钢丝绳的知识

正确选择、使用和维护电梯曳引钢丝绳不仅关系到电梯的安全和正常运行，而且 对延长使用寿命也是至关重要的。1、电梯钢丝绳的选择 钢丝绳由绳股、绳股钢丝和绳芯组成。电梯钢丝绳是以单绳股围绕绳芯呈螺旋状 捻制而成。通常采用5065号优质碳素钢或60Si2Mn钢丝。为了安全，电梯 钢丝绳用特号或1号钢丝，其钢丝直径限制在0.31.3mm之间。常用的电梯曳 引钢丝绳有西鲁式（X型）和瓦灵吞式（W型）。目前，国产电梯普遍使用西 鲁式8或6钢丝股的钢丝绳，其中8X （19）应用较多。1.1丝绳标记识别举例以额定载重量1 000kg的乘客电梯为例，曳引钢丝绳采用8X （19） 16140 右交，其中8为绳股数量，X为西鲁式，（19）为每一绳股中的钢丝根数，16 为钢丝绳的公称直径（mm），140为钢丝绳的抗拉强度（kgf/mm2），右交为 钢丝在绳股和绳股在绳中右交方向捻制。国产曳引钢丝绳均为右交。1.2绳芯电梯钢丝绳均选用带浸油的纤维绳芯，绳芯支撑和固定绳股位置以致改善绳丝之 间的接触，减缓冲击载荷，起贮油池作用供钢丝绳长期润滑之油源，使钢丝润滑 良好。1.3西鲁式（X型）钢丝绳的结构与特征西鲁式电梯钢丝绳交股的截面每股为1+9+9，即芯加第一层加第二层共19根钢 丝组成：中心钢丝1根，中1.2mm，内层钢丝9根，中0.6mm，外层钢丝9根 中1.05m m。外层丝径比内层丝径大，因此又称外粗式钢丝绳。其特点每股内 外层钢线数量相同，但直径不等，外层嵌埋在内层凹口内，多层钢丝的捻距相等， 结构紧密牢固，不易开卷。外层粗钢丝增加耐磨性，内层细钢丝提高柔软性，有 利于受弯时的相互滑动，因而提高了钢丝绳的挠性和使用寿命。层间钢丝平行 线接触，钢丝绳耐疲劳性好，钢丝内部之间的耐磨损性能好，接触面积增大，接 触应力减小。2、曳引钢丝绳的安全系数从安全角度要求电梯钢丝绳有一定的根数和安全系数,GB7588对K静有具体的 规定：采用三根或三根以上曳引钢丝绳的电梯，K静=12；采用两根曳引钢丝绳 的电梯，K静=16，通常要求乘客、载货和医用电梯钢丝绳根数应不少于4根， 安全系数为 12；杂物梯应不少于 2 根，安全系数为 10。 钢丝绳在工作中存在静动两种载荷，但影响钢丝绳使用寿命的主要还是静载荷， 为了计算简化起见，仅对静载作实用计算。2.1钢丝绳直径的选择为了提高电梯钢丝绳的强度，延长使用寿命，通常按式D/d>40选取电梯钢丝绳 的直径，其中d为钢丝绳直径不小于8mm； D为曳引轮直径；2.2安全系数计算式中K静一电梯钢丝绳的安全系数；SP电梯钢丝绳的破断拉力；m电梯钢丝绳绕法所决定的倍率，1： 1绕法时m=1，2： 1绕法时m=2；Q电梯的额定载重量；工WWj+Wg+Wp式中Wi为轿厢自重；Wg为轿厢处于最低层时轿厢与曳引轮之间的钢丝绳的重量； Wp 为平衡绳拉紧负荷的一半（有平衡补偿装置时）。3、钢丝绳的使用与维护3.1钢丝绳的检查电梯钢丝绳所处状况的好坏直接关系着设备和乘客的安全，必须引起足够的重 视，工作中应仔细观察和慎重检查，其检查内容：（1）检查断丝的根数、部位 和捻距断丝情况；（2）钢丝绳直径变细情况 ，除目测外定期用游标卡尺测量绳 径和磨损情况 ；（3）检查电梯钢丝绳的张力，各绳张力相互差值不应超过 5%； （4）钢丝绳的润滑、清洁和锈蚀情况；（5）绳头及其组合情况，全长有无其 它异常情况，如绳的异常伸长变化等。3.2钢丝绳的磨损和变形根据使用经验，电梯钢丝绳在正常工况下突然断裂的现象少见，其损坏一般是在 长期运行中由于磨损、弯曲疲劳、锈蚀或外伤逐渐形成的。应特别注意磨损、锈 蚀的检查。磨损包括钢丝绳表面、股与股之间、丝与丝之间的磨损。机械磨损主要为外部均匀磨损、变形磨损和内部磨损三种，如图2所示（请点击）。A 为纯机械磨损，一般来说，电梯钢丝绳在使用过程由于其硬度比绳槽高，磨损 很慢。但由于张力、槽型、钢丝绳在槽中打滑、偏磨、打滚，而与绳槽产生磨损， 这种磨损在正常情况下是均匀的。 B 为变形磨损，是指电梯钢丝绳在某一段内的 局部磨损，由于电梯钢丝绳和绳轮经常发生慢性移位或电梯钢丝绳在绳轮上剧烈 振动、冲击所造成，使电梯钢丝绳局部挤压变形；虽然电梯钢丝截面积并未减小， 但局部挤压处的钢丝材质已受损，容易断丝。 C 为内部磨损，由于电梯钢丝绳的 经常弯曲，股中钢丝间产生相对移位，股与股之间接触压力增大，使相邻股间的 钢丝产生局部压痕，时间一长会因应力集中而折断。如上所述，电梯钢丝绳磨损、 变细，将使钢丝绳内的电梯钢丝截面积变小，其拉力降低，严重时应报废更换电 梯钢丝绳。根据经验，电梯钢丝绳存在内部断丝时，电梯钢丝绳在运行中能听到 “咔嚓”的响声。3.3钢丝绳卧入绳槽的情况检查绳槽工作表面是否平滑，电梯钢丝绳卧入绳槽内的深度是否一致。方法是把 直尺沿轴向紧贴曳引轮外圆面，然后测量槽内钢丝绳顶点至直尺距离。当其差距 达到1.5mm时，应重车或调换轮缘。检查电梯钢丝绳在绳槽内是否落底和打滑，当钢丝绳与槽底的间隙减少至1mm 时绳槽需重新车削。绳槽在切口下面的轮缘厚度，当钢丝绳直径为中13mm时应 不小于中12.5mm当钢丝绳直径为中16mm时应不小于中15.5mm。3.4电梯钢丝绳的锈蚀电梯钢丝绳在使用过程中会发生锈蚀，机械性能降低，钢丝直径变细、股间松动, 以致发生脆性断裂。这种断裂是“雪崩式”的断裂，它比一般的断丝或磨损更危险。 维修中凡遇到钢丝绳锈蚀尤其要重视，应仔细观察，如发现锈蚀严重已形成麻坑 或绳股外层钢丝有松动现象，不论断丝或绳径变细多少都应更换；如发现钢丝绳 出现“红油”，说明绳芯无油，内部生锈，应引起注意，必要时可剁绳头检查钢丝 绳的内部锈蚀情况 。防止钢丝绳锈蚀的方法是在绳上涂油保护。3.5对断丝的分析（1）过载断丝。电梯钢丝绳承受过载负荷或冲击负荷造成的，其断口呈现杯状 塑性收缩，由于电梯钢丝绳的安全系数大，这种断丝少见；（2）疲劳断出。出 现在股的弯曲程序最大一侧的外层钢丝，金属疲劳产生的断丝，断口形状平齐。（3）磨损断丝。钢丝绳同曳引轮之间磨擦打滑造成，这种断丝是在钢丝磨损极 其严重且发生在外层钢丝，断口两侧呈斜茬，断口扁平；（4）锈蚀断丝。锈蚀 严重产生的。断口不整齐，呈钎尖状；（5）剪切断丝。被硬性拉断或受较大外 力打击、挤压造成。断口呈剪切状；（6）扭结断丝。这种断丝在正常使用中很 少出现，只有在钢丝绳出现松驰造成扭结才出现。断口形状平整、光滑。3.6钢丝绳的报废更换使用上表时注意下列几点： （1） 钢丝表面虽未受任何损伤，但断丝根数达到表中对应数字者应报废；（2） 钢丝表面磨损或腐蚀占直径的 30%时，即使断丝数为0 亦应报废；（3）表面磨 损百分数已达到，而对应的断丝数未达到者不报废；（4）电梯钢线绳出现断股 时应报废；（5）电梯钢线绳为同向捻绕时，其容许的电梯钢丝断裂根数为表中 数值的一半；（6）捻距的估算：一般以6.5倍绳径为一捻距，如8X （19）西鲁 式钢丝绳8股16mm的捻距约为6.5x16mm=100mm；（7）电梯钢丝绳直径 减少10%应报废。 （8）电梯钢丝绳表面有严重锈蚀、发黑、斑点、麻坑以及外 层钢丝松动，必须立即更换；（9）更换电梯钢丝绳时，同组的各电梯钢丝绳要 一同更换；（10）使用中，若发现内部的润滑油被挤出有如流汗现象时，表示 电梯钢丝绳已达超载状态，发生此现象要立即检查，找出原因必要时应更换新绳；（11）保持电梯钢丝绳的清洁，若发现表面有沙土等污垢，应用煤油擦干净（严 禁用汽油）；（12）对钢丝直径不等的钢丝绳，断丝数是指细丝而言，一根粗 丝相当于1.7根细钢丝。3.7钢丝绳的润滑一般来说，在曳引轮直径较大，温度干燥的使用场所，钢丝绳使用35年自身 仍有足够的润滑油，不必添加新油。但不管使用时间多长，只要在电梯钢丝绳上 发现生锈或干燥迹象时，必须加润滑油。3.7.1 润滑方法A在钢丝表面用鬃刷逆钢丝绳运行方向均匀薄涂一次专用的ET稀释型电梯钢丝 绳脂，或者使用 20 号机油，这种方法的好处是简便，不用加热，涂敷方便，但 应注重浇油时不可太多，绳表面能有轻微的渗透润滑即可。不能涂抹钙基润滑脂。B 加热涂敷。先用钢丝刷子刷去绳上的污垢和残留物，并用煤油清擦（严禁用汽 油清洗），将润滑油（石墨和凡士林的混合物）加热到80°C以上涂敷。对钢丝 绳润滑要适度，表面不能敷油太多。否则，曳引力降低，严重时平衡不了负载力 矩，出现电梯运行失控，造成电梯冲顶、蹾底事故；电梯钢丝绳在轮槽打滑，如 同拉锯，严重磨损绳槽和钢丝绳本身。3.7.2 润油滑应具备的特征 不带酸、碱，不含水份，不吸湿气；在大气中不易干燥，低温时不硬化（龟裂）， 高温时不流失；具有适当粘度，以免电梯钢丝绳运转时甩油；具有足以渗到电梯 钢丝绳、丝股间及绳芯的特性。