【默者学电梯】电梯曳引钢丝绳

曳引钢丝绳也称曳引绳，电梯专用钢丝绳联接轿厢和对重，并靠曳引机驱动使轿厢升降。它承载着轿厢、对重装置、额定载重量等重量的总和。曳引机在机房穿绕曳引轮、导向轮，一端联接轿厢，另一端联接对重装置(曳引比1：1)。

(一)曳引钢丝绳的结构、材料要求

1．曳引钢丝绳一般为圆形股状结构，主要由钢丝、绳股和绳芯组成，如图2—18所示。钢丝是钢丝绳的基本组成件，要求钢丝有很高的强度和韧性(含挠性)。图2—18(a)为钢丝绳外形，图2—18(b)、(c)为钢丝绳横截面图(放大)。

图2—18  圆形股电梯用钢丝绳

(a)1—绳股；2—钢丝；3—绳芯　　(b)圆股等铰距6×19(9／9／1)电梯钢丝绳

(b)(c)图一钢丝绳截面放大　　　　(c)圆股等铰距8×19(9／9／1)电梯钢丝绳

2．钢丝绳股由若干根钢丝捻成，钢丝是钢丝绳的基本强度单元；绳股由钢丝捻成的每股绳直径相同的钢丝绳，股数多，疲劳强度就高。电梯用一般是6股如图2—18(b)和8股如图2—18(c)所示。绳芯是被绳股的缠绕的挠性芯棒，通常由纤维剑麻或聚烯烃类(聚丙烯或聚乙烯)的合成纤维制成，能起到支承和固定绳的作用，且能贮存润滑剂。

3．钢丝绳中的钢丝的材料由含碳量为0．4％～1％的优质钢制成，为了防止脆性，材料中的硫、磷等杂质的含量不应大于0．035％。

(二)曳引钢丝绳的性能要求

由于曳引绳在工作中受反复的弯曲，且在绳槽中承受很高的比压，并频繁承受电梯起、制动时的冲击。因此在强度、挠性及耐磨性方面，均有很高要求。

1．强度

对曳引绳的强度要求，体现在静载安全系数上。

静载安全系数　　

式中：K_静——钢丝绳的静载安全系数；

　　   P——钢丝绳的最小破断拉力(N)；

　　   n——钢丝绳根数；

　　   T——作用在轿厢侧钢丝绳上的最大静荷力(N)。

　　   T＝轿厢自重+额定载重+作用于轿厢侧钢丝绳的最大自重。

对于K_静，我国规定大于12。

从使用安全的角度看，曳引绳强度要求的内容还应加上对钢丝根数的要求。我国规定不少于3根。

2．耐磨性

电梯在运行时，曳引绳与绳槽之间始终存在着一定的滑动，而产生摩擦，因此要求曳引绳必须有良好的耐磨性。钢丝绳的耐磨性与外层钢丝的粗度有很大关系，因此曳引绳多采用外粗式钢丝绳，外层钢丝的直径一般不少于0．6mm。

3．挠性

良好的挠性能减少曳引绳在弯曲时的应力，有利于延长使用寿命，为此，曳引绳均采用纤维芯结构的双挠绳。

(三)曳引钢丝绳主要规格参数与性能指标

1．主要规格参数：公称直径，指绳外围最大直径。

2．主要性能指标：破断拉力及公称抗拉强度。

(1)破断拉力——指整条钢丝绳被拉断时的最大拉力，是钢丝绳中钢丝的组合抗拉能力，决定于钢丝绳的强度和绳中钢丝的填充率。

(2)破断拉力总和——钢丝在未被缠绕前抗拉强度的总和。但钢丝绳一经缠绕成绳后，由于弯曲变形，使其抗拉强度有所下降，因此两者间关系有一定比例。

破断拉力＝破断拉力总和×0．85

(3)钢丝绳公称抗拉强度——指单位钢丝绳截面积的抗拉能力。

(四)曳引钢丝绳的标记方法及有关技术数据

1．标记方法

钢丝绳的标记按GB8903—88方法规定：

如结构为8×19西鲁式，绳芯为天然纤维芯，直径为13mm，钢丝公称抗拉强度为1370／1770(1500)N／mm²，双强度配制，捻制方法为右交互捻的电梯钢丝绳标记为：

电梯钢丝绳：8×19S+NF—13—1500(双)右交—GB8903—88

2．有关标记中名词的解释

(1)西鲁式

西鲁式又称外粗式钢丝绳(代号为S)，绳股以一根粗钢丝为中心，周围布以细钢丝，并在两层两条钢丝间的沟槽中多布置一条粗钢丝，内外层钢丝数量相等，粗细不同，由于外层钢丝粗于内层，因此被称为外粗式，如图2—19所示。这种绳挠性较差，对弯曲的半径要求大，其优点是外粗耐磨性好。由于电梯要求钢丝绳具有高的耐磨性，因此在电梯上应用最广泛。我国电梯用钢丝绳常用西鲁式结构。

图2—19  钢丝绳的捻法

(1)右交互捻；(2)左交互捻；(3)右同向捻；(4)左同向捻

钢丝绳结构除了西鲁式外，还有瓦林吞式和填充式。

(2)右交互捻

钢丝绳由于是多股的，因此在股与丝的捻向和捻法有所不同。捻指钢丝在股中或股在绳中的捻制螺旋方向，分为右捻和左捻。

右捻：把钢丝绳成股竖起来观察，螺旋线从中心线左侧开始向上、向右旋转的称右捻，如图2—19所示。

左捻：螺线从中心线右侧开始向上、向左旋转的称左捻，如图图2—19所示。

捻法指股的捻向与绳的捻向相互搭配的方法，有交互捻和同向捻之分。

交互捻：股的捻向与绳的捻向相反，又称逆捻(或称交绕)。

同向捻：股的捻向与绳的捻向相同，又称顺捻(或称顺绕)。

交互捻绳由于绳与股的扭转趋势相反，相互抵消，不易松散，在使用中没有扭转打结趋势，因此可用于悬挂的场合。

同向捻绳的耐磨性挠性比交互捻绳好，但有扭转趋势，容易打结，且易松散，因此通常用于两端等固定的场所，如牵引式运行小车的牵引绳。

电梯是以悬挂式使用钢丝绳的，因此必须使用交互捻绳，一般为右交互捻。

(五)曳引钢丝绳的固定接头方法

钢丝绳的两端总要与有关的构件连接，如用1：1绕法，绳的一端与轿厢上的绳头板连接，另一端要与对重上的绳头板连接；如采用2 ：1绕法，钢丝绳的两端都必须引到机房，与机房上的固定支架的绳头板连接固定。

固定钢丝绳端部的装置也叫绳头组合，其方法有各种各样，最安全牢靠的方法是用合金固定方法——巴氏合金填充的锥形套筒法，如图2—20所示。这种固定法能够使钢丝绳保持100％的断裂力。

图2—20  曳引绳端部固定法

1—锥套；2—曳引绳头与巴氏合金溶接；3—绳头板；4—弹簧垫；5—弹簧；6—拉杆；7—螺母

巴氏合金是一种低熔点合金，主要成分是锡、铅、锑等。对浇注巴氏合金固定曳引绳头，各电梯厂都制定有专门的操作规程，必须严格按规程操作，以免降低曳引绳端接部位的机械强度。

绳头组合中的锥形套筒由铸钢制成，小端连接曳引绳头(几条曳引绳就得用几个绳头组合)，套内浇注了巴氏合金，将绳头铸在锥套中，拉杆插入轿厢或对重架上梁的绳头板孔中，并套入弹簧，加设垫圈，用双螺母固定，并加上开口销，以防脱落。如图2—21所示。

图2—21  曳引绳头组合装置

1—轿厢上梁；2—曳引绳，3—锥套；4—绳头板；5—绳头弹簧

(六)曳引钢丝绳使用寿命分析

影响钢丝绳寿命与以下几个方面有关：

1．拉伸荷力。运行中的动态拉力对钢丝绳的寿命影响很大，同时各钢丝绳的荷载不均匀也是影响寿命的重要方面，如果钢丝绳中的拉仲荷载变化为20％时，则钢丝绳的寿命变化达30％～200％。

2．弯曲。电梯运行中；钢丝绳上上下下经历的弯曲次数是相当多的，由于弯曲应力是反复应力，将会引起钢丝绳的疲劳，影响寿命，而弯曲应力与曳引轮的直径成反比，所以曳引轮、反绳轮的直径不能小于钢丝绳直径的40倍。

3．曳引轮槽型和材质，好的绳槽形状使钢丝绳在绳槽上有良好的接触，使钢丝产生最小的外部和内部压力，能延长使用寿命。另外，钢丝绳的压力与钢丝绳和绳槽的弹性模量有关，如绳槽采用较软的材料，则钢丝绳具有较长的寿命。但应注意的是，在外部钢丝绳应力降低的情况下，磨损将转向钢丝绳的内部。

4．腐蚀。在不良的环境下，内部和外部的腐蚀会使钢丝绳的寿命显著降低、横截面减小，进而使钢丝绳磨损加剧。特别要注意的是麻质填料解体或水和尘埃渗透到钢丝绳内部而引起的腐蚀，对钢丝绳寿命影响更大。

除此之外，电梯的安装质量、维护好坏、钢丝绳的注油情况等都会影响到钢丝绳的寿命。另外，钢丝绳本身的性能指标、直径大小和捻绕型式等也都会影响钢丝绳的寿命。因此，必须给予注意。

(七)钢丝绳的更换准则

一般可以从以下四个方面来考虑：

1．大量出现断裂的钢丝绳。

2．磨损与钢丝绳的断裂同时产生和发展。

3．表面和内部产生腐蚀，特别是内产腐蚀，可以用磁力探伤机检查。

4．钢丝绳使用的时间已相当长。当然不能随使用频率而一概而论，一般安全期最少要有一年，如已经用3～5年就值得考虑，要正确地判定时间，还需从定期检查的记录中进行分析判断。

综上所述，如发现钢丝绳有下列情况之一时，应及时更换(以8股、每股19丝的钢丝绳来讲)。并注意新换的钢丝绳应与原钢丝绳同规格型号。

1．断丝在各绳股之间均布。在一个捻距内的最大断丝数超过32根(约为钢丝绳总丝数的20％)。

2．断丝集中在一或二个绳股中。在一个捻距内的最大断丝数超过16根(约为钢丝绳总丝数的10％)。

3．曳引绳磨损后其直径小于或等于原钢丝绳公称直径的90％。

4．曳引绳表面的钢丝有较大磨损或腐蚀，见表2—2。

表2—2  曳引绳表面的钢丝磨损和腐蚀情况

注：假如磨损与腐蚀量为钢丝直径原始的40％及以上时，曳引绳必须报废。

5．曳引绳锈蚀严重，点蚀麻坑形成沟纹，外层钢丝绳松动，不论断丝数或绳径变细多少，必须更换。

上一节回顾：《电梯曳引机》

下一节来学习：《电梯对重和补偿装置》

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