电梯悬挂系统详解
实际应用中的注意点:
计算仅适用于常规的电梯钢丝绳及欧洲当前 正常的钢丝绳质量; 计算公式只适用于由铸铁或钢制造的曳引轮 和滑轮,绳槽形状与绳匹配,安装和保养适 当。 上述要求不满足,则附录N不能适用。实际 寿命与期望寿命会有很大的差异。 建议重载的、使用繁忙的电梯提高安全系数
1.3.4、影响钢丝绳寿命的因素
钢丝常见断裂形式
拉伸断裂
磨损断裂
剪断裂
钢丝常见断裂形式
疲劳断裂
腐蚀断裂
断丝测量的股长
一般取6d和30d的长度内 的断丝数作为判定
ISO4344:2004(E)
Steel wire ropes for lifts—Minimum requirements
更换或报废的可见断丝数(Fc芯,配铸铁轮或钢轮)
钢丝的材质
制作钢丝绳的材质纯度要求高,一般含碳量0.4~1%。 含磷和硫量不得超过0。045%,其他杂质限制在.035%
以下,有时为了提高抗腐蚀能力还加0.3%的铜。
涂锌绳的抗拉强度会比原来降低5~1新得到一 些补偿。
1.1.4、影响钢丝绳寿命的因素
基于弯曲损伤的安全系数计算
GB7588-2003附录N(标准的附录)悬挂绳的安全 系数计算 前版标准对钢丝绳只考虑三个因素:最小安全系 数、比压和D/d。其欠缺之处:如果钢丝绳绕过 多个滑轮,或使用在一个复杂的绕绳系统中,选 用的钢丝绳即使满足上述三个条件,仍有可能寿 命很短。钢丝绳一年检一次,快速的损伤会导致 危险。 附录N的设计方法,考虑了影响绳寿命的系统参 数。最终能保证其最短的服务寿命。
1.1.4、影响钢丝绳寿命的因素
承载密度 间隙的承载有利于绳的寿命。大的承载密度使 材料的复原能力降低,从而寿命短。 磨损和腐蚀 腐蚀使绳断面减小,磨损会加剧,特别是填料 解体时,水、尘埃等会渗透到绳内部引起腐蚀, 因为从外部几何观察不到腐蚀蔓延的 情况,因此这是危险的(应限制偏角)。
1.1.4、影响钢丝绳寿命的因素
电梯钢丝绳的强度级别
单强度绳:绳中钢丝的抗拉强度相同; 双强度绳:绳中内、外层钢丝的抗拉强度不同。
强度级别配置
单强度级别 双强度级别(外丝) 双强度级别(内丝)
强度级别(N/mm² )
1570或1770 1370 1770
我国电梯钢丝绳的结构和规格
钢丝绳规格 6×19S+NF 8×19S+NF 公称直径(mm) 6,8,10,11,13,16,19, 22 8,10,11,13,16,19,22
凹陷 1个绳股 1个绳股 >1个绳股 > 1个绳股
试验条件: 顺绕(同向捻)钢丝绳,直径16mm,6股19根直径1mm 钢丝捻制成,R0=1400N/mm2,铸铁滑轮加工的绳槽半径r=8.5mm。
1.1.4、影响钢丝绳寿命的因素
槽型 对圆形槽r=0.53d寿命最长 槽的材料 槽硬度、弹性模量,注意:使用软槽虽将外部应力 降低了,但绳的磨损会转向绳的内部,内丝的破断会 增加。 包角 国外试验证明,包角α <6º时,疲劳弯曲寿命迅速 增大, 包角α >60º,疲劳寿命接近常数, α =10º~ 50º之间寿命明显降低。这种降低只能用螺旋钢丝受压 区和受拉区之间在长度上的不完全平衡来解释。
算例 2
U型槽
Dt=400,Kp=1 Dp=400,dt=10
Nps=2,Npr=0
Nequiv(t)=2 Nequiv(p)=2 Nequiv=4 Sf=13.38
算例 3
轿厢侧U槽带切口 Β=100度,Dt=600 Dp=500, dt=10 Nequiv(t)=10 Nps=2 , Npr=0 Kp=2.07 Nequiv(p)=4.14 Nequiv=14.14 Sf=11.90 对重侧U槽 Β=100度,Dt=600 Dp=400,dt=10 Nps=1 ,Npr=0 Nequiv(t)=10 Kp=5.06 Nequiv(p)=5.06 Nequiv=15.06 Sf=12.12
比压计算的讨论
公式是基于绳在槽中的比压符合正弦规律得出的 (1927年提出,有数学基础)
比压随静力的增加而增加,随曳引轮直径增大绳数的 增加而减少。 绳径比D/d一般取40~80,即分母Dd即可变成 40d² 和80d² ,这说明了钢丝绳的截面积对比压的影 响。 当切口角增大比压增大,V型角减少比压增大 比压和强度安全系数均未考虑弯曲对钢丝绳的损伤
电梯用钢丝绳的表达方法
如钢丝绳结构为8×19的西鲁式,绳芯为天然 纤维芯,直径为13mm,钢丝的抗拉强度为 1370、1770(1500)N/mm² ,双强度 配置,捻制方法为右交互捻的电梯钢丝绳,其 标记为: 电梯钢丝绳 8×19S+NF-13-1500(双)右 交-GB8903-88
国际上电梯钢丝绳的规格现状
力均匀是十分重要的。 曲率半径 曲率半径增大,即D/d增大,绳的寿命延长。电梯 规范要求D/d≥40,但这个限制正在突破,如非金属 绳不受此限,高寿命的钢丝绳经试验验证后可以考虑 适当突破绳径比。
弯 曲 寿 命 次 数
钢丝绳张力 试验条件:顺绕(同向捻)钢丝绳,直径16mm,6股19根直径1mm 钢丝捻制成,R0=1400N/mm2,铸铁滑轮加工的绳槽半径r=8.5mm。
最佳的钢丝绳直径 每一类钢丝绳都有一种最佳的直径取值。在 制造型式类似,而钢丝直径不一样的绳,其 寿命存在复杂的关系。
钢丝绳直径与疲劳寿命的关系
试验条件:D=600mm,拉力40kN钢丝拉力强度为1770N/mm² ,
1.1.4、影响钢丝绳寿命的因素
捻绕型式 顺绕比交绕有更大的交变弯曲次数,但 试验也证明:顺绕的自旋损耗也会影响寿命。 交绕绳更适合于锲型槽和带切口的半园槽。
1.1、钢丝绳
1.1.1 钢丝绳结构
绳、股、芯
捻距的概念
捻距是指绳股中某一钢丝绕股芯旋转一周后相应点的距离。多层丝 捻成的股一般指外层钢丝。捻距常用表达式计算:S=K*D,其中K为捻 距倍数,D为绳(或股)的直径。 捻距是钢丝绳的一个重要的工艺参数,捻距大,生产效率高,承载 力大负载后变形小。反之,柔性好,耐疲劳不易松散。一定的结构和一 定直径的绳有一个最佳捻距。
悬挂绳安全系数的计算
695.8510 6 Nequiv log( ) Dt 8.567 ( ) Dr ( 2.6834 ) Dt log(77.09 ( ) 2.894 Dr
s f 10
Dt=曳引轮直径,Dr=钢丝绳直径, Nequiv=等效滑轮数
算例1
V型槽
γ=40度 Npr=0 Dt=600 Dp=400 dt=10 Nequiv=12.16 Sf=11.36 Nequiv(t)=7.1 Nps=1 Kp=5.06 Nequiv(p)=5.06
交绕和顺绕
普通股型式和紧凑股型式
圆股等捻距的6×19和8×19钢丝绳
电梯用重型钢丝绳
绳丝接触状态及分类
接触状态: 点接触--股内各层之间钢丝互相交叉,呈点接触 线接触--股内各层之间钢丝在全长上平行捻制,呈线 接触 面接触--股内钢丝形状特殊,呈面接触
分类与名称 外粗式(西鲁型,X型) 粗细式(瓦灵吞型,W型) 填充式(T型)
钢丝原材料
拉 丝
捻 股
捻
绳
捻
绳
1.1.3 钢丝绳的计算及选择
静强度计算(安全系数法) 比压计算(98版以前的标准) 98版附录N规定的安全系数计算 伸长量计算 疲劳寿命预测
强度计算(安全系数法)
钢丝绳的安全系数应满足 n≥12(不小于三根绳的曳引驱 动;卷筒驱动) n≥16 (使用二根绳的曳引驱动)
电梯悬挂系统
—电梯技术系列讲座
电梯悬挂系统的组成
悬挂绳 1.1 钢丝绳 1.2 复合钢带 1.3 非金属绳 2 端接装置 3 补偿装置 4 随行电缆 1
1、悬挂绳
1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 钢丝绳 结构 制作工艺 计算与选择 影响寿命的因素 电梯钢丝绳的报废标准
1个规定的周期内 立即报废_________ 状态 6×19 8×19 6×19 8×19 绳外股上 >12(6d) >15(6d) >24 (6d) >30(6d) 随机断丝数___________________________________________________ 1个或2个外股 >6(6d) >8 (6d) >8 (6d) >10(6d) 有突出的断丝_________________________________________________ 1个外股中相 4 4 >4 >4 邻断丝数_____________________________________________________
基于弯曲损伤的安全系数计算
根据Feyrer研究的钢丝绳寿命理论,钢丝绳每 通过一次曳引轮或导向轮对钢丝绳都产生一定 的损伤,这样的损伤(在轮上)可以用绳轮的 等效数来计算。
曳引轮的损伤程度由绳槽形状确定(见表N1)
导向轮的损伤程度取决于曳引轮和导向轮的比 值、个数以及是否存在逆向弯曲。
n=一根钢丝绳的最小破断拉力/额定载荷 的轿厢停在最低层站时一根绳受的最大力
关于钢丝绳的破断拉力:
a) 计算破断拉力 金属横断面积与公称抗拉强度之积 b) 试验的破断拉力 绳的所有钢丝的试验破断拉力之和
c) 实际的破断拉力 根据整绳试验得到的破断拉力
钢丝绳在绳槽中的比压计算
钢丝绳在绳槽中的接触区域
润滑与寿命关系
钢丝绳在绳槽中的磨损
钢丝绳结构与性能之间的关系
钢丝绳结构与性能之间的关系
弹性模量和延伸率
绳、股、丝之间的应力曲线
破断载荷与延伸率之间关系