直徑6mm電梯鋼絲繩應(yīng)用的探討

1、直徑6mm電梯鋼絲繩應(yīng)用的探討直徑6ram電梯鋼絲繩應(yīng)用的探討TalkingaboutApplicationofRope(6mm)inElevator電梯懸掛系統(tǒng)曳引繩的設(shè)計(jì)在近年不斷有新的突破,繼奧的斯公司推出復(fù)合鋼帶后,迅達(dá)公司推出ARAMID纖維曳引繩.當(dāng)各種新型的曳引繩不斷涌現(xiàn)時(shí),我們把目光投向具有15O年歷史的傳統(tǒng)鋼絲繩.技術(shù)日新月異的當(dāng)代,傳統(tǒng)的曳引鋼絲繩如何與新型鋼絲繩一較高下呢7目前D/dl;L'0(4O)以及最小鋼絲繩直徑(8mm)決定了最小曳引輪直徑,因此影響到驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩以及曳引機(jī)設(shè)計(jì).如果我們能夠突破GB7588-2003的限制,把傳統(tǒng)鋼絲繩的直徑由8mm減到6mm

2、,將是鋼絲繩使用的一種突破,對(duì)電梯懸掛系統(tǒng)起到推進(jìn)作用.16mm曳引鋼絲繩懸掛系統(tǒng)的應(yīng)用意義有利于進(jìn)一步降低電梯電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)資源消耗和能源消耗.該鋼絲曳引繩懸掛系統(tǒng)采用了優(yōu)質(zhì)6mm鋼絲曳引繩,使得曳引輪的直徑至少可以減少8Omm.即1/4.這意味著電梯曳引機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩至少可以降低1/4,就此也就可以進(jìn)一步減小曳引機(jī)的體積,降低曳引機(jī)的制造材料消耗.同時(shí)由于曳引機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的降低,曳引機(jī)的制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也就可以減少,這也節(jié)省了制動(dòng)器的材料及電力能源的消耗(見表1).而且因?yàn)閭鹘y(tǒng)鋼絲繩久經(jīng)時(shí)間考驗(yàn),易于觀察使用磨損的情況,另外傳統(tǒng)鋼絲繩原材料普及,不受專利限制,工藝成熟.易于推廣應(yīng)用.當(dāng)相同曳引輪

3、直徑大小.采用更小直徑的鋼絲繩.鋼絲繩壽命更長.目前在國外已經(jīng)有利用小于8mm直徑鋼絲繩的眾多例子.而且安全運(yùn)行多年.因此值得相關(guān)部門研究,下面將初步探討如何使用6mm的鋼絲繩.2選用6mm鋼絲繩的步驟具體步驟見圖1.表1某公司6mm和8mm對(duì)應(yīng)曳引機(jī)參數(shù)比較黃力敏圖1選用6mm鋼絲繩的步驟黃力敏,蒂森電梯有限公司56ChinaElevatorVol18No23Dec200736mm鋼絲繩的壽命估算情況采用6mm鋼絲繩突破了GB7588-2003電梯制造與安裝安全規(guī)范有關(guān)曳引繩與輪直徑比的要求,但是通過大量試驗(yàn)證明,這一突破是可行的.通過在歐洲地區(qū)及相關(guān)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的大量試驗(yàn)證明在安全系數(shù)2O的前

4、提下,6mm鋼絲繩即使在15Omm的反繩輪上的折彎壽命亦達(dá)到200萬次以上.根據(jù)型式試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的建議:限定實(shí)際的安全系數(shù)應(yīng)至少為23.這就意味著6mm鋼絲繩在15Omm反繩輪上的折彎壽命將在200萬次的基礎(chǔ)上可能大大的提高.根據(jù)歐美的通用估算方法,200萬循環(huán)次數(shù)意味著這種6mm曳引鋼絲繩使用壽命在11年左右.46mm鋼絲繩壽命的測(cè)試方式電梯公司應(yīng)在全球范圍內(nèi)與一些專業(yè)的制造商一起開發(fā)研制用于這一懸掛系統(tǒng)的專用6mm曳引鋼絲繩.最后從中篩選出來的幾種6mm曳引鋼絲繩,通過大量的試驗(yàn)確定其中一種為6mm專用曳引鋼絲繩.試驗(yàn)時(shí),通過6mm專用曳引鋼絲繩與不同的輪系統(tǒng)進(jìn)行一定的試驗(yàn)來確認(rèn)這種鋼絲繩的試

5、驗(yàn)壽命與設(shè)計(jì)壽命的差距.此外進(jìn)行:新繩和所有舊繩的破斷試驗(yàn),主要用于分析經(jīng)疲勞彎曲后的曳引繩的剩余破斷強(qiáng)度與新繩的破斷強(qiáng)度之間的差別;新繩的延伸試驗(yàn),主要用于檢測(cè)新繩的延伸率;6mm曳引鋼絲繩繩頭端接裝置試驗(yàn),主要用于驗(yàn)證6mm曳引鋼絲繩繩頭端接裝置是否符合GB7588-2003電梯制造與安裝安全規(guī)范的要求.考慮到世界上不同的地區(qū)存在電梯法規(guī),標(biāo)準(zhǔn),管理方法和技術(shù)水平的不一致,因此分別在國內(nèi)及國外進(jìn)行當(dāng)?shù)氐陌踩刃栽u(píng)估.根據(jù)當(dāng)?shù)氐囊蠛蛯?shí)際情況通過一系列針對(duì)性的試驗(yàn)對(duì)6mm曳引鋼絲繩懸掛系統(tǒng)這一技術(shù)進(jìn)行確認(rèn).56mm鋼絲繩壽命的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(1)GB7588-2003電梯制造與安裝安全規(guī)范.(2

6、)ISO4344-2004電梯用鋼絲報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn).(3)DIN15020-1974<<提升設(shè)備:復(fù)繞鋼絲繩保養(yǎng)服務(wù)的基本原則.(4)6mm專用曳引鋼絲繩設(shè)計(jì)使用壽命.在安全系數(shù)不小于2O的前提下,應(yīng)不小于200萬循環(huán)次數(shù).在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),鋼絲繩的循環(huán)次數(shù)和安全系數(shù)有密切關(guān)系,當(dāng)安全系數(shù)增大時(shí),能夠提升循環(huán)次數(shù).如果鋼絲繩的安全系數(shù)不小于2O,鋼絲繩的報(bào)廢主要依據(jù)是繩徑的減小率;當(dāng)安全系數(shù)為12的時(shí)候,鋼絲繩的報(bào)廢依據(jù)是斷絲的數(shù)量.66mm專用曳引鋼絲繩的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)6mm專用曳引鋼絲繩的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)是lSO4344-2004電梯用鋼絲繩最低要求之附件E"電梯曳引繩

7、的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)"和DIN15020-1974提升設(shè)備:復(fù)繞鋼絲繩保養(yǎng)服務(wù)的基本原則.綜合兩者的規(guī)定,當(dāng)鋼絲繩在使用中出現(xiàn)下列3種情況之一時(shí),可以考慮更換或報(bào)廢.(1)當(dāng)鋼絲繩的直徑減少量至其公稱直徑的6%時(shí),就必須考慮更換鋼絲繩.(2)6d范圍內(nèi)的斷絲數(shù)量超出標(biāo)準(zhǔn)要求.(3)30d范圍內(nèi)的斷絲數(shù)量超出標(biāo)準(zhǔn)要求.依據(jù)斷絲數(shù)判斷是否報(bào)廢詳見表2.表2根據(jù)斷絲數(shù)判斷鋼絲繩報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)外股問隨每繩捻距上每繩捻距上每繩捻距上每繩捻距上機(jī)斷絲超過12根超過15根超過23根超過29根每繩捻距的長度大約等于6d(d為鋼絲繩的公稱直徑)此外,6mm鋼絲繩使用年限達(dá)到或超過10年(鋼絲繩的設(shè)計(jì)使用壽命),必須考

8、慮強(qiáng)制更換.特殊情況比如在電梯安裝,試驗(yàn)或保養(yǎng)過程中因意外造成鋼絲繩出現(xiàn)損壞,則必須更換鋼絲繩.76mm鋼絲繩的定期檢查(1)定期(每3個(gè)月)對(duì)電梯鋼絲繩應(yīng)有專門檢查.(2)檢查通過目測(cè)的方法進(jìn)行.(3)電梯的運(yùn)行速度調(diào)整至0.30m/s以下.(1-r下轉(zhuǎn)第59頁)中國電梯2007年12月第18卷第23期57CD線之間進(jìn)行討論即可.假設(shè)圖1C)中AB線之下轎廂之上的鋼絲繩長度為L.由于圖1a)中L=0.圖1b)中L=H,圖1C)中L為任意值.因此,只需針對(duì)L為任意值進(jìn)行公式推導(dǎo)便可.設(shè)轎廂"NN絲繩張力為P1,對(duì)重側(cè)鋼絲繩張力為P,曳引繩單位長度重量為,.補(bǔ)償鏈單位長度重量為Gr,隨

9、行電纜單位長度重量為.于是,轎廂"NN絲繩的張力P1為:HLHL1十十.2】yD丑d這里忽略了隨行電纜部分長度變化對(duì)張力的影響,近似地把轎底電纜和電纜輸出端的懸掛張力視為相同.這種影響在提升高度很大的電梯中是很小的.轎廂側(cè)鋼絲繩的張力P為:P2=(H),+GhL/2.轎廂側(cè)與對(duì)重側(cè)的鋼絲繩張力之差A(yù)P為:H一2上H一上尸=一=(2上一H)+Gn+_一G【j.由此可知,轎廂位于頂層時(shí)L=0AP=GbH/2一HG,+(上接第57頁)(4)應(yīng)對(duì)鋼絲繩進(jìn)行逐根檢查斷絲和外徑(使用專用的工具.如帶反光鏡的電筒等).(5)對(duì)鋼絲繩的張力進(jìn)行檢測(cè).每根鋼絲繩的張力應(yīng)至少在平均張力的95%105%的

10、范圍內(nèi).86mm鋼絲繩使用要注意的幾個(gè)問題(1)6mm鋼絲繩最小安全系數(shù),除了符合GB7588-2003中的計(jì)算公式,還要考慮到鋼絲繩壽命,建議保證安全系數(shù)在20以上.(2)考慮鋼絲繩曳引繩頭組合,每根鋼絲繩受力接近,其張力與平均值偏差不大于5%,并且采用專用的繩頭裝置,確保張力均勻.(3)鋼絲繩在結(jié)構(gòu)上建議使用獨(dú)立的鋼芯,其金屬面積相應(yīng)增大,從而降低了橫截面的拉伸應(yīng)力.鋼芯的鋼絲繩與纖維芯的鋼絲繩相比,在相同的負(fù)載下伸GdH/4.轎廂位于底層時(shí)L=HAP=HGqH/2.根據(jù)上述推導(dǎo)可知.轎廂位于任意位置時(shí),P隨L值的變化而變化而轎廂位于底層及頂層時(shí),P和L無關(guān).為使轎廂在頂層和底層時(shí)的曳引力

11、差平衡.可見應(yīng)使轎廂位于頂層及底層時(shí),轎廂側(cè)與對(duì)重側(cè)鋼絲繩的張力差A(yù)P相等,即應(yīng)滿足下面的關(guān)系式:ObH/2一HGw七G/4HGJObH/2化簡后,得:一2G一0.25.由此便推導(dǎo)出.曳引比2:1繞法中補(bǔ)償鏈單位長度重量的公式.在利用上述公式實(shí)際計(jì)算時(shí).與曳引比為2:1的電梯補(bǔ)償鏈單位長度重量的計(jì)算公式運(yùn)用一樣.要注意鋼絲繩和補(bǔ)償繩的根數(shù).即對(duì)由nE鋼絲繩組成的電梯.則公式中鋼絲繩單位長度重量G,應(yīng)是n根合成一根后的總單位長度重量.若補(bǔ)償鏈由m根組成,則由公式中計(jì)算出的單位長度重量q則是m根補(bǔ)償鏈合成一根后的總和.那么單根補(bǔ)償鏈的單位長度重量應(yīng)是所求出數(shù)值的1/m.碴長率較小.(4)鋼絲繩要求更小的直徑公差.確保鋼絲繩與輪槽之間的精密配合.并使之獲得足夠的曳引力,這樣對(duì)延長鋼絲繩的使用壽命起很大的作用.(5)建議使用硬化的曳引輪槽.防止因?yàn)檐洸蹖⑼獠繅毫档?使鋼絲繩的磨損轉(zhuǎn)向內(nèi)部.導(dǎo)致內(nèi)部斷絲