改善電梯鋼絲繩壽命的實踐

1、改善電梯鋼絲繩壽命改善電梯鋼絲繩壽命標(biāo)準(zhǔn)、理論和實踐標(biāo)準(zhǔn)、理論和實踐曾曉東曾曉東EN811：1998是罪魁禍?zhǔn)?老標(biāo)準(zhǔn)老標(biāo)準(zhǔn) 考核安全系數(shù)：安全系數(shù)考核安全系數(shù)：安全系數(shù)應(yīng)不小于應(yīng)不小于12； 考核比壓：許用比壓與考核比壓：許用比壓與繩繩速速直接相關(guān)；直接相關(guān)； 在摩擦學(xué)里面在摩擦學(xué)里面pv是最重要是最重要的一個物理參數(shù)之一！的一個物理參數(shù)之一！ 實際電梯計算的結(jié)果，往實際電梯計算的結(jié)果，往往比壓是決定性的條件，往比壓是決定性的條件，也就是比壓滿足，安全系也就是比壓滿足，安全系數(shù)也滿足，而安全系數(shù)滿數(shù)也滿足，而安全系數(shù)滿足，比壓卻未必滿足。足，比壓卻未必滿足。 新標(biāo)準(zhǔn)新標(biāo)準(zhǔn) 僅僅考核安全系數(shù)，

2、而且僅僅考核安全系數(shù)，而且與繩速無關(guān)。雖然要求的與繩速無關(guān)。雖然要求的安全系數(shù)成為了一個與繞安全系數(shù)成為了一個與繞繩方式、繩槽參數(shù)等變量繩方式、繩槽參數(shù)等變量相關(guān)的一個函數(shù)；相關(guān)的一個函數(shù)； 不再考核比壓；不再考核比壓； 實際計算的結(jié)果，通常情實際計算的結(jié)果，通常情況下多數(shù)是符合了安全系況下多數(shù)是符合了安全系數(shù)，驗算比壓不合格；數(shù)，驗算比壓不合格； 也就是新標(biāo)準(zhǔn)對于鋼絲繩也就是新標(biāo)準(zhǔn)對于鋼絲繩的要求降低了！的要求降低了！2：1懸掛火上澆油 繩速增加一倍；繩速增加一倍； 彎折次數(shù)大大增加；彎折次數(shù)大大增加； D/d降低到接近降低到接近40（降低曳引輪扭矩，降低（降低曳引輪扭矩，降低制動器扭矩，節(jié)

3、約曳引機(jī)成本）；制動器扭矩，節(jié)約曳引機(jī)成本）； 據(jù)說安裝上也容易出問題？據(jù)說安裝上也容易出問題？ 鋼絲繩本身的質(zhì)量是否有問題？搬運損傷、鋼絲繩本身的質(zhì)量是否有問題？搬運損傷、潤滑等等是否符合要求？潤滑等等是否符合要求？ 綜合來看，大面積的鋼絲繩問題就不難理綜合來看，大面積的鋼絲繩問題就不難理解了解了出人意料，情理之中！出人意料，情理之中！張力平衡問題根據(jù)疲勞理論，應(yīng)力與壽命之根據(jù)疲勞理論，應(yīng)力與壽命之間是成指數(shù)（對數(shù)）關(guān)系的；間是成指數(shù)（對數(shù)）關(guān)系的；根據(jù)文獻(xiàn)介紹，根據(jù)文獻(xiàn)介紹，中國電梯中國電梯2011年第年第1期的期的P31和和P44，鋼鋼絲繩的張力變化絲繩的張力變化2020，壽命變，壽命變

4、化化3030200200！標(biāo)準(zhǔn)要求不大于標(biāo)準(zhǔn)要求不大于5的張力誤差，的張力誤差，不采取特殊措施是難以達(dá)到的，不采取特殊措施是難以達(dá)到的，實際上偏差實際上偏差50也絕不罕見！也絕不罕見！現(xiàn)代化的模擬式張力測試儀，現(xiàn)代化的模擬式張力測試儀，并不能解決張力平衡問題，因并不能解決張力平衡問題，因為電梯一運行，張力就會發(fā)生為電梯一運行，張力就會發(fā)生變化，永遠(yuǎn)都調(diào)節(jié)不好。變化，永遠(yuǎn)都調(diào)節(jié)不好。鋼絲繩過載，導(dǎo)致電梯鋼絲繩鋼絲繩過載，導(dǎo)致電梯鋼絲繩的壽命遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期的壽命遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期 如何盡可能達(dá)到張力平衡？如何盡可能達(dá)到張力平衡？超靜定結(jié)構(gòu)：各根鋼絲繩要求獨立，超靜定結(jié)構(gòu)：各根鋼絲繩要求獨立，由此帶來張力不

5、能自動進(jìn)行調(diào)節(jié)達(dá)由此帶來張力不能自動進(jìn)行調(diào)節(jié)達(dá)到平衡；到平衡；在不能采用完全平衡的靜定結(jié)構(gòu)，在不能采用完全平衡的靜定結(jié)構(gòu)，也不能采用恒力彈簧的條件下，設(shè)也不能采用恒力彈簧的條件下，設(shè)法增加繩頭的補償效果就是最現(xiàn)實法增加繩頭的補償效果就是最現(xiàn)實的選擇；的選擇；而要增加繩頭的補償效果就要降低而要增加繩頭的補償效果就要降低彈簧的剛度，從而大大增加彈簧的彈簧的剛度，從而大大增加彈簧的變形量！變形量！鋼絲繩張力平衡良好，不僅成倍延鋼絲繩張力平衡良好，不僅成倍延長鋼絲繩本身的壽命，也同時長鋼絲繩本身的壽命，也同時顯著顯著延長了曳引輪的磨損壽命！延長了曳引輪的磨損壽命！用彈簧的壽命去換取鋼絲繩的壽命，用彈簧

6、的壽命去換取鋼絲繩的壽命，是現(xiàn)實的選擇。是現(xiàn)實的選擇。張力不平衡的根源繩繩槽槽節(jié)節(jié)徑徑誤誤差差和和鋼鋼絲絲繩繩直直徑徑偏偏差差造造成成各各根根鋼鋼絲絲繩繩的的速速度度不不同同，從從而而運運行行的的距距離離也也就就不不可可能能一一致致！11000原理與13000原理 曳引輪繩槽節(jié)徑有制造誤差，鋼絲繩的直徑也有曳引輪繩槽節(jié)徑有制造誤差，鋼絲繩的直徑也有制造偏差，從而，在電梯運行時各根鋼絲繩實際制造偏差，從而，在電梯運行時各根鋼絲繩實際運行的距離存在累積誤差；運行的距離存在累積誤差； 據(jù)估算據(jù)估算2：1懸掛的轎廂每移動懸掛的轎廂每移動1米，繩間運行偏米，繩間運行偏差約為差約為1毫米，這就是所謂的毫米

7、，這就是所謂的1 110001000原理原理 對于傳統(tǒng)的對于傳統(tǒng)的1：1懸掛這一數(shù)值約為懸掛這一數(shù)值約為1 130003000 可見累積誤差是很可觀的！且再仔細(xì)的張力調(diào)整可見累積誤差是很可觀的！且再仔細(xì)的張力調(diào)整也不能一勞永逸解決問題，這就是繩間張力偏差也不能一勞永逸解決問題，這就是繩間張力偏差產(chǎn)生的根源。產(chǎn)生的根源。 看看錄像 肉眼就可以看到鋼絲繩張力的變化；肉眼就可以看到鋼絲繩張力的變化； 電梯是電梯是800公斤公斤1.75米每秒，米每秒，18層樓；層樓； 更高的樓層會導(dǎo)致更大的累積誤差；更高的樓層會導(dǎo)致更大的累積誤差； 大幅度的張力變化，對于彈簧提出了嚴(yán)酷的大幅度的張力變化，對于彈簧提出

8、了嚴(yán)酷的要求，彈簧疲勞壽命很難達(dá)到無限大；要求，彈簧疲勞壽命很難達(dá)到無限大； 鋼絲繩直徑偏差是主要的原因，曳引輪節(jié)徑鋼絲繩直徑偏差是主要的原因，曳引輪節(jié)徑誤差是次要的；誤差是次要的； 現(xiàn)場親身碰到的，鋼絲繩的直徑偏差達(dá)到現(xiàn)場親身碰到的，鋼絲繩的直徑偏差達(dá)到1毫米！毫米！其他措施 D/d增加到增加到45倍以上；倍以上； 安全系數(shù)提高到接近安全系數(shù)提高到接近20，甚至超過，甚至超過20； 曳引輪槽進(jìn)行氮化或者激光淬火，硬化處曳引輪槽進(jìn)行氮化或者激光淬火，硬化處理后表面硬度理后表面硬度HV450以上；以上； 采用單強(qiáng)度鋼絲繩，內(nèi)外層鋼絲強(qiáng)度都達(dá)采用單強(qiáng)度鋼絲繩，內(nèi)外層鋼絲強(qiáng)度都達(dá)到到1770兆帕以上

9、；兆帕以上； 上述措施牽涉到曳引機(jī)的設(shè)計，特別是與上述措施牽涉到曳引機(jī)的設(shè)計，特別是與鋼絲繩的配合，因此需要綜合考慮。鋼絲繩的配合，因此需要綜合考慮。鋼絲繩壽命計算方法（1） 鋼絲繩直徑系數(shù)：鋼絲繩直徑系數(shù)： 8：1.2； 10：1.1； 12：1.0； 16：0.9； 18：0.8；系數(shù)越大越好系數(shù)越大越好 鋼絲繩種類系數(shù)：鋼絲繩種類系數(shù)： A種種=2；E種種=1系數(shù)越大越好系數(shù)越大越好 破斷力破斷力 A種種=高強(qiáng)度；高強(qiáng)度； E種種=低強(qiáng)度；低強(qiáng)度；破斷力越大越好破斷力越大越好鋼絲繩壽命計算方法（2） 繞繩方式繞繩方式 復(fù)繞：復(fù)繞：2； 單繞：單繞：1系數(shù)越小越好系數(shù)越小越好 曳引輪槽形系

10、數(shù)曳引輪槽形系數(shù) V型型1 90U型型=1.5 60U型型=6.5 U型型=15系數(shù)越大越好系數(shù)越大越好 曳引輪直徑曳引輪直徑D直徑越大越好直徑越大越好 D/d的數(shù)值的數(shù)值 大于大于40倍倍倍數(shù)越大越好倍數(shù)越大越好 鋼絲繩張力鋼絲繩張力張力越小越好張力越小越好鋼絲繩壽命計算方法（3） 平均月運行時數(shù)平均月運行時數(shù) 125小時小時運行時數(shù)越小越好運行時數(shù)越小越好 導(dǎo)向輪、反繩輪等導(dǎo)向輪、反繩輪等 繞繩方式繞繩方式 輪的直徑輪的直徑 輪槽系數(shù)輪槽系數(shù)與曳引輪類似與曳引輪類似 電梯繁忙系數(shù)電梯繁忙系數(shù) 根據(jù)月運行次數(shù)確定根據(jù)月運行次數(shù)確定越繁忙越不好越繁忙越不好 滑輪數(shù)量滑輪數(shù)量 除曳引輪外滑輪數(shù)量

11、除曳引輪外滑輪數(shù)量越少越好越少越好 電梯運行速度電梯運行速度 安裝方式（上置式，下置安裝方式（上置式，下置式）式） 安裝質(zhì)量安裝質(zhì)量.參考計算結(jié)果 已知條件已知條件 1000公斤載重電梯，公斤載重電梯，P+Q2500公斤；公斤； 2：1懸掛，帶切口懸掛，帶切口U槽，繩槽角度槽，繩槽角度35度，度，切口角切口角90度；度； 所有導(dǎo)向輪和反繩輪的直徑都為所有導(dǎo)向輪和反繩輪的直徑都為400毫米，毫米，繞繩方式為單繞，單根繩總長繞繩方式為單繞，單根繩總長100米（電梯米（電梯提升高約提升高約50米）；米）； 鋼絲繩結(jié)構(gòu)鋼絲繩結(jié)構(gòu)819纖維芯纖維芯 計算結(jié)果對比方式方式3采用采用8毫米直徑單強(qiáng)度鋼絲繩，

12、曳引輪直徑為毫米直徑單強(qiáng)度鋼絲繩，曳引輪直徑為365毫米，可以得到的輪徑比超過毫米，可以得到的輪徑比超過45倍；倍；而通常的曳引機(jī)輪徑比為而通常的曳引機(jī)輪徑比為40倍（方式倍（方式1和方式和方式2），達(dá)到），達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限狀態(tài)，對鋼絲繩壽命極為不利；了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限狀態(tài)，對鋼絲繩壽命極為不利；按照推薦的鋼絲繩壽命計算方法，傳統(tǒng)曳引機(jī)（方式按照推薦的鋼絲繩壽命計算方法，傳統(tǒng)曳引機(jī)（方式1）鋼絲繩壽命很短；鋼絲繩壽命很短；要成倍增加鋼絲繩壽命，最簡單的方法就是增加鋼絲繩要成倍增加鋼絲繩壽命，最簡單的方法就是增加鋼絲繩的根數(shù)（方式的根數(shù)（方式2）；）；而方式而方式3的鋼絲繩壽命又比方式的鋼絲繩壽命又比方式2加倍！加倍！從經(jīng)濟(jì)性角度而言，方式從經(jīng)濟(jì)性角度而言，方式3比方式比方式2在鋼絲繩方面節(jié)約的在鋼絲繩方面節(jié)約的成本接近成本接近20；方式；方式3還顯著節(jié)約了曳引電機(jī)以及制動還顯著節(jié)約了曳引電機(jī)以及制動器部分的成本。器部分的成本。實踐結(jié)論 原來碰到的最大問題是鋼絲繩壽命不長，原來碰到的最大問題是鋼絲繩壽命不長，曳引輪壽