电梯安装质量控制之4：曳引绳悬挂的质量缺陷

小月亮

永磁同步无齿轮曳引技术成为了当今电梯驱动的主流。其主机有体积小、惯量小、节能等特点。悬挂绕绳由系统所需的低转速、大转矩特性设置为2∶1绕法，曳引绳绳径因曳引轮直径变小而选为10mm或8mm。绳速的成倍提升（倍梯速）、绳径（股或丝）的截面积成数倍变小，无疑对于曳引绳的使用寿命是新的挑战。为此，对曳引系统悬挂设计与曳引绳的正确设配、安装调整、日常维护等都有更高要求并成了悬挂系统安全与曳引绳使用寿命的重要课题。以下就以在安装过程中曳引钢丝绳施工易产生的质量缺陷进行分析以便于预防。
一、在安装过程造成缺陷1．原因分析　曳引钢丝绳在安装过程曾发生缠绕、扭曲、死弯、卡伤以及旋转松股或过旋股等现象，如缠绕或扭曲时稍有受力（或自重力）会使绳或股（丝）即刻折伤或外表变形。死弯、卡伤使绳受损产生隐痕。旋转松股（破股）或过旋股使部分段骨架支撑松散、捻距改变、表面强度与外部形状产生变形，工作时易引起捻距变化及捻绕位移使绳内产生旋转应力，这些均导致曳引绳受损段运行时受力变量增大。
应力分析：曳引钢丝绳变力复杂，绳与股（丝）运行时均受外部曲率、拉力、挤压变形而其变化通常表现为进出槽弯曲时的局部伸张与收缩、挤压变形、分散移位、相互摩擦等状况。隐患点或隐痕处极易在变化时产生应力集中，导致疲劳裂纹增加，寿命下降。特别在小绳径高速状态，可能因此而引发日后断丝，再而断股现象。
2．纠正措施　曳引钢丝绳的安装过程须按照工艺质量流程要求施工：
（1）须预先测量并计算好曳引钢丝绳的有效长度，然后按要求进行截取。截取前将所截部分两端用细铁丝捆扎好以免截割后散股。放钢丝绳时从圆盘或桶中按自外向内逐圈放出，边放边滚动圆盘（用管穿越桶中心并托起）。测量钢丝绳长度的场地须足够大且地面干净。截取后按上述逆向流程将钢丝绳卷入桶中。过程中不可有缠绕、扭曲、死弯、卡伤以及被旋转松股或过旋转等现象发生。
（2）在机房向井道内下放安装钢丝绳时，要注意抑制所放入井道内的钢丝绳因自重的不断增加而过快地向下坠落（高层电梯安装对重端钢丝绳时一般用两根粗绳交替固定拉住所放入井道内的钢丝绳）。放入时注意在钢丝绳入口处加垫保护以免绳与地坪面角刮擦。轿厢应首先拼装好。按轿厢位于顶层位置，这样轿顶上可站人安装，以保证钢丝绳在轿厢架这半部分的安装质量。安装对重端曳引绳时，井道最高部位（轿顶上）和底端对重架上端部位的脚手架上（按井道高度考虑中间部位）都需有人监护与正确操作以保证曳引绳在井道内不与他物干涉。2∶1绕法的曳引绳在绕过轿顶／对重轮后还需再回拉至机房绳头板。轿厢地坎在顶部位置与最高楼层厅门地坎的偏差、对重被枕本撑起后与缓冲器的距离、曳引钢丝绳受力后的伸长量都应计算好，以免重复做绳头。
3．预防措施　曳引钢丝绳在安装中需严格按照工艺要求施工，过程中不可因贪图方便而造成安装缺陷；在施工前应预先配备好必要的相应辅助安装工具以确保各操作步骤能顺利进行。
二、曳引钢丝绳受损伤1．原因分析　曳引钢丝绳表面脏污、夹有油脂并粘有灰沙、泥浆极易生锈。曳引钢丝绳在安装前没有对钢丝绳进行表面清洗、去除油脂等工作。钢丝绳表面由于在电梯初投入运行时井道内或外部环境条件较差，常有灰沙、小石子等异物落入、钢丝绳在测量截放过程中因场地不干净。外表油脂极易黏附灰沙、小石子等造成工作中钢丝绳与曳引轮、导向轮、轿顶与对重轮等接触面夹入灰沙等异物，受挤压时钢丝表面异物点受反向折压，导致外表接触层的部分钢丝点产生粗糙或隐痕。久而久之，工作表面伤痕逐步增大造成应力集中。一段时间后，可能因此产生断丝，再而断股现象。
2．纠正措施　钢丝绳安装前或在电梯投入运行前需对钢丝绳的表面进行清洗、清洁，清除防锈脂、清除斑迹。清洗后的钢丝绳表面光洁且不易粘异物。保证投入运行的曳引钢丝绳表面干燥干净，内部润滑充分及定期对钢丝绳进行必要的保养。
3．预防措施　安装前应对钢丝绳的表面进行清洗、清洁，其目的一是：清除防锈脂、清除脏锈斑、清洗后表面光洁不易粘异物；二是：清洗时同时对钢丝绳的内部也进行了润滑，特别是麻芯内需渗入适量的润滑油。
曳引钢丝绳所需的工作状态为：
（1）表面应保持干燥清洁。曳引静摩擦力是因曳引绳与曳引轮挤压变形后产生。其中，曳引钢丝绳与曳引轮间的吻合不但要求其硬度匹配相当，且需保证吻合时无任何异物夹入，这要求曳引绳表面干净。
（2）内部需有充分的润滑。曳引钢丝绳工作时受弯曲、拉力、挤压变形等变化而使股、丝间的接触点、股形与绳形产生变形、相互挤压、分散移位、相互摩擦，这需要润滑剂来减少移位磨损，所以绳内部需要润滑。因此，曳引钢丝绳在安装前的外部清洗与清洁、内部适量润滑是保证钢丝绳运行质量、减少磨损、延长寿命的必要环节。
注：除使用专用曳引钢丝绳清洗油之外，一般采用机／柴油按比例混合清洗曳引绳，柴油能起到清洁与帮助机油渗入绳内部后再挥发的作用，曳引绳外部需定期清洁。
三、运输或现场库存不当造成缺陷1．原因分析　曳引绳在运输或现场库存时曾淋到雨或被水浸泡，致使钢丝绳表面或内部有锈蚀。钢丝外表或绳内丝有锈蚀斑或点（隐患斑痕），钢丝绳外表部分通常涂有防锈脂，其内部不但没有防锈脂且又因麻芯浸水后水分极难挥发，久之产生锈蚀使股与丝外表发生粗糙变化，在运行曲率变化状态的外表不均匀产生应力集中，其疲劳裂痕或裂纹加快，可能发生运行一段时期后伴有断丝、断股等现象。
2．纠正措施　运输、驳运、现场库房管理、安装工艺等都必须实施规范的施工，落实施工过程质量控制以保证各环节工程质量。
3．预防措施　整个安装过程包括现场库房管理等都必须严格实施规范的工艺要求，严格贯彻施工过程质量控制以保证各环节工程质量达到相应要求。
四、安装过程工序颠倒使之受损1．原因分析　电梯曳引钢丝绳等部件的安装过程没有严格按照工艺质量流程要求进行施工；如在电梯的曳引钢丝绳安装前必须要完成的，如井道内点焊作业、机房内的电、气焊作业等均没完成。如井道内的各导轨支架点焊固定、各厅门上坎支架和地坎托架支承的点焊固定等工作是在整个井道内进行的。而焊机电源线和焊枪线通常会拉得很长，特别是焊枪线与接地线的绝缘层通常会有破损，施工中极易与钢丝绳接触。接触过后的曳引钢丝绳上的接触点通常会立即断丝或退火，退火点会在一段时期后发生断丝、断股。
2．纠正措施　曳引绳等部件的安装过程必须按照工艺质量流程要求一步步地进行施工，不可随心所欲进而造成重大安装缺陷。
3．预防措施　在曳引钢丝绳安装前，必须严格控制并如期完成井道与机房内各相关部位的电、气焊作业。
五、张力误差产生的影响1．原因分析　曳引钢丝绳张力调整未达到相应要求，各绳张力误差大。使曳引绳与曳引轮的使用寿命受到影响：
曳引绳张力误差大使得各绳在曳引轮槽上高低位置产生不一，张得较紧的曳引绳受到较大的力，在曳引轮楔形绳槽内受挤压变形量较大而处于绳槽内较深（低）位置。相对较松的曳引绳则在轮槽上部（浅）位置，曳引轮在驱动钢丝绳运动时，发生紧的曳引绳（内圈）和松的钢丝绳（外圈）状况。当曳引轮旋转后会发生外圈绳和内圈绳的距离差（外圈走的距离比内圈长），造成曳引绳组在轿厢和对重两端的张力产生变化。当张力达到曳引忍受极限力时（此时内圈绳与外圈绳在各自的曳引轮槽内进行着差值曳引摩擦力的较劲），即会产生曳引绳组中的某些在曳引轮槽内不断滑移，使绳组各端的张力重新再分配。以此循环从而加快了曳引钢丝绳与曳引轮槽间的滑移磨损（正常情况的曳引轮槽使曳引钢丝绳揳入挤压变形后所产生的是两者静摩擦），紧的曳引绳越陷越深、滑移加剧；恶性循环造成所悬挂的轿厢运行中垂直振动越变越大，曳引绳与曳引轮的使用寿命缩短。
2．纠正措施　电梯曳引钢丝绳的调整应按照相应的工艺质量流程进行，在运行前必须要做好张力的调整工作以免造成曳引绳与曳引轮不可逆的受损。日常的维护保养中也应至少进行2次／年的曳引绳清洁及必要的润滑、检查与张力调整工作，以免使寿命受到影响。附录11电梯曳引钢丝绳的调整及操作（流程）控制要求（供参考）介绍了曳引钢丝绳的通常的调整及操作控制要求。附录12曳引钢丝绳安装过程质量检测记录（供参考）目的是为达到曳引钢丝绳通常的安装过程质量控制要求。
第五节　安装自检内容电梯安装完毕后安装单位要进行自检，只有自检全部合格后才能申报特种设备检验检测机构进行检验。附录13电梯安装自检要求表（供参考）。介绍了电梯安装完成对电梯各部位进行自检项自的内容概要。
本章小结本章以控制电梯的安装质量为目的，分别列举了导轨支架、导轨、层门以及曳引钢丝绳在安装过程中易产生质量问题的案例，做了较为详细的分析，找出原因，并提出了具体的预防措施。此外，文中对安装后的自检项目也做了详尽介绍。由于本文所列举的部件安装工序是电梯安装作业中工程量占比较大且是关键部位，因此，对现场安装作业具有一定的指导意义。
思考题
1．导轨支架、导轨在安装过程中易产生的质量问题有哪些？如何预防？
2．层门在安装过程中易产生的质量问题有哪些？如何预防？
3．曳引钢丝绳在安装过程中易产生的质量问题有哪些？如何预防？
4．电梯安装、调试完成后必须要进行自检，其目的是什么？
5．在电梯安装作业中还有哪些易忽视或易产生质量缺陷之处？如何加以控制？