更换高层电梯曳引钢丝绳经验总结随着我国经济得飞速发展人口密度越来越高,人们得生活进入了向天空要地皮得时代,高层、超高层建筑越来越多地占领了城市得高空,与之相伴而生得垂直交通工具高层高速电梯越来越多地进入了人们得生活。
高层电梯方便了人们生活得同时也带来了它本身独有得一些问题.由于高层电梯得垂直提升距离大所以要求它得运行速度快以节省乘客消耗在乘坐电梯上得时间,从而提高工作、出行效率,所以高层高速电梯得动力驱动装置--曳引轮与动力传导介质曳引钢丝绳——得磨损量比普通电梯大,高层高速电梯更换曳引钢丝绳与曳引轮得周期比普通电梯要短很多.电梯上、下运行得动力来自于电动机,电动机驱动一只曳引轮,曳引轮就是一只车削加工了几道V型槽得绳轮,每道绳槽里用来悬挂一条钢丝绳,这只曳引轮同时驱动这几条钢丝绳,这几条钢丝绳承载着井道内几乎所有运动部件重量,在对重、轿厢、负载重量、钢丝绳自重、平衡链、随动电缆全部重量总与得压迫下曳引轮与钢丝绳之间产生巨大得摩擦力,电动机旋转得动力通过曳引轮与钢丝绳之间得摩擦力传导到钢丝绳上再通过钢丝绳拉动轿厢与对重,以实现电动机拖动轿厢上、下运行得目得,也就就是说此处得摩擦力就就是电梯得曳引力。
由于每台电梯只有一个曳引轮、只有一个轿厢、只有一个对重,而传导动力得中间介质——-钢丝绳却有几条,所以在理论上要求每条钢丝绳之间松紧力、速度快慢必须一致,这样每条钢丝绳对轿厢与对重提供得拉力才能大小相等,然而由于高层电梯与低层电梯相比曳引钢丝绳长度很长,钢丝绳松紧度达到松紧一致难度比较大,所以在技术层面上把高层电梯得钢丝绳松紧度调整到理想中得一致有一定难度,这就是安装电梯曳引钢丝绳技术得关键点也技术难点所在,由此衍生了很多难题,不但要求电梯维保人员平时经常对钢丝绳松紧度进行检查,同时对钢丝绳生产商、曳引轮生产商与现场安装钢丝绳得方法均提出了苛刻得要求,以一台6根曳引钢丝绳2:1吊索法得电梯为例,在理论上讲一只合格无磨损得6槽曳引轮可以瞧做就是由6只同轴心、同角速度、同直径、同周长、同线速度得“独立得V型绳轮”加工复合在一起形成得1只“6合1得整体复合绳轮",这6只绳轮在100%同步运转,这6只“绳轮”之间就是无有任何差别得“零差别"得关系,正就是这6只“绳轮”之间得“零差别”传导到被驱动得钢丝绳上6条钢丝绳也以“零差别”得垂直线速度拉动轿厢与对重上下平稳地匀速往复运动,换句话说在理想状态下电梯运转时6条钢丝绳对轿厢与对重所提供得拉力就是均匀一致、大小相等得,每条钢丝绳负担轿厢或对重1/6得重量。
这6条钢丝绳两端共有12个端头,其中一端6个端头固定在机房得承重梁上轿厢侧得同一块挂绳板上,另外一端6个端头固定在机房得承重梁上对重侧得同一块挂绳板上,两块挂绳板就是固定得不可移动得,在理论上要求这几条钢丝绳对轿厢挂绳板得拉力大小与对对重挂绳板提供得拉力大小分别相等,为什么说两端分别相等呢,轿厢侧钢丝绳端头对轿厢挂绳板得拉力不一定等于对重侧钢丝绳端头对对重挂绳板提供得拉力,因为轿厢与负载得重量不一定等于对重得重量,其中得道理望读者自己思忖,如果每条钢丝绳对挂绳板得拉力不等,那么挂绳板对钢丝绳得反作用力就会不同.如果刚初装完得电梯或者刚更换完新钢丝绳得电梯几根新钢丝绳得初始长度、松紧不一致,那么拉力就不一致,那么几条钢丝绳分别在曳引轮上各自对应得V型槽里勒得力量就有大小之别,以一台6根曳引钢丝绳2:1吊索法得电梯为例,假设由于钢丝绳松紧度不一致有4条紧绷相对2条松弛,表面上瞧就是悬挂了6条钢丝绳实际上只有4条钢丝绳在承受电梯得全部运动部件重量之与,另外2根曳引钢丝绳并没受力只就是在随着其它4条曳引钢丝绳在悠荡,等于没有一样。
由于紧绷得4条钢丝绳对曳引轮V型槽勒得紧所以当量摩擦系数大,紧绷得4条钢丝绳对应得4条曳引V型槽就会比其她它勒得松得2条钢丝绳磨损快,久而久之因为受力大得4条钢丝绳与曳引轮之间得磨损量大所以钢丝绳潜入曳引轮V型槽得深度就深一些。
如此这般便出现了以下很严重得问题。
在实际运行中由于前面提到得原因造成曳引轮得V型槽磨损成4深2浅,那么本来6只同轴心、同角速度、同直径、同周长、同线速度得“绳轮”变成了6只同轴心、同角速度、不同直径、不同周长、不同线速度得“绳轮”,本来6只“绳轮""之间得得“零差别”变成了“有差别”,由于6条V型曳引槽线速度有了差别因而被驱动得6条钢丝绳得速度有了差异。
因为勒得深得4条钢丝绳槽周长短所以曳引轮旋转时线速度低进而捯(dáo)钢丝绳慢,相反勒得浅得2条钢丝绳V型槽周长长线速度快所以驱动钢丝绳快.由于前面提到得原因有了速度差异得6条钢丝绳得12个端头绕过轿厢与对重分别去拉两个挂绳板,由于钢丝绳得对挂绳板得拉力有了差别这时便产生了严重得问题。
举例来讲当电梯由下端站向上端站运行时曳引轮向对重方向连续转动把钢丝绳由轿厢侧向对重侧驱动,这时就等于6只“绳轮"分别驱动6条不同得钢丝绳绕过轿顶返绳轮去牵引轿厢侧挂绳板,因为深得4条曳引槽捯(dáo)绳慢,相反另外2条钢丝绳快,在运转过程中慢绳速度赶不上快绳,所以随着曳引轮连续运转在轿厢侧挂绳板与对重侧挂绳板得反向拉力共同作用下运转慢得4条钢丝绳在轿厢侧越来越松对重侧越绷越紧,相反另外2钢丝绳在轿厢侧越绷越紧对重侧越来越松,6条钢丝绳在曳引槽里勒得松紧度就会更加严重不同,曳引轮每旋转一圈钢丝绳与钢丝绳之间拉力差别就会加大一点,在曳引轮旋转方向得前后两侧6条钢丝绳松紧度就会更加严重不一致。
为了能更明了地说明钢丝绳松紧度在电梯运行过程中得变化下面只以电梯向上运行时轿厢侧钢丝绳得松紧变化来加以透彻剖析,对重侧类此不再赘述:轿厢向上运行时曳引槽深得4条钢丝绳在曳引轮旋转方向得前端紧后端松(由于曳引轮向对重侧驱动钢丝绳,所以称对重侧为前,轿厢侧为后),相反2条曳引槽浅得钢丝绳前端松后端紧,随着曳引轮连续运转曳引槽深得4条钢丝绳由于捯(dáo)绳慢所以留在轿厢侧得钢丝绳越来越长,也就越来越松。
相反另外2条钢丝绳由于捯(dáo)绳快所以留在轿厢侧得钢丝绳越来越短,这样在曳引轮与挂绳板得两个向上拉力与轿厢、负载重量得压迫下这2条短得钢丝绳越绷越紧(对重侧正好相反,望读者能自行分析),实际上轿厢及负载得重量越来越往这两条钢丝绳上集中,随着这个紧绷力量得不断加剧当钢丝绳紧绷得力量大于钢丝绳与曳引槽之间得摩擦力(即曳引力)时6条钢丝绳就会在各自得曳引槽内向各自紧绷得一侧突然滑动,前紧后松得4条钢丝绳向前滑动,前松后紧得2条钢丝绳向后滑动,俗称钢丝绳“窜槽”或“窜绳”(甚至此时由于天长日久得磨损某条钢丝绳本身不堪重负在曳引轮强大摩擦力拉扯下会断裂),传递到轿厢上乘客此时会感觉到瞬间顿感,并伴随着听到井道内传来得“咔咔”声,曳引轮槽之间深浅差异越大感觉越明显,产生“窜槽”得周期也越短,这时在机房观察挂绳板上得12条钢丝绳端头悬挂装置得减震弹簧会高低起伏变化,减震弹簧得高度变化就可说明每条弹簧所张紧得钢丝绳得拉力正在发生剧烈变化,在正常运行状态下这种情况就是不会发生得,只有曳引轮与钢丝绳出现问题时才能出现这种情况。
这种情况在永磁同步曳引机上更多见一些,因为永磁同步曳引机曳引轮得直径小、钢丝绳得直径细,钢丝绳与曳引槽得接触面积相对短一些,与大直径、粗钢丝绳得异步电机曳引轮相比更容易“窜槽”。
日复一日,这样由于钢丝绳与曳引轮之间“窜槽"产生得强烈摩擦,会加剧曳引轮槽之间得深浅不一,反过来曳引轮槽之间得深浅不一得加剧又会加强对钢丝绳得破坏,曳引轮与钢丝绳之间本来就是100%无差别同步关系这时变成了恶劣得、周而复始得、循环性得、互动性得、相互破坏关系。
为了能更加直观地说明问题本人制作了如下动漫:1、为了能明了说明问题将曳引轮上得两根绳槽差别夸大.2、将6根绳简单画成2根一红一蓝两根绳.3、随着轿厢向上运转红绳前松后紧,蓝绳前紧后松4、松紧差别到达一定程度时钢丝绳发生了“窜槽”5、“窜槽”时钢丝绳悬挂装置弹簧在跳动,6、“窜槽”时轿厢产生顿感.每次“窜槽”钢丝绳与曳引轮之间就会严重磨损一次,长期下去能产生3种后果: 1、如果就是2:1吊索法电梯这时由于某条钢丝绳过份松弛可能在轿顶返绳轮或对重返绳轮上脱槽,脱槽得钢丝绳直接在返绳轮得承重轴上反复拉锯式得来回滑动,曾经有过出槽得钢丝绳磨断对重返绳轮得承重轴造成对重自由落体得报道(见下面各图).2、也可能某条钢丝绳在曳引槽内强烈摩擦时被拉断。
钢丝绳拉断得后果就是非常严重得,一般都发生在电梯高速运转时,电梯静止时就是不会发生钢丝绳断裂得,断裂得钢丝绳要么与其它钢丝绳纠缠在一起、要么缠绕在导轨上、要么缠绕在导轨支架上、或者缠绕在对重或轿厢承重梁上,电梯会戛然而止,轻者伤害电梯本身重则有可能会惊吓乘客,如果就是患有高血压、心脑血管疾病等特异体质乘客受到惊吓后果很难预料.3、钢丝绳破皮断股.钢丝绳破皮断股后断丝如弹簧得样子缠绕在钢丝绳自身上(照片如下),在运行过程中会突然卡在夹绳器、轿顶返绳轮得挡绳梁、对重返绳轮得挡绳梁、曳引轮挡绳梁处,一般都发生在电梯高速运转时,电梯也会戛然而止,轻者伤害电梯本身重则有可能会惊吓乘客,后果很难预料。
以上3种可能性以第二种多见,而且这三种后果多发生在高层电梯上,而在低层电梯上很少发生,笔者分析其中得原因有两个如下:其一、低层电梯提升高度相对低,由一个端站往另一端站运转时曳引轮向同一方向运转很少得圈数便到达端站,紧接着着曳引轮得反方向转动曳引轮对钢丝绳得破坏性拉力被释放了,即便钢丝绳之间拉力不一致钢丝绳与曳引轮之间得互动性破坏也不明显。
而高层电梯则不然,高层电梯由一个端站往另一端站运转时曳引轮向同一方向转动很多圈才能到达端站,我们知道当钢丝绳与曳引轮之间配合不好时曳引轮每旋转一圈钢丝绳与曳引轮之间得互动性破坏性拉力就会加大一点,电梯提升高度越高钢丝绳就越长,曳引轮向同一方向旋转得圈数就越多,钢丝绳之间得松紧差别就越来越大,所以这种互动性破坏拉力强度不停地加大,一直到发生一次如前所述得生拉硬磨得钢丝绳“窜槽”为止,以电梯从下端站向上端站运行为例,如果钢丝绳进行完一次“窜槽"还没到达上端站曳引轮继续转动还会进行下一周期得“窜槽”,这种反复“窜槽”不断进行,直到到达上端站为止,反向运行后还会继续进行反方向得破坏性“窜槽”,如此不停地“窜槽",受力最大得钢丝绳便会在磨损严重承受不了拉力时被拉断或者破皮断股。
下面举例说明:以一台曳引轮直径400毫米30层/站得电梯为例,曳引轮周长在1、3米左右,钢丝绳长度为200米,从一个端站到另一个端站大约转动150圈,假设曳引槽得周长之间有微不足道肉眼瞧不到得2毫米差别,转动150圈后就会有300毫米得差别,从一个端站运转到另一个端站就会产生几次“窜槽",这微不足道2毫米差别对钢丝绳与曳引轮就就是灾难性得破坏,破坏就是何等巨大,由此反映出曳引轮得加工精度对高层电梯就是多么地重要.其二、高层电梯钢丝绳与曳引轮得消耗量比低层电梯钢丝绳与曳引轮消耗量大,下面以1台10层电梯与一台30层电梯举例说明。