电梯曳引钢丝绳的选择使用和维护

正确选择、使用和维护电梯曳引钢丝绳不仅关系到电梯的安全和正常运行，而且对延长使用寿命也是至关重要的。
1     钢丝绳的选择
    钢丝绳由绳股、绳股钢丝和绳芯组成。电梯钢丝绳是以单绳股围绕绳芯呈螺旋状捻制而成。通常采用50～65号优质碳素钢或60Si2Mn钢丝。为了安全，电梯钢丝绳用特号或1号钢丝，其钢丝直径限制在0.3～1.3mm之间。常用的曳引钢丝绳有西鲁式（X型）和瓦灵吞式（W型）。目前，国产电梯普遍使用西鲁式8或6钢丝股的钢丝绳，其中8X（19）应用较多。
1.1    丝绳标记识别举例
    以额定载重量1 000kg的乘客电梯为例，曳引钢丝绳采用8X（19）—16—140右交，其中8为绳股数量，X为西鲁式，（19）为每一绳股中的钢丝根数，16为钢丝绳的公称直径（mm），140为钢丝绳的抗拉强度（kgf/mm2），右交为钢丝在绳股和绳股在绳中右交方向捻制。国产曳引钢丝绳均为右交。
1.2    绳芯
    电梯钢丝绳均选用带浸油的纤维绳芯，绳芯支撑和固定绳股位置以致改善绳丝之间的接触，减缓冲击载荷，起贮油池作用供钢丝绳长期润滑之油源，使钢丝润滑良好。
1.3    西鲁式（X型）钢丝绳的结构与特征
    西鲁式钢丝绳交股的截面每股为1+9+9，即芯加第一层加第二层共19根钢丝组成：中心钢丝1根，ф1.2mm，内层钢丝9根，ф0.6mm，外层钢丝9根ф1.05mm。外层丝径比内层丝径大，因此又称外粗式钢丝绳。其特点①每股内外层钢线数量相同，但直径不等，外层嵌埋在内层凹口内，多层钢丝的捻距相等，结构紧密牢固，不易开卷。外层粗钢丝增加耐磨性，内层细钢丝提高柔软性，有利于受弯时的相互滑动，因而提高了钢丝绳的挠性和使用寿命。②层间钢丝平行线接触，钢丝绳耐疲劳性好，钢丝内部之间的耐磨损性能好，接触面积增大，接触应力减小。

2     曳引钢丝绳的安全系数
    从安全角度要求钢丝绳有一定的根数和安全系数，GB7588对K静有具体的规定：采用三根或三根以上曳引钢丝绳的电梯，K静=12；采用两根曳引钢丝绳的电梯，K静=16，通常要求乘客、载货和医用电梯钢丝绳根数应不少于4根，安全系数为12；杂物梯应不少于2根，安全系数为10。
    钢丝绳在工作中存在静动两种载荷，但影响钢丝绳使用寿命的主要还是静载荷，为了计算简化起见，仅对静载作实用计算。
2.1    钢丝绳直径的选择
    为了提高钢丝绳的强度，延长使用寿命，通常按式D/d≥40选取钢丝绳的直径，其中d为钢丝绳直径不小于8mm；D为曳引轮直径；
2.2    安全系数计算
    见公式1（请点击）
    式中K静—钢丝绳的安全系数；
    SP—钢丝绳的破断拉力；
    m—钢丝绳绕法所决定的倍率，1：1绕法时m=1，2：1绕法时m=2；
    Q—电梯的额定载重量；
    ∑W—Wj+Wg+Wp
    式中Wi为轿厢自重；Wg为轿厢处于最低层时轿厢与曳引轮之间的钢丝绳的重量；Wp为平衡绳拉紧负荷的一半（有平衡补偿装置时）。
3     钢丝绳的使用与维护
3.1    钢丝绳的检查
    钢丝绳所处状况的好坏直接关系着设备和乘客的安全，必须引起足够的重视，工作中应仔细观察和慎重检查，其检查内容：（1）检查断丝的根数、部位和捻距断丝情况；（2）钢丝绳直径变细情况 ，除目测外定期用游标卡尺测量绳径和磨损情况 ，测定方法见图1（请点击）；（3）检查钢丝绳的张力，各绳张力相互差值不应超过5%；（4）钢丝绳的润滑、清洁和锈蚀情况；（5）绳头及其组合情况，全长有无其它异常情况，如绳的异常伸长变化等。
3.2    钢丝绳的磨损和变形
    根据使用经验，钢丝绳在正常工况下突然断裂的现象少见，其损坏一般是在长期运行中由于磨损、弯曲疲劳、锈蚀或外伤逐渐形成的。应特别注意磨损、锈蚀的检查。磨损包括钢丝绳表面、股与股之间、丝与丝之间的磨损。
    机械磨损主要为外部均匀磨损、变形磨损和内部磨损三种，如图2所示（请点击）。A为纯机械磨损，一般来说，钢丝绳在使用过程由于其硬度比绳槽高，磨损很慢。但由于张力、槽型、钢丝绳在槽中打滑、偏磨、打滚，而与绳槽产生磨损，这种磨损在正常情况下是均匀的。B为变形磨损，是指钢丝绳在某一段内的局部磨损，由于钢丝绳和绳轮经常发生慢性移位或钢丝绳在绳轮上剧烈振动、冲击所造成，使钢丝绳局部挤压变形；虽然钢丝截面积并未减小，但局部挤压处的钢丝材质已受损，容易断丝。C为内部磨损，由于钢丝绳的经常弯曲，股中钢丝间产生相对移位，股与股之间接触压力增大，使相邻股间的钢丝产生局部压痕，时间一长会因应力集中而折断。如上所述，钢丝绳磨损、变细，将使钢丝绳内的钢丝截面积变小，其拉力降低，严重时应报废更换钢丝绳。根据经验，钢丝绳存在内部断丝时，钢丝绳在运行中能听到“咔嚓”的响声。#p#分页标题#e#
3.3    钢丝绳卧入绳槽的情况
    检查绳槽工作表面是否平滑，钢丝绳卧入绳槽内的深度是否一致。方法是把直尺沿轴向紧贴曳引轮外圆面，然后测量槽内钢丝绳顶点至直尺距离。当其差距达到1.5mm时，应重车或调换轮缘，如图3所示（请点击）。
    检查钢丝绳在绳槽内是否落底和打滑，当钢丝绳与槽底的间隙减少至1mm时绳槽需重新车削。绳槽在切口下面的轮缘厚度，当钢丝绳直径为ф13mm时应不小于ф12.5mm;当钢丝绳直径为ф16mm时应不小于ф15.5mm。
3.4    钢丝绳的锈蚀
    钢丝绳在使用过程中会发生锈蚀，机械性能降低，钢丝直径变细、股间松动，以致发生脆性断裂。这种断裂是“雪崩式”的断裂，它比一般的断丝或磨损更危险。维修中凡遇到钢丝绳锈蚀尤其要重视，应仔细观察，如发现锈蚀严重已形成麻坑或绳股外层钢丝有松动现象，不论断丝或绳径变细多少都应更换；如发现钢丝绳出现“红油”，说明绳芯无油，内部生锈，应引起注意，必要时可剁绳头检查钢丝绳的内部锈蚀情况 。防止钢丝绳锈蚀的方法是在绳上涂油保护。钢丝绳锈蚀等级见表3（请点击）。
3.5    对断丝的分析
    （1）过载断丝。钢丝绳承受过载负荷或冲击负荷造成的，其断口呈现杯状塑性收缩，由于电梯钢丝绳的安全系数大，这种断丝少见；（2）疲劳断出。出现在股的弯曲程序最大一侧的外层钢丝，金属疲劳产生的断丝，断口形状平齐。（3）磨损断丝。钢丝绳同曳引轮之间磨擦打滑造成，这种断丝是在钢丝磨损极其严重且发生在外层钢丝，断口两侧呈斜茬，断口扁平；（4）锈蚀断丝。锈蚀严重产生的。断口不整齐，呈钎尖状；（5）剪切断丝。被硬性拉断或受较大外力打击、挤压造成。断口呈剪切状；（6）扭结断丝。这种断丝在正常使用中很少出现，只有在钢丝绳出现松驰造成扭结才出现。断口形状平整、光滑。
3.6     钢丝绳的报废更换
    
    使用上表时注意下列几点：
    （1） 钢丝表面虽未受任何损伤，但断丝根数达到表中对应数字者应报废；（2）钢丝表面磨损或腐蚀占直径的30%时，即使断丝数为0亦应报废；（3）表面磨损百分数已达到，而对应的断丝数未达到者不报废；（4）钢线绳出现断股时应报废；（5）钢线绳为同向捻绕时，其容许的钢丝断裂根数为表中数值的一半；（6）捻距的估算：一般以6.5倍绳径为一捻距，如8X（19）西鲁式钢丝绳8股Φ16mm的捻距约为6.5×16mm=100mm；（7）钢丝绳直径减少10%应报废。（8）钢丝绳表面有严重锈蚀、发黑、斑点、麻坑以及外层钢丝松动，必须立即更换；（9）更换钢丝绳时，同组的各钢丝绳要一同更换；（10）使用中，若发现内部的润滑油被挤出有如流汗现象时，表示钢丝绳已达超载状态，发生此现象要立即检查，找出原因必要时应更换新绳；（11）保持钢丝绳的清洁，若发现表面有沙土等污垢，应用煤油擦干净（严禁用汽油）；（12）对钢丝直径不等的钢丝绳，断丝数是指细丝而言，一根粗丝相当于1.7根细钢丝。
3.7    钢丝绳的润滑
    一般来说，在曳引轮直径较大，温度干燥的使用场所，钢丝绳使用3～5年自身仍有足够的润滑油，不必添加新油。但不管使用时间多长，只要在钢丝绳上发现生锈或干燥迹象时，必须加润滑油。
3.7.1    润滑方法 
    A在钢丝表面用鬃刷逆钢丝绳运行方向均匀薄涂一次专用的ET稀释型电梯钢丝绳脂，或者使用20号机油，这种方法的好处是简便，不用加热，涂敷方便，但应注重浇油时不可太多，绳表面能有轻微的渗透润滑即可。不能涂抹钙基润滑脂。B加热涂敷。先用钢丝刷子刷去绳上的污垢和残留物，并用煤油清擦（严禁用汽油清洗），将润滑油（石墨和凡士林的混合物）加热到80℃以上涂敷。对钢丝绳润滑要适度，表面不能敷油太多。否则，曳引力降低，严重时平衡不了负载力矩，出现电梯运行失控，造成电梯冲顶、蹾底事故；钢丝绳在轮槽打滑，如同拉锯，严重磨损绳槽和钢丝绳本身。
3.7.2    润油滑应具备的特征 
     不带酸、碱，不含水份，不吸湿气；在大气中不易干燥，低温时不硬化（龟裂），高温时不流失；具有适当粘度，以免钢丝绳运转时甩油；具有足以渗到钢丝绳、丝股间及绳芯的特性。