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1、基于应变片测试的电梯钢丝绳张力测量方法【摘 要】目前在对电梯的检测过程中，是通过用拉力计横向拉开钢丝绳的方式来得到其曳引力的偏差。这种方法精度低，而且人为操作因素大。在此引进一种新的测量方法，该方法利用应变片随自身伸长而增大电阻值的原理来求得钢丝绳所受张力的变化量，再利用电梯自身曳引的特性导出对钢丝绳所受张力求解的公式。进而得到钢丝绳张力的大小以及每根钢丝绳所受力的偏差。【关键词】电梯;应变片;电阻;张力;曳引力measuring method about the wireropestension of the lift based on the test of the fiol gaugel
2、u binguangzhou academy of special equipment inspection & testing 【abstract】at present, it uses tensometer to pull the wireropes to get the deviation of the drag force in the detection of the lift. this method has low precision, and also has high artifical operation factors. a new measuring method is
3、 imported here. this method uses the fiol gauges principle of its resistances magnifying along with the elongation itself to get the variation of the wireropes tensile. then uses the lifes draging character to get the formula for solve the wireropes tension. and the wireropes tension and the deviati
4、ons of each wireropes tension are obtained.【key words】lift;fiol gauge;electric resistance;tension;draging tension0.引言随着我国电梯生产和使用数量日益增加，对保证电梯产品质量和使用平安的技术监督工作要求也不断提高。电梯的普及更加需要保证对电梯进行的平安检验。因此人们在对电梯的检验在技术上和效率上的提高都有着越来越大的需求。在对电梯的检测过程中，要求测试电梯曳引钢丝绳的张力。钢丝绳的张力偏差过大，一方面会影响电梯运行的稳定性，给电梯造成较大的震动；另一方面那么因钢丝绳应力集中于受力较
5、大的几根钢丝绳上会加速钢丝绳的损耗，降低了其寿命。钢丝绳在运行过程中所承受的实际张力是评价钢丝绳平安性能的重要指标1,2。因此，需要测量钢丝绳的张力以及时发现受力不均的钢丝绳，国家质检总局公布的中也规定：电梯各股钢丝绳的张力偏差不能超过5%。因此，电梯钢丝绳张力平衡性的检测对电梯平安有着重大的现实意义。目前，在现场所采用的钢丝绳测量方法是横向张力测量法，具体检测方法为将轿厢停在形成的适宜位置处，用张力检查装置测量每根钢丝绳的张力，计算张力偏差值。即将轿厢停在2/3的高度处，在轿定将对重侧用拉力计将钢丝绳横向拉开相同的距离，测量所用拉力的大小，由此计算偏差。或者用拉力计用相同的力拉动每根钢丝绳，
6、测量每根钢丝绳受力点位移的大小，再计算偏差。该方法虽然操作简单，但是精度较差，人为因素较大。因此，在此提出一种新型的较为可靠的电梯钢丝绳张力测量方法，即基于应变片测试的电梯钢丝绳张力测量方法。1.应变片测试原理应变片是一种重要的传感器，它可以再各种复杂的环境下测定结构的应变。早在四十年代出现得金属丝应变片以及后来出现得金属箔应变片，其工作原理都是一样的。将金属丝箔做成栅格状的电阻称为电阻栅或阻栅粘贴在被测物体的外表，当物体受到拉伸或压缩时，电阻栅的电阻值随之增加或减少。电阻的变化就反映了电阻栅所粘贴部位的应变值。这种机械量应变转换为响应的电量电阻的变换灵敏度，一般用灵敏系数k来表示：图1 电阻
7、应变片式中r和r分别表示为电阻栅的起始电阻值和电阻值的增量?着=l/l为沿电阻栅轴向的应变值，一般用微应变=10m来表示。灵敏系数k的大小主要由电阻丝箔的成分决定，同时与金属的加工方式、热处理标准和环境温度等多种因素有关。由此，不但可以测出钢丝绳应力偏差值，而且可以通过钢丝绳的伸长量来算出每根钢丝绳所受应力的大小。2.应变片在钢丝绳张力测试中的应用钢丝绳张力直接测量方法是串测力传感测力计法。即是在钢丝绳中串联安装弹簧测力计进行测定。这种方法简单，便于测量且用于静态测量较好，但其对测力计的强度要求很高；正常电梯的平安系数往往为12-16。即钢丝绳受力之和为满载轿厢重量的12-16倍，对于测力计而
8、言难以实现。在此引入应变片之后只需在安装前在每根钢丝绳将受力最大的位置处给钢丝绳附上应变片，应变片初始阻值为r，将电梯安装好钢丝绳承受载荷时，再用万用表测量应变片的阻值分别为r1、r2、r3、r4、r5。由此可以得到钢丝绳所受应力大小为其中e为钢丝绳的弹性模量，k为应变片的灵敏系数，r是第x根钢丝绳受载后其上应变片的阻值，r是应变片初始阻值。并从而得到每根钢丝绳的张力大小。其中a是钢丝绳的横截面积，由于每根钢丝绳的横截面积都是相等的，在此均用符号a表示。从而可以得到每根钢丝绳的张力偏差，即为其中n为钢丝绳的数量，从而得到每根钢丝绳的张力偏差，计算结果均小于5%，那么钢丝绳是可靠的，假设大于5%
9、，那么钢丝绳需要重新调节以减小互相之间的张力偏差。3.钢丝绳张力及其偏差的测量原理然而，在日常年检时，钢丝绳一直处于张紧状态。假设要测量每根钢丝绳所受张力及其偏差，还需要将钢丝绳拆卸下来回到原始状态然后重新安装测量。这一操作不仅费时，费事，而且极不容易实现，可操作性差，因此不能直接测量每根钢丝绳张力偏差。因此，在此引入另一种方法来测量。当电梯停止在某一位置时，对重侧钢丝绳的张力即为对重的重力。当电梯一直开上至对重块压实缓冲器，曳引轮发生打滑时，曳引轮进入到曳引力最大的临界状态。两根钢丝绳受力关系那么为=e，其中t为轿厢侧钢丝绳张力，t为对重侧钢丝绳张力，e为自然对数底，f为曳引绳在轮槽中的当量
10、摩擦系数，a为曳引绳在曳引轮上的包角。因此可以得到此时对重侧钢丝绳张力大小为w=。由此即可以导出两次钢丝绳所发生的应变量。其中?着、?着分别表示电梯在正常状态和在对重压实缓冲器状态下钢丝绳的应变量。在对重压实缓冲器时，将r应变片附在某根钢丝绳上测得此时阻值为r1，回复至正常状态，那么钢丝绳会有所伸长，记录此时的电阻值r2。根据公式k=，可以得知通常情况下r与r很接近，因此用r来代替r。从钢丝绳到松弛，到对重压实缓冲器，再到将对重完全拉起这三个过程中钢丝绳一直都是在弹性变化范围内的，因此每根钢丝绳的伸长量都是呈线性关系变化的，因此在此利用这一线性关系来推导电梯载正常状态下时钢丝绳的受力值。而根据
11、公式可以得知进而可以得到钢丝绳在正常状态下的应变值为即可得到钢丝绳此时的受力为其中e是钢丝绳的弹性模量，a是钢丝绳的横截面积，g为轿厢自重，k为电梯平衡系数，p为电梯额定载重，f为曳引轮摩擦系数，a为曳引轮包角，r为应变片在对重压实缓冲器时的电阻值，r为恢复正常状态下应变片的阻值。按照该方法可以得到每根钢丝绳的张力，并进而算出每根钢丝绳张力值的偏差。假设大于5%，那么该项不符合要求。4.钢丝绳张力测量方法及操作步骤综上所述，可以通过该方法得到每根钢丝绳所受的张力大小以及偏差，具体步骤如下：(1)将电梯上限位，极限开关及缓冲器开关短接，电梯持续开上，直到对重压实缓冲器，钢丝绳打滑。(2)将应变片
12、贴在对重侧的每根钢丝绳上，并测量得到此时的电阻值r2。(3)电梯重新开下至对重脱离缓冲器，然后停止，再测量此时应变片的电阻值r1。(4)取下应变片，将每根钢丝绳的r1、r2的值带入公式得到每根钢丝绳的张力。(5)将每根钢丝绳的张力值代入公式，得到每根钢丝绳张力的偏差值。5.结束语该方法应用了材料力学的弹性学原理，来测量钢丝绳的张力以及偏差。该方法操作简单，便于实现。较之前的方法相比，又具有高精度。不但可以得到每根钢丝绳的张力偏差值，而且可以得到每根钢丝绳自身张力偏差的大小。便于对钢丝绳的张紧度进行调整，也可以及时发现钢丝绳的缺陷并解决。【参考文献】谭继文，熊永超，张志新，朴承凤提升钢丝绳张力定量检测新方法j.煤炭学报，1996,21(6)：650-654.王晓东.浅谈电梯曳引钢丝绳j.科技信息，2021,26:308.
基于应变片测试的电梯钢丝绳张力测量方法
