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1、榴 黼 谶 蜜 塞 鬻 监 察 与 稽 验 电梯钢丝绳的磨损分 及检验爹 张巍 林燕 广州市特种机 电设备检测研 究院 曳引钢丝绳是 电梯重要的悬挂装置， 承受着轿厢和 对重的全部重量， 并依靠曳引轮槽的摩擦力驱动轿厢升 降 ，因此曳引钢丝绳 的安全是 电梯安全的重要保障。 钢丝绳在运转时绕着 曳引轮、导向轮单向或交变弯曲， 在绳槽 中也承受着较高的挤压应力 ，磨损现象非常显 著 ，是 电梯 中损耗比较严重的部件 ，需要定期更换 。 为了使 电梯更加安全并延长钢丝绳 的使用寿命 ，有必 要对钢丝绳的磨损进行研究。 1钢丝绳的磨损分析 一 般钢丝绳都是圆形股钢丝绳 ，而且按绳 中钢丝 接触的状态
2、分为点接触钢丝绳 、线接触钢丝绳和面接 触钢丝绳 。线接触 由于挠性好 ，使用寿命长 ，在 电梯 中得到了广泛应用。 钢丝绳的磨损包括钢丝绳表面 、股与股之间、丝 与丝之间的磨损 。钢丝绳的机械磨损主要为外部均匀 磨损、变形磨损和内部磨损3 种 。 1 )外部均匀磨损，指的是钢丝绳与曳引轮槽之间 的磨损。现代摩擦学一般将磨损的机理分为四大类 ， 磨粒磨损、粘着磨损 、疲劳磨损和腐蚀磨损 。根据 电梯曳引磨损的实际工况分析，主要是磨粒磨损与疲 劳磨损。 影响磨粒磨损的主要因素是材料 的硬度以及材料 与磨料 的相对硬度。通常来说 ，材料的硬度越高 ，耐 磨性能就越好。磨料硬度与试件材料硬度H之 间
3、的相 对值对磨粒 磨损 的影响具有一定规律 ，当磨料( 滑 轮 )硬度低于试件 ( 钢丝绳)材料硬度时 ，仅产生轻 微磨损 ，当磨料( 滑轮 )超过材料( 钢丝绳 )硬 度 后 ，磨损迅速增加。 影响钢丝绳表面疲劳的主要因素是接触表面摩擦 力、材料性能和润滑剂的物理与化学作用。接触表面 摩擦力越大 ，会增加裂纹萌生的可能性 ，从而促进接 触疲劳过程。钢丝绳与曳引轮之间可视为滚动摩擦 ， 而它们之 间出现的滑动摩 擦会显著 降低疲 劳磨损 寿 命。通常增加材料的硬度可以提高抗疲劳磨损能力 。 但硬度过高的话 ，材料脆性增加 ，反而会降低接触疲 劳寿命。实验表明，增加润滑油的粘度将提高抗接触 疲劳
4、能力 ，而润滑剂 中含氧和水分将剧烈地降低接触 疲劳寿命。 在 特殊 的场 合 比如化 工厂 中， 由于环境 中酸 、 碱 、盐等介质含量 比较高，金属表面容易与之发生化 学反应或电化学反应而形成腐蚀磨损 ，腐蚀磨损的现 象显著 ，腐蚀磨损的磨屑成颗粒状和丝状。 2 )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。 3 )内部磨损， 由于电梯钢丝绳经常弯曲， 股 中钢丝 问产生相对移位， 股与股之
5、间接触压力增大， 使相邻股问 的钢丝产生局部压痕 ， 时间一长会因应力集 中而折断。 2减小钢丝绳磨损的方法及检验 2 1减少钢丝绳磨损的方法 在常规电梯 中， 钢丝绳是与滑轮配合运行 的， 一般 要求与滑轮接触 的钢丝绳外层钢丝硬度要低于滑轮的 硬度 ， 以牺牲钢 丝绳为代价 ， 保 证滑轮的运行和使 用 寿命。滑 轮一般用灰 口铁或铸钢制造 ， 其硬度在HRC 5 05 5 ， 要求钢丝绳的外层钢丝不能等同或超过这一硬 度。所 以选取硬度 比曳引轮略小 的钢丝绳可以有效减 小钢丝绳的磨粒磨损。 对于钢 丝绳的疲劳磨损来说 ，应该考虑在保证曳 引力 的同时减小摩擦力 ，因此选择好的绳槽形状
6、，使 钢丝绳在绳槽上有 良好的接触， 减小摩擦， 能减少磨 损延长使用寿命 ，曳引轮通常 采用半 圆形开 口槽。而 钢丝绳在曳引轮上 的少量滑动是会加速磨损 的，所 以 要使钢丝绳承受合适的压力 ，尽量减少 电梯运行过程 中钢丝绳在曳引轮上的滑动。 电梯通常采用多根钢 丝绳连接轿厢 与对重 ，各绳 张力如果差值过大的话 ，会大大增加钢丝绳与曳引轮之 间的摩擦磨损 ，所以在安装之后及 日常保养中定期测量 钢丝绳的张力 ，各钢丝绳之问的差值不应超过5 。 刚出厂 的钢丝绳通常做过润滑 ，一段时 间内可以 不用加润滑油，但是只要在钢丝绳上发现生锈或干燥 迹象 ， 必须加润滑油 。润滑油要使用钢丝绳
7、专用 润滑 脂 ， 选用粘度较高、添加剂能够生成较强的表面膜并能 减小摩擦的润滑脂对提高抗疲劳磨损能力有利。 变形磨损和内部磨损通常是不显著 的，提高安装 质量 ，加强 13 常的保养 ，使得 电梯 的运行平稳正常就 可 以了 。 2 2钢丝绳磨损的检验 在 电梯检 验 中，主要是 根据 电梯 监督检 验规 程 对钢丝绳进行检验。 2 2 1钢丝绳变形检验 钢丝绳一旦 出现笼状畸变 、绳芯挤出、扭结 、部 分压扁、弯折的情况 ( 如图l 所示 )，则判定钢丝绳不 符合要求 。在检验过程 中，如果发现钢丝绳存在生锈 或干燥迹象 ，则一定要注意钢 丝绳是否存在因内部磨 损而导致 的弯曲断股现象 。
8、 a ) 局部压扃 b ) 笼状畸变c ) 严重扭结 ，绳芯 突出 d )严重 弯折 图1钢 丝绳的各种变形 2 2 2钢丝绳磨损检验 通常钢丝绳的磨损体现在直径变细 ，磨损 比较厉 害时，绳股与绳股之间的沟槽也会变浅。检验时首先观 察钢丝绳直径变化情况， 除目测外还要用游标卡尺分段 测量绳径。 ( ( 电梯监督检验规程中规定 ， 当钢丝绳公 称直径 减少7 时 ， 即使未发现断丝， 该绳也应报废。在 化工厂中，一定要特别注意钢丝绳的化学腐蚀磨损 ，检 查在曳引绳和曳引轮上方是否有颗粒状和丝状的磨屑。 2 2 3钢丝绳断丝检验 检查断丝的根数 、部位和捻距 内断丝情况。在检 验现场，检验员通常
9、是根据 目测来完成 的。如果发现 电梯曳引绳和曳引轮在接触面上具有非 曳引方 向的横 向相对运动或者滚动 ，则一定要检 查钢丝绳是否存在 因局部挤压变形而发生磨损断丝的情况。 钢丝绳磨损存在 隐蔽、难 以 目测判定的特点 。准 确判 断钢 丝绳 的状态 ，可 以使 用钢 丝绳 超声波探 伤 仪。它 能够检测出钢 丝绳的疲劳 断丝 、磨损、腐蚀、 变形 、机械损伤 、松股和松丝等损伤 ， 可以解决检验内 部断丝和腐蚀及人为因素影响等问题 ， 帮助检验人员迅 速找到损伤部位 ， 给出定量结论 。 3结论 曳引钢丝绳是电梯重要的部件 ，直接关系着 电梯 的安全性。依靠 曳引轮槽 的摩擦力驱动轿厢升降 ，摩 擦磨损现象显 著。本文对钢丝绳进行了磨损机理的分 析 ，并根据分析结果 ，提出了减小钢丝绳磨损的方法 和对电梯钢 丝绳的检验方法。 ( 收稿 日期2 0 1 0 一l 0 一l 2 )