曳引系数和能力|电梯结构原理

1.曳引系数

轿厢与对重装置能做相对运动是靠电动机转动时通过曳引绳和曳引轮间的摩擦力来实现的，这种摩擦力就是前面所述的曳引力，也称为驱动力。根据力学理论，两个接触的物体在它们之间有相对滑动或相对滑动趋势时，总会产生一个与相对滑动方向相反的摩擦力来阻止这种滑动或相对滑动的出现，这个摩擦力的出现和存在，就形成了电梯运行的曳引力。

在研究曳引能力时，为了建立一个尽可能简单的物理模型，我们做出一系列的假设，如图2-5所示，假设此时曳引钢丝绳在曳引轮上正处于将要打滑，但还没有打滑的临界平衡状态，这时曳引钢丝绳悬挂轿厢一端的拉力和悬挂对重一端的拉力之间应满足的关系可以用欧拉公式来描述：

式中　e——自然对数的底，e＝2.718 28；

α ——曳引绳在曳引轮上的包角（rad）；

f ——曳引绳在曳引轮槽中的当量摩擦系数，与曳引轮的绳槽形状和曳引轮材料等有关。

上式中efα称为曳引系数，与f、α 有关。efα越大，说明的允许比值就大，或者说T1-T2的值越大，此时的曳引能力越大。所以一台电梯的曳引系数就代表该电梯的曳引能力或载重能力。

2.曳引能力

在曳引系统受力分析前，我们已经了解，曳引力T必须大于或等于曳引绳中较大载荷力P1与较小载荷力P2之差，即T≥P1－P2，电梯才能正常运行。电梯的曳引能力与下述几个因素有关：

（1）包角对曳引力的影响

曳引钢丝绳的包角是指曳引钢丝绳经过绳槽时接触圆弧所对应的圆心角，以弧度为单位，用α 表示，如图2-7所示。包角越大，摩擦力就越大，即曳引力越大。增大包角是增加曳引能力的重要途径。要想增大包角，就必须合理地选择曳引钢丝绳在曳引轮槽内的缠绕方法，目前主要采用半绕式和全绕式两种方式。

半绕式也称直绕式，是曳引钢丝绳最常见的缠绕方式，如图2-7所示，钢丝绳只在曳引轮上绕过一次，即将曳引绳直接悬挂在曳引轮和导向轮上，曳引绳对曳引轮的最大包角α≤180°（≤150°～180°）。

全绕式也称为复绕式，其包角：α＝α1＋α2。全绕式缠绕方法包括两种形式：一种是曳引钢丝绳绕曳引轮槽和导向轮槽一周后，才被引向轿厢和对重，如图2-8（a）所示；另一种是曳引钢丝绳绕曳引轮槽和复绕轮槽后，再经导向轮槽到轿厢和对重，如图2-8（b）所示。全绕式的特点是曳引钢丝绳对曳引轮的最大包角都在180°以上（300°～360°）。

图2-7　曳引轮包角及曳引绳半绕式缠绕方式

图2-8　曳引绳全绕式缠绕方式示意图

为了增大曳引力，常采用复绕式增大包角。当然采用复绕式会导致电梯曳引机构体积增大，曳引钢丝绳内应力变化复杂，曳引钢丝绳的疲劳寿命变短。(www.xing528.com)

电梯曳引钢丝绳的绕绳方式主要取决于曳引条件、额定载重量和额定速度等因素。在选择绕绳方式时应考虑较高的传动效率、合理的能耗和钢丝绳的使用寿命。特别要注意应尽量避免钢丝绳的反向弯曲。

（2）绳槽形状对曳引力的影响

常用的曳引轮绳槽的形状：半圆槽、楔形槽和带切口的半圆槽（又称凹形槽），如图2-9所示。

图2-9　曳引轮绳槽示意图

半圆槽：与钢丝绳的接触面积最大，钢丝绳变形小、摩擦小，有利于延长使用寿命。但其摩擦系数小，所以必须增大包角才能提高其曳引能力。半圆槽一般只能用于复绕式电梯，更多用于反绳轮，常见于高速电梯。

楔形槽：其有较大的当量摩擦系数，钢丝绳与绳槽的磨损较快，因此，一般只在杂物梯等轻载低速电梯上使用。

带切口的半圆槽：槽底部切制了一个楔形槽，使得摩擦系数大为增加，一般可为半圆槽的1.5～2倍。由于有这一优点，这种槽形在电梯上应用最为广泛。

（3）轿厢自重对曳引能力的影响

轿厢和对重太轻，则可能不能提供足够的压力，摩擦力太小，不能满足曳引能力要求；轿厢和对重太重，虽会增加曳引能力，但会增加钢丝绳在绳槽内的比压，增加绳槽磨损。

综上所述，提高曳引力主要就是提高曳引钢丝绳与曳引轮之间的摩擦力。一般兼顾曳引能力和绳槽的比压来看，采用增加曳引能力应从加大包角、增大曳引轮直径和增加曳引绳根数，选用复合绳或非金属绳、耐磨且摩擦系数大的材料制造的曳引轮、增加轿厢自重等方法，增大钢丝绳的正压力，增大摩擦系数，从而提高曳引力。

钢丝绳在绳槽内的润滑也会直接影响摩擦系数，只可用绳内油芯的轻微润滑，严禁在绳外加涂任何形式的润滑油，以免降低摩擦系数而造成打滑现象。

所以，要提高曳引能力，就必须提高摩擦系数和增大包角。具体措施如下：

① 改变槽形及绳槽材料。

② 改用复合绳或非金属绳。

③ 增大包角。

④ 增加轿厢自重。

⑤ 增加钢丝绳的正压力。