等都是制繩工藝中的關(guān)鍵因素。新安裝的電梯曳引鋼絲繩隨著運行時間的增加會自然伸長,這種伸長可能會影響電梯的正常運行,如平層精度下降、對重緩沖距減小等,同時也會影響鋼絲繩的疲勞壽命。
電梯的運行參數(shù)包括載重量、運行速度、運行層站、提升高度、梯型等等。尤光輝通過試驗分析了電梯曳引鋼絲繩張力在不同載重量、速度、加速度的變化情況,電梯曳引鋼絲繩最大張力隨著載重量、速度、加速度的增加而增加,影響最大張力值波動因素中,載重量影響最大,加速度影響次之,速度影響較小。載荷力對鋼絲繩直徑磨損率的影響最為顯著,運動頻率次之,包角影響最?。轰摻z繩直徑的磨損量隨著載荷力、頻率和包角的增大而增大。
充分潤滑的鋼絲繩彎曲時,股之間及鋼絲之間易于相對滑動,磨擦阻力較小,磨損少,疲勞壽命相對較長。潤滑油脂同時也提供對鋼絲的防銹保護和對纖維的抗腐蝕保護。纖維芯一般都需浸油以排除水分防止腐蝕。由于2∶1繞繩方式鋼絲繩繩速加倍,對鋼絲繩潤滑要求更高,需加大對鋼絲繩的清理、再潤滑頻次。
《電梯制造與安裝安全規(guī)范》(GB7588-2003)規(guī)定電梯曳引鋼絲繩的根數(shù)不能少于兩根,直徑不能小于8mm,并且規(guī)定曳引鋼絲繩為2根時其安全系數(shù)不小于16,曳引鋼絲繩為3根或3根以上時,安全系數(shù)不小于12。一般電梯鋼絲繩都在3根以上,多為4至6根。電梯鋼絲繩是專用鋼絲繩,我國已有國家標準《電梯用鋼絲繩》(GB8903-88)、《電梯鋼絲繩用鋼絲》(YB/T5198-2004)。在鋼絲繩選擇時應注意:一是盡量選擇韌性好,強度級別適中的鋼絲組成的鋼絲繩。二是鋼絲繩直徑的收縮率要小,首選正常使用一年的鋼絲繩直徑收縮率不大于5%的。三是選擇適合的鋼絲繩繩芯。
電梯鋼絲繩在使用過程中必須進行適當?shù)臐櫥?,這樣可以減少鋼絲之間和鋼絲在繩輪輪槽中的磨損,也可以防止鋼絲的氧化和腐蝕。電梯鋼絲繩潤滑的次數(shù)取決于氣候、環(huán)境、繩速、使用頻率等因素,具體的次數(shù)可根據(jù)實際狀況來定。根據(jù)多年的實踐檢驗,為了防止曳引繩局部表面的繼續(xù)磨損,可以采用翻繩法。因為曳引繩反面未受任何磨損,依舊如新,將其翻個面,可以充分提高其使用價值,當然磨損程度必須在可使用范圍內(nèi)。
影響電梯曳引鋼絲繩使用壽命有很多因素,其狀況的好壞與否直接關(guān)系到曳引鋼絲繩的使用壽命。因此,檢驗人員應當重視對電梯曳引鋼絲繩的檢測。同時,更換正規(guī)廠家且檢驗合格的電梯用鋼絲繩,避免因曳引鋼絲繩的不足影響電梯的安全運行,進而保障人們的財產(chǎn)和生命安全。