浅析电梯曳引钢丝绳磨损报废条件

作者：admin 发布时间：2020-03-24 16:21点击：

查阅电梯曳引钢丝绳报废标准或相关标准“-的，其中大部分资料未包含关于电梯曳引钢丝绳磨损报废的内容，仅在几个标准中明确了钢丝绳报废标准。GB/

T18775-2002《电梯、自动扶梯和自动人行道维修规范》第9.1.2条第b）款规定中明确“钢丝绳严重磨损或锈蚀，造成实际直径为公称直径90%及其以下时，钢丝绳应更换，且所有曳引钢丝绳应同时更换”，但该标准的最新版删除了关于电梯用钢丝绳报废的相关内容：TSGT7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》的附件A中，第5.1项的第③条中明确规定“磨损后的钢丝绳直径小于钢丝绳公称直径的90%时，曳引钢丝绳和补偿钢丝绳应当报废”：DB11/420-2007《电梯安装、改造、重大维修和维护保养自检规则》中的表C.2-北京市电梯定期自检项目记录的5.1.3明确规定“钢丝绳公称直径减少7%时应报废”。

这几个标准中明确两个钢丝绳磨损报废直径数字即减少7%和减少10%，到底以哪个为准？在本文中，笔者从技术风险角度和设备实际情况角度逐一进行分析。

1曳引钢丝绳磨损后引发的技术风险分析曳引钢丝绳是承受电梯载荷的重要部件，电梯依靠其与曳引轮之间的摩擦力（曳引力）确保电梯可靠运行。曳引钢丝绳随电梯不断运行而逐渐磨损，其直径变小，从而引发技术风险问题；主要体现在以下3个方面：一是对电梯吊挂系统安全系数的影响，二是对电梯曳引条件的影响，三是对电梯设备状况突变的影响。

1.1曳引钢丝绳磨损后对电梯吊挂系统安全系数的影响

GB8918-2006《重要用途钢丝绳》给出了钢丝绳最小破断拉力计算公式（见第6.2.6条），如下式所示：

K'D2R。=1000式中：F——钢丝绳最小破断拉力，kN：

D——钢丝绳公称直径，mm；R。—一钢丝绳公称抗拉强度，MPa；K’——某一指定结构钢丝绳的最小破断拉力系数（K”值见GB8918-2006表2）。

GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》给出悬挂绳的安全系数应按附录N（标准的附录）计算。在任何情况下，其安全系数不应小于下列值：

a）对于用三根或三根以上钢丝绳的曳引驱动电梯为12：

b）对于用两根钢丝绳的曳引驱动电梯为16；c）对于卷筒驱动电梯为12。

其中安全系数计算公式如下公式所示：

.695.85×10Woga）

1D.13：%0

|2.6834-一

log（7.0gg）S=10L式中：S——安全系数；Nouly—一滑轮的等效数量；d.——曳引钢丝绳的直径：

D.—一曳引轮直径。

曳引钢丝绳磨损后，其直径的计算公式如下公式所示：

d=dod1-6）。

式中：dn—一曳引钢丝绳的直径初始值；

6——曳引钢丝绳的磨损率。

以图1电梯模型为例，计算直径为8mm的钢丝绳在不同磨损率条件下的钢丝绳最小破断拉力和钢丝绳安全系数，其结果如图2所示。

拆厢侧

图1电梯模型

钢丝绝安全系数5，一钢丝递最小破断拉力F乏

天

125*

|派

装12.5+

1/x遇12115l

|联

3%5%7%10%

钢丝绳感损率5图2曳引钢丝绳磨损率6与其最小破断拉力及安全系数关系

由计算结果可知，曳引钢丝绳最小破断拉力以及其安全系数随着曳引钢丝绳的磨损，其值均减小；当曳引钢丝绳磨损率达到10%时，安全系数通近12。考虑电梯的使用频次以及电梯故障或者事故的影响程度，曳引钢丝绳在其磨损率5达到10%时才报废，存在较大的安全隐患，因此建议当曳引钢丝绳在其磨损率达到7%时应报废。

1.2曳引钢丝绳磨损后对电梯曳引条件的影响曳引力的计算和曳引条件在GB7588-2003中有详细规定，GB7588-2003附录M中，曳引力计算须用到下面的公式：

Ti/Ti≤e“用于轿厢装载和紧急制动工况；T7/Ti>e个用于轿厢滞留工况（对重压在缓冲器上，曳引机向上方向旋转）。式中：f—一当量摩擦系数；a——钢丝绳在绳轮上的包角：

T、T——曳引轮两侧曳引钢丝绳的拉力。

假设以上公式同样适用于钢丝绳磨损状态的曳引力计算，则电梯未改变轿厢和对重重量的情况下，曳引力是否发生变化主要取决于当量摩擦系数f是否变化，包角a的变化可以忽略不计。

那么，当量摩擦系数/在钢丝绳磨损直径减小的过程中如何变化呢？在GB7588-2003的附录M中有详细规定，当电梯采用带切口半圆槽时（带切口的半圆槽绳槽如图3所示），其当量摩擦系数/的计算公式4xc0s号-sin号）f=u-

"T-β-y-sinB+siny式中：β——下部切口角度值；y——槽的角度值；u——摩擦系数。图3带切口的半圆槽

B的数值最大值不应超过106°（1.83弧度），相当于槽下部80%被切除。

y的数值由制造者根据槽的设计提供，任何情况下，其值不应小于25°（0.43弧度）。

由上式可知，影响当量摩擦系数/主要为B、y和A的取值；本文分析曳引钢丝绳磨损率6对带切口的半圆槽中B值的影响。由于绳槽相对曳引钢丝绳更加耐磨，因此在本次分析中，忽略绳槽的磨损。根据图3可推导出A值与钢丝绳磨损率6的关系式如下：

式中：B—一下部切口角度初始值。

假设电梯初始状态为：A。取值95°，dn取值8mm，计算在不同曳引钢丝绳磨损率6条件下的半圆槽下部切口角度值A：最终得出B值与曳引钢丝绳磨损率的关系如图4所示。

B（C）4110|105|100|

9503%5%7%10%

钢丝绳磨损率6图4A值与曳引钢丝绳磨损率6的关系由图4可知：曳引钢丝绳直径减小的过程中，在未接触到切口槽下根部的情况下，B值逐渐由90°向180°增大。并且曳引钢丝绳磨损率达到7%时，β值接近106°。曳引钢丝绳磨损率达到10%时，B值明显大于106°接近110°。在GB7588-2003的附录M中明确“A的数值最大不应超过106°”。由以上分析，可以得出结论：曳引钢丝绳在其磨损率达到10%时，其下部切口角β已经不符合GB7588-2003附录M中的要求，因此建议引钢丝绳在其磨损率6达到7%时应报废。

1.3曳引钢丝绳磨损后对电梯设备状况突变的影响虽然GB7588-2003明确给出悬挂绳的安全系数，但是仍需防范该安全系统突然崩溃或短期内急剧恶化的情况发生。正如上文所述，“B的数值最大不应超过106°”就是具体防范措施之一。而且大多数厂家带切口的半圆槽曳引轮无特殊要求，初始设计值为95°。

此外，曳引钢丝绳磨损后，其直径变小，图3所示的半圆槽切口角β变大，曳引钢丝绳所受的比压也随之增大。比压增大必定加剧曳引钢丝绳的磨损，从而使曳引钢丝绳存在短期内突变的风险，进而导致电梯处于不安全状态。比压有如下计算公式。

在轿厢装有额定载重量的情况下，无论如何比压不得大于下列值：

12.5+4v p≤1+V%

式中：。——对应于轿厢额定速度的曳引绳速度，m/s。

在选择压力时，制造厂有责任考虑其个别不同的特性和使用条件。

以额定载重量1050kg，额定速度1m/s，2：1吊挂的电梯为例，电梯配置6根直径为8mm的曳引钢丝绳，计算在不同曳引钢丝绳磨损率6条件下的钢丝绳比压p：经计算得出曳引钢丝绳磨损率6与钢丝绳比压p的关系如图5所示；从图5可知，曳引钢丝绳磨损率6还未达到7%时，钢丝绳比压p就早已超出其许用比压值[p]。实际使用中大多数曳引钢丝绳在其磨损率6未达到7%就频发断丝断股现象，磨损速度变化加大。虽然磨损速度变化的具体变化曲线尚不明确，但是曳引钢丝绳短期内磨损突变，造成曳引钢丝绳破坏的风险是明确的。

一钢丝绳比压p

-钢丝绳许用此压同

F53%5%7%10%

钢丝绳磨损率6图5钢丝绳磨损率6与钢丝绳比压p的关系2结语

综上所述，曳引钢丝绳作为电梯吊挂系统的重要部件，其磨损报废条件应综合考虑曳引钢丝绳磨损后对电梯吊挂系统的安全系数、曳引条件以及电梯设备状况突变的影响，在没有更科学更明确的电梯曳引钢丝绳报废标准出台前，针对电梯常用的直径为8mm的曳引钢丝绳，在其磨损率达到7%时应报废。

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