关于曳引式电梯工作原理及检验检测的分析

关于曳引式电梯工作原理及检验检测的分析
摘要：曳引式电梯是垂直交通运输工具中使用最普遍的一种电梯，本文结合了
笔者工作经验对曳引式电梯的工作原理及电梯轮槽磨损的不同要求提出了一些看法。

电梯曳引轮轮槽磨损对电梯曳引力有较大影响。

做好电梯检验检测工作有助
于对电梯运行事故的有效控制。

关键词：曳引式电梯；工作原理；轮槽磨损；检验检测；
1曳引式电梯工作原理
曳引机是由安装在机房的电动机与减速箱、制动器等组成，是曳引驱动的动力。

曳引钢丝绳通过曳引轮一端连接轿厢，一端连接对重装置。

为使井道中的轿
厢与对重各自沿井道中导轨运行而不相蹭，曳引机上放置一导向轮使二者分开。

轿厢与对重装置的重力使曳引钢丝绳压紧在曳引轮槽内产生摩擦力。

这样，电动
机转动带动曳引轮转动，驱动钢丝绳，拖动轿厢和对重作相对运动。

即轿厢上升，对重下降；对重上升，轿厢下降。

于是，轿厢在井道中沿导轨上、下往复运行，
电梯执行垂直运送任务。

轿厢与对重能作相对运动是靠曳引绳和曳引轮间的曳引力来实现的。

这种力
就叫曳引力或驱动力。

电梯的曳引条件应符合：T1/T2×C1×C2≤efα式中，T1/T2-
1.25倍额定载荷电梯轿厢位于最底层站时曳引绳两边最大静拉力与最小静拉力之比，或空载电梯轿厢位于最高层站时曳引绳两边最大静拉力与最小静拉力之比；
C1-动力系数或加速系数（与加减速度有关）；C2-使用磨损后曳引轮轮槽变化的
影响系数；e-自然对数底；f-曳引绳在曳引轮轮槽中的当量摩擦系数；α-曳引绳在
曳引轮上的包角，rad。

efα限定了T1/T2的比值，efα大，则表明T1/T2的允许比值大和（T1-T2）的
允许值大，也就是表明电梯曳引能力大。

从曳引公式可知，曳引能力与曳引钢丝绳在绳槽中的当量摩擦系数和曳引钢
丝绳在曳引轮上的包角有关。

各种不同形状槽形的当量摩擦系数是不同的。

V型
槽的f最大，半圆槽的f最小，而半圆切口槽介于上述两种槽形之间，f随着β角
的加大而加大，但在绳槽磨损时，β角基本不变，所以目前采用最多的也是半圆
切口槽。

半圆槽通常用于复绕的曳引轮。

2曳引轮轮槽磨损分析
随着电梯使用时间的越来越长，曳引绳和曳引轮轮槽的摩擦磨损也更加严重。

造成曳引轮绳槽的磨损，是由于曳引绳与曳引轮绳槽间产生滑移，滑移量越大磨
损程度也越大。

总的滑移量S应由两部分组成：
（1）由曳引绳的弹性拉伸应变所引起的滑移量S1。

假设曳引轮两边钢丝绳
的张力为T1和T2，其中T1>T2，则当电梯运行时，在T1侧钢丝绳弹性伸长增大，当转到T2侧时，由于T1>T2，弹性伸长随之减小，因而引起钢丝绳在槽内产生滑移，方向朝着张力大的一侧，使得绳在槽中蠕动。

这是钢丝绳和曳引轮绳槽不断
磨损的主要原因之一。

很明显，假设曳引轮各绳槽的硬度相同，当6根曳引绳两
侧张力T1与T2基本一致时，曳引轮各绳槽的磨损量也应基本一致，但很可能在
电梯安装调试时，某根钢丝绳的张力T’与其余钢丝绳张力相比超过了允许的误差，亦即T’1/T’2>T1/T2，则绳在槽中的蠕动距离也相应加大，由此造成该绳槽的磨损
比其余5槽尤为严重。

（2）曳引绳对绳槽的压力引起的滑移S2。

曳引型电梯安全运行的保证就是
曳引轮与曳引绳之间有足够的摩擦力，以曳引条件较为恶劣的空载轿厢下行推断，当轿厢突然以减速度紧急掣停时，曳引轮两侧张力差超过防滑极限，从而引起绳
在槽中的滑移。

当某根钢丝绳的静拉力比T1/T2大于其余钢丝绳时，该根钢丝绳
的滑移更严重;随着电梯的频繁起动、制动，绳槽磨损使其直径越小，滑移越严重，磨损也越趋于恶化。

一般来说，当曳引轮绳槽磨损相差越过曳引绳直径的1/10时，就应该更换或重新加工曳引轮了。

总的说来，曳引轮绳槽的磨损是由于曳引绳在绳槽中的相对滑移所造成的，
滑移量越大，磨损也越严重；而曳引绳相对绳槽的滑动又取决于曳引轮两侧曳引
绳的张紧力比，随着曳引绳在绳槽中张紧力比的增大，滑移量也增大。

某电梯维保公司就在电梯维保中采用在钢丝绳上划线的方法来确定是否曳引
绳张紧力不均匀。

维保人员先在电梯轿厢和对重在井道中持平位置时，在机房用
粉笔在所有曳引绳上画上标示线，然后电梯从顶层到底层正常运行一周，之后再
将轿厢和对重慢车移动到持平位置，观察所作标示线，从而找出哪根曳引绳张紧
力比相对较大。

3检规相关条款的理解
2002年施行的电梯监督检验规程规定，曳引轮轮槽不应有严重不均匀磨损，
磨损不应改变槽形。

据此理解，轮槽可以有较严重磨损，但是如果磨损不均匀就
必须对轮槽进行处理。

在外观上，磨损不应改变槽形。

就是说如电梯监督检验规
程还对曳引绳张力做出了规定，电梯监督检验规程第5.2条规定，曳引绳张力与
平均值偏差均不大于5%。

根据我们前面提到的分析，其实曳引绳张力不均是造
成曳引轮轮槽磨损的主要原因，如果曳引绳张力控制得好，那么曳引轮轮槽出现
不均匀磨损的情况会大大减少，这也增加了曳引轮的使用寿命。

但是，2009年
12月4日颁布的TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制
驱动电梯》2.8条规定，曳引轮轮槽不得有严重磨损（适用于改造、维修监督检
验和定期检验），如果轮槽的磨损可能影响曳引能力时，应当进行曳引能力验证
试验。

笔者认为，这条的更改与上一版检规变动较大，并且，本版检规取消了原
来对曳引绳张力不均的要求。

那么，对曳引轮轮槽磨损严重与否的判定条件变为
曳引能力验证试验。

即：空载曳引能力试验，上行制动试验，下行制动试验。

超
面积的载货电梯还需进行静态曳引能力试验。

也就是说，在某种极端条件下，当
曳引轮槽槽形改变后，只要满足上述试验的要求，同样可以视为曳引轮轮槽不影
响曳引能力，满足使用要求。

比如说某欧洲电梯公司通过增大包角（也就是efα
中的α）来增大电梯曳引能力，而曳引轮槽形设计为半圆槽，也能满足使用要求。

而日本某品牌电梯则在曳引轮复绕的情况下同样使用半圆切口槽曳引轮。

当然，
在曳引能力的设计上还有诸如材质和比压等其他考虑因素。

而曳引轮轮槽的不均
匀磨损在新的检验规则中并没有被提及。

既然这样，笔者认为，不均匀磨损就应
该被认为是一种曳引轮严重磨损，也应该通过所要求的一系列试验进行曳引能力
验证。

4结语
本文介绍了曳引式电梯的工作原理及轮槽对电梯曳引能力的影响，对新旧两
版检验规则对曳引轮槽磨损的检验要求进行了对比，提出了笔者看法，与同行共勉。

参考文献
［1］GB7588-2003，电梯制造与安装安全规范［S］.
［2］陈家盛.电梯结构原理及安装维修.北京：机械工业出版社，2000 ［3］姚秋亮.无齿轮曳引机用永磁同步电动机.中国电梯，2002 (6) ［4］陈家胜.电梯实用技术教程.北京：中国电力出版社，2006。