曳引钢丝绳：技术指南和安全使用小贴士

钢丝绳是机械中常用的柔性传力构件,是由若干钢丝先捻成股,再由若干股捻成绳。一般中心还有用纤维或金属制成的绳芯,以保持钢丝绳的断面形状和贮存润滑剂。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分为点接触钢丝绳、线接触钢丝绳和面接触钢丝绳。

点接触钢丝绳即是普通钢丝绳,是由相同直径的钢丝捻制而成,由于制造简单价格便宜,所以在升降机械和拖绞机械中使用十分广泛,但挠性差,使用寿命短。

线接触钢丝绳由不同直径的钢丝捻制而成,内部钢丝之间的接触成线状,钢丝间的挤压应力比点接触钢丝绳小得多。线接触钢丝绳由于挠性好,使用寿命长,现已在起重机械尤其是电梯中广泛使用。

面接触钢丝绳是由不同截面的异形钢丝组成,使内部钢丝呈面接触,一般用于特种用途。

捻制钢丝绳的钢丝要有较高的强度和韧性,一般用优质碳素结构钢冷拉而成,钢中的磷、硫等杂质应控制在0.035%以下。钢丝绳可由单一强度的钢丝组成,也可内外层由不同强度的钢丝组成,称为双强度钢丝绳。

钢丝绳根据绳和股的捻制方向分为交互捻和同向捻两种。交互捻由于绳和股的扭转趋势相反,使用中不易松散和扭转,所以常用于悬挂的场合。

（1）曳引钢丝绳的规定 电梯曳引钢丝绳应符合下列要求（GB 7588—2003规范规定）:

1）钢丝绳的公称直径不小于8mm。

2）钢丝的抗拉强度:对于单强度钢丝绳,宜为1570MPa或1770MPa,对于双强度钢丝绳,外层钢丝宜为1370MPa,内层钢丝宜为1770MPa。

3）钢丝绳的其他特性（延伸率、圆度、柔性、试验等）应符合GB 8903—2005的规定。

4）钢丝绳最少应有两根,每根钢丝绳应是独立的。

5）若采用复绕法,应考虑钢丝绳的根数而不是其下垂根数。

6）不论钢丝绳的股数多少,曳引轮的节圆直径与悬挂绳的公称直径之比不应小于40。

7）悬挂绳的安全系数应按式（3-6）计算:

式中 S_f——安全系数；

N_equiv——滑轮的等效数量；

d_r——钢丝绳的直径；

D_t——曳引轮的直径。

在任何情况下,其安全系数不应小于下列值:

1）对于用三根或三根以上钢丝绳的曳引驱动电梯为12。

2）对于用两根钢丝绳的曳引驱动电梯为16。

安全系数是指装有额定载荷的轿厢停靠在最低层站时,一根钢丝绳的最小破断负荷（N）与这根钢丝绳所受的最大力（单位为N）之间的比值。

（2）电梯钢丝绳的布置方法

1）绕式表示每根钢丝绳在曳引轮上缠绕的次数,分为半绕式（单绕）和全绕（复绕）两种,如图3-14、图3-15所示。

图3-14 半绕法示意图

图3-15 全绕法示意图

①半绕式的每根钢丝绳在曳引轮上只绕过一次,绕绳的包角θ一般为150°~180°范围内,每根钢丝绳在曳引轮上只需要一个对应的绳槽,由于包角θ无法扩大,因此必须采用半圆形带切口槽,才能满足曳引力要求。

②全绕式的每根曳引钢丝绳在曳引轮上绕过两次,每根钢丝绳在曳引轮上需要有两个对应绳槽,其包角θ由于两次绕绳可以扩大到300°~360°,由于包角的扩大,故可采用半圆形绳槽。(www.xing528.com)

2）绕法为绕绳系统中是否存在倍率滑轮而作区别的绕绳方法的简称。

当不存在倍率滑轮时的绕法称为1:1绕法。当存在一组倍率滑轮时（如有轿顶和对重轮时）称为2:1绕法。2:1绕法的电梯,必须配置轿顶轮和对重轮,悬挂钢丝绳的绳套两端都固定在机房内的承重梁上。曳引钢丝绳的线速度（即曳引轮圆周速度）与轿厢升降速度之比为2:1。曳引钢丝绳上所受拉力为其所悬挂总重的一半。曳引轮轴承上的压力也减少一半。

（3）电梯的额定速度v与绕比 减速比与绕比如图3-16所示。

式中 v——电梯额定速度（m/s）；

D——曳引轮计算直径（m）；

N——电动机额定转速（r/min）；

i₁——减速比；=蜗轮齿数/蜗杆头数；

i₂——电梯曳引比,1:1绕法取1；

2:1绕法取2。

（4）曳引绳端接装置 曳引绳的两端要与轿厢、对重或机房的固定结构相连接。这连接装置即是绳端接装置,一般称“绳头组合”。端接装置不但用以连接钢丝绳和轿厢等结构,还要缓冲工作中曳引绳的冲击负荷、均衡各根钢丝绳中的张力和对钢丝绳的张力进行调节。

图3-16 减速比与绕比

1—曳引电动机 2—蜗杆副 3—蜗轮 4—曳引轮 5—对重 6—轿厢 7—导向轮

端接装置的连接必须牢固,标准规定连接的抗拉强度不得低于钢丝绳破断拉力的80%。

常用的连接装置有:

1）自锁楔形绳套（图3-17）,由绳套和楔块组成。钢丝绳绕过楔块套入绳套再将楔块拉紧,靠楔块与绳套内孔斜面的配合自锁,并在钢丝绳的拉力作用下越拉越紧。楔块的下方设有开口锁孔,插入开口锁可以防止楔块松脱。

2）浇灌锥套（图3-18）,锥套通常用35、45锻钢或铸钢制造,分离的吊杆可用10、20钢制造。

图3-17 自锁楔形绳套

图3-18 浇灌锥套的结构

a）铰接式 b）整体式 c）螺纹联接式 1—开口销 2—吊杆 3—定位销

3）绳夹（图3-19）,用绳夹固定绳头是十分方便的方法。但必须注意绳夹规格与钢丝绳直径的配合和夹紧的程度。固定时必须使用三个以上绳夹,而且U形螺栓应卡在钢丝绳的短头。绳夹的连接由于强度不稳定一般只用在杂物梯上。

端接装置除了上述的连接装置外,还有吸收冲击和均衡张力的弹簧和用以调节和紧固的螺母,如图3-20所示,在螺杆的端部还插有开口销,以防螺母脱出。在弹簧的两端垫有凹形或中间有凸环的垫片,应正确使用。绳头组合安装在绳头板上,绳头板必须与轿厢与对重架的上梁或机房承重梁连接牢固,一般应用焊接连接,若用螺栓固定则必须有防止螺母松脱的措施,不应采用压板压紧固定。

图3-19 绳夹固定的方法

图3-20 绳头的端接装置

1—上横梁 2—曳引绳 3—锥套 4—绳头板 5—绳头弹簧