关于电梯门传动钢丝绳强度的讨论

作者：admin 发布时间：2020-03-27 14:22点击：

近年来，电梯安全颇受关注，尤其是层门的安全性。最新修订的国家标准增加了层门强度试验，防止因电梯乘客坠落井道导致人身伤害事故。电梯门的安全，除了门板强度，上下防脱装置等要求，还有许多可能对安全产生影响的因素。传动钢丝绳作为动力传动部件，是最重要的影响因素之一。

1传动钢丝绳的基本要求

传动钢丝绳的强度，主要是指在电梯门运行过程中，由于传递动力或者阻力等原因，其最小破断力需要满足特定强度的要求。不同规格的钢丝绳破断力各不相同，主要受钢丝绳的结构、绳径和连接方式等因素影响。目前国内绝大部分电梯门使用水平滑动门，对于其传动钢丝绳强度，相关电梯标准并没有做出明确规定，但是可以借鉴GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》

中的要求作为传动钢丝绳设计参考和强度校核。其中主要有以下3点要求。

（1）第7.4.3.2条：悬挂用的绳、链、皮带，其设计安全系数不应小于8。

安全系数指一根钢丝绳的最小破断负荷（N）与这根钢丝绳所受的最大力（N）之间的比值，比如：传动钢丝绳所受最大力为300N，钢丝绳的最小破断力为3600N，则这根传动钢丝绳的安全系数为3600/300=12。

（2）第7.4.3.3条：悬挂绳滑轮的直径不应小于绳直径的25倍。

该系数可简称为绳径比，指绳滑轮的有效转动直径与钢丝绳绳径的比值，比如：绳滑轮的有效转动直径为90，绳径为3，则绳径比为90/3=30。

（3）8.11.2……开门力不得大于300N。开门力最大为300N，可作为传动钢丝绳在开关门过程中需要承受的最小的力。

以上这3点是主要相关的强制性要求，是最基本的传动钢丝绳的强度和寿命需求。

2强度计算

在电梯层门传动机构中，一般只有一根传动钢丝绳，与绳头螺栓或者压板或者其他结构相连接。在钢丝绳连接处的强度，至少应能承受钢丝绳最小破断力的80%。而钢丝绳传动的效率约为0.96~0.98，按0.96计算，因此钢丝绳的最小破断力F6=300×8/0.8/0，96

=3125（N）。

2.1传动钢丝绳的选用

在电梯行业，多数厂家选用的是航空用钢丝绳，在YB/T5197-2005《航空用钢丝绳》中满足此要求的最小钢丝绳径为2mm，其最小破断力为3800N，因此有效的绳轮直径为25×2=50（mm），实际安全系数为9.7。

2.2实际强度计算

以住宅梯最常用的开门尺寸为900mm×2100mm的电梯门来计算，开门时所需的开启力最大，此时单扇门板及附件质量为21.2kg，摩擦力约为36N，层门重锤或者弹簧自闭力一般≥50N。轿门的自闭力一般≥50N，在正常开关门运行中，为保证某段的匀速运动，轿门开启或者关闭的力必须≥136N，则钢丝绳的最小破断力Fs

=136×8/0.8/0.96=1416（N）。实际现场使用时，由于工地环境复杂，安装不到位，地坎槽不干净，门板变形等，都容易造成电梯门运行的卡阻。又或者乘客在急急忙忙使用电梯时总喜欢拿东西挡住门，虽然有光幕和安全触板等保护装置，但是电梯门会不可避免地忽然停下，这时传动钢丝绳上所受的力会有所增加，因此在理论计算的基础上，设计和选用钢丝绳时应结合动能和冲量定理进行计算。以下仅为计算举例。

门匀速运行的速度v=0.4m/s，两扇门板及附件的质量M=42.4kg（单扇则为21.2kg），门板受到硬物阻挡或者冲击到完全停止运行的时间/=0.1s，则由Fa！

=0.5M2可知，F4=0.5M12/t=0.5×42.4×0.4/0.1=33.92（N）。

则钢丝的最小破断力F断=1770N。

在YB/T5197-2005中，满足此要求的最小钢丝绳径为1.4mm，其最小破断力为1900N，有效的绳轮直径为25×1.4=35mm，实际安全系数为10.7。因此对于特定产品，可以在兼顾成本的基础上，选用绳径较小的钢丝绳，强度和安全系数都满足要求。

2.3传动钢丝绳的滑移

由于传动钢丝绳连接方式的不同，除了连接处的破断，还有可能出现相对位置变化的钢丝绳滑移，在设计钢丝绳的连接方式时需要考虑到这一点。钢丝绳的连接方式有铆接或者压板的形式，那么铆接或者螺栓拧紧后，钢丝绳的滑移力应同样满足钢丝绳破断力80%的要求，这样才能真正保证安全。

3具体事例分析

市场上钢丝绳的质量良葵不齐，加上不同的连接方式，未必满足连接后能承受钢丝绳最小破断力80%的要求，因此一些公司使用直径3mm的航空用钢丝绳，最小破断力为7320N，在压钥处的强度F=7320×

0.8=5856（N），压铆后实测强度在5600N左右，但是他们使用的传动绳轮的有效直径为50mm，绳径比仅为16.7.达不到滑轮直径为绳直径25倍的要求。安全性得到保证，但是对于绳轮中轴承寿命和实际电梯门的使用舒适度都有一定的影响。

某公司为了满足轮径比不小于25和降成本的要求，使用的是直径为1.6mm的钢丝绳，最小破断力为1900N，连接处的强度也能满足80%的最小破断力。虽然能满足使用需求，却忽略了安全系数的要求。而且钢丝绳这么细，一旦断丝，很容易引起整根钢丝绳的破断，对质量控制要求极为严格。

传动钢丝绳断裂或者滑移以后，极易造成电梯层门不能关闭的情况，尤其是层门的副触点一侧的钢丝绳出现断裂，除了造成电梯不能运行的故障外，也极易发生人员坠落井道的安全事故。因此在层门传动钢丝绳的设计时除了满足标准要求，还应定期进行钢丝绳的破断力和拉脱力测试，确保钢丝绳质量的稳定性，保证乘客的人身安全。

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