2.钢丝绳股由若干根钢丝捻成,钢丝是钢丝绳的基本强度单元;绳股由钢丝捻成的每股绳直径相同的钢丝绳,股数多,疲劳强度就高。电梯用一般是6股如图2—18(b)和8股如图2—18(c)所示。绳芯是被绳股的缠绕的挠性芯棒,通常由纤维剑麻或聚烯烃类(聚丙烯或聚乙烯)的合成纤维制成,能起到支承和固定绳的作用,且能贮存润滑剂。 3.钢丝绳中的钢丝的材料由含碳量为0.4%~1%的优质钢制成,为了防止脆性,材料中的硫、磷等杂质的含量不应大于0.035%。
(二)曳引钢丝绳的性能要求
由于曳引绳在工作中受反复的弯曲,且在绳槽中承受很高的比压,并频繁承受电梯起、制动时的冲击。因此在强度、挠性及耐磨性方面,均有很高要求。 1.强度
对曳引绳的强度要求,体现在静载安全系数上。 静载安全系数 K静=Pn/T 式中:K静——钢丝绳的静载安全系数; P——钢丝绳的最小破断拉力(N); n——钢丝绳根数;
T——作用在轿厢侧钢丝绳上的最大静荷力(N)。
T=轿厢自重+额定载重+作用于轿厢侧钢丝绳的最大自重。 对于K静,我国规定大于12。
从使用安全的角度看,曳引绳强度要求的内容还应加上对钢丝根数的要求。我国规定不少于3根。 2.耐磨性
电梯在运行时,曳引绳与绳槽之间始终存在着一定的滑动,而产生摩擦,因此要求曳引绳必须有良好的耐磨性。钢丝绳的耐磨性与外层钢丝的粗度有很大关系,因此曳引绳多采用外粗式钢丝绳,外层钢丝的直径一般不少于0.6mm。 3.挠性
良好的挠性能减少曳引绳在弯曲时的应力,有利于延长使用寿命,为此,曳引绳均采用纤维芯结构的双挠绳。 (三)曳引钢丝绳主要规格参数与性能指标
1.主要规格参数:公称直径,指绳外围最大直径。 2.主要性能指标:破断拉力及公称抗拉强度。
(1)破断拉力——指整条钢丝绳被拉断时的最大拉力,是钢丝绳中钢丝的组合抗拉能力,决定于钢丝绳的强度和绳中钢丝的填充率。
(2)破断拉力总和——钢丝在未被缠绕前抗拉强度的总和。但钢丝绳一经缠绕成绳后,由于弯曲变形,使其抗拉强度有所下降,因此两者间关系有一定比例。 破断拉力=破断拉力总和×0.85
(3)钢丝绳公称抗拉强度——指单位钢丝绳截面积的抗拉能力。
(四)曳引钢丝绳的标记方法及有关技术数据 1.标记方法
钢丝绳的标记按GB8903—88方法规定:
如结构为8×19西鲁式,绳芯为天然纤维芯,直径为13mm,钢丝公称抗拉强度为1370/1770(1500)N/mm2,双强度配制,捻制方法为右交互捻的电梯钢丝绳标记为:
电梯钢丝绳:8×19S+NF—13—1500(双)右交—GB8903—88
2.有关标记中名词的解释 (1)西鲁式
西鲁式又称外粗式钢丝绳(代号为S),绳股以一根粗钢丝为中心,周围布以细钢丝,并在两层两条钢丝间的沟槽中多布置一条粗钢丝,内外层钢丝数量相等,粗细不同,由于外层钢丝粗于内层,因此被称为外粗式,如图2—19所示。这种绳挠性较差,对弯曲的半径要求大,其优点是外粗耐磨性好。由于电梯要求钢丝绳具有高的耐磨性,因此在电梯上应用最广泛。我国电梯用钢丝绳常用西鲁式结构。
钢丝绳结构除了西鲁式外,还有瓦林吞式和填充式。 (2)右交互捻
钢丝绳由于是多股的,因此在股与丝的捻向和捻法有所不同。捻指钢丝在股中或股在绳中的捻制螺旋方向,分为右捻和左捻。
右捻:把钢丝绳成股竖起来观察,螺旋线从中心线左侧开始向上、向右旋转的称右捻,如图2—19所示。 左捻:螺线从中心线右侧开始向上、向左旋转的称左捻,如图图2—19所示。 捻法指股的捻向与绳的捻向相互搭配的方法,有交互捻和同向捻之分。 交互捻:股的捻向与绳的捻向相反,又称逆捻(或称交绕)。 同向捻:股的捻向与绳的捻向相同,又称顺捻(或称顺绕)。
交互捻绳由于绳与股的扭转趋势相反,相互抵消,不易松散,在使用中没有扭转打结趋势,因此可用于悬挂的场合。 同向捻绳的耐磨性挠性比交互捻绳好,但有扭转趋势,容易打结,且易松散,因此通常用于两端等固定的场所,如牵引式运行小车的牵引绳。
电梯是以悬挂式使用钢丝绳的,因此必须使用交互捻绳,一般为右交互捻。 (五)曳引钢丝绳的固定接头方法
钢丝绳的两端总要与有关的构件连接,如用1:1绕法,绳的一端与轿厢上的绳头板连接,另一端要与对重上的绳头板连接;如采用2 :1绕法,钢丝绳的两端都必须引到机房,与机房上的固定支架的绳头板连接固定。
固定钢丝绳端部的装置也叫绳头组合,其方法有各种各样,最安全牢靠的方法是用合金固定方法——巴氏合金填充的锥形套筒法,如图2—20所示。这种固定法能够使钢丝绳保持100%的断裂力。
1—锥套;2—曳引绳头与巴氏合金溶接;3—绳头板;4—弹簧垫;5—弹簧;6—拉杆;7—螺母
巴氏合金是一种低熔点合金,主要成分是锡、铅、锑等。对浇注巴氏合金固定曳引绳头,各电梯厂都制定有专门的操作规程,必须严格按规程操作,以免降低曳引绳端接部位的机械强度。
绳头组合中的锥形套筒由铸钢制成,小端连接曳引绳头(几条曳引绳就得用几个绳头组合),套内浇注了巴氏合金,将绳头铸在锥套中,拉杆插入轿厢或对重架上梁的绳头板孔中,并套入弹簧,加设垫圈,用双螺母固定,并加上开口销,以防脱落。如图2—21所示。
1—轿厢上梁;2—曳引绳,3—锥套;4—绳头板;5—绳头弹簧 (六)曳引钢丝绳使用寿命分析
影响钢丝绳寿命与以下几个方面有关:
1.拉伸荷力。运行中的动态拉力对钢丝绳的寿命影响很大,同时各钢丝绳的荷载不均匀也是影响寿命的重要方面,如果钢丝绳中的拉仲荷载变化为20%时,则钢丝绳的寿命变化达30%~200%。
2.弯曲。电梯运行中;钢丝绳上上下下经历的弯曲次数是相当多的,由于弯曲应力是反复应力,将会引起钢丝绳的疲劳,影响寿命,而弯曲应力与曳引轮的直径成反比,所以曳引轮、反绳轮的直径不能小于钢丝绳直径的40倍。 3.曳引轮槽型和材质,好的绳槽形状使钢丝绳在绳槽上有良好的接触,使钢丝产生最小的外部和内部压力,能延长使用寿命。另外,钢丝绳的压力与钢丝绳和绳槽的弹性模量有关,如绳槽采用较软的材料,则钢丝绳具有较长的寿命。但应注意的是,在外部钢丝绳应力降低的情况下,磨损将转向钢丝绳的内部。
4.腐蚀。在不良的环境下,内部和外部的腐蚀会使钢丝绳的寿命显著降低、横截面减小,进而使钢丝绳磨损加剧。特别要注意的是麻质填料解体或水和尘埃渗透到钢丝绳内部而引起的腐蚀,对钢丝绳寿命影响更大。
除此之外,电梯的安装质量、维护好坏、钢丝绳的注油情况等都会影响到钢丝绳的寿命。另外,钢丝绳本身的性能指标、直径大小和捻绕型式等也都会影响钢丝绳的寿命。因此,必须给予注意。 (七)钢丝绳的更换准则
一般可以从以下四个方面来考虑: 1.大量出现断裂的钢丝绳。
2.磨损与钢丝绳的断裂同时产生和发展。
3.表面和内部产生腐蚀,特别是内产腐蚀,可以用磁力探伤机检查。
4.钢丝绳使用的时间已相当长。当然不能随使用频率而一概而论,一般安全期最少要有一年,如已经用3~5年就值得考虑,要正确地判定时间,还需从定期检查的记录中进行分析判断。
综上所述,如发现钢丝绳有下列情况之一时,应及时更换(以8股、每股19丝的钢丝绳来讲)。并注意新换的钢丝绳应与原钢丝绳同规格型号。
1.断丝在各绳股之间均布。在一个捻距内的最大断丝数超过32根(约为钢丝绳总丝数的20%)。 2.断丝集中在一或二个绳股中。在一个捻距内的最大断丝数超过16根(约为钢丝绳总丝数的10%)。 3.曳引绳磨损后其直径小于或等于原钢丝绳公称直径的90%。 4.曳引绳表面的钢丝有较大磨损或腐蚀,见表2—2。
注:假如磨损与腐蚀量为钢丝直径原始的40%及以上时,曳引绳必须报废。
5.曳引绳锈蚀严重,点蚀麻坑形成沟纹,外层钢丝绳松动,不论断丝数或绳径变细多少,必须更换。 第二章-第二节 轿厢与门系统
一、轿厢系统 (一)轿厢总体构造
轿厢总体构造如图2—22所示,轿厢本身主要由轿厢架和轿厢体两部分构成,其中还包括若干个构件和有关的装置。
1—轿厢架;2—绳头装置;3—检修开关盒;4—自动门机构;5—导靴;6—门框;7—中分式板门;8—轿厢;9—扩板;10—拧制电缆;11—安全钳的安全嘴;12—拉杆;13—操纵箱;14—门刀;15—行程开关挡板;16—极限开关挡块 轿厢架是承重结构件,是一个框形金属架,由上、下、立梁和拉条(拉杆)组成。框架的材质选用槽钢或按要求压成的钢板,上、下、立梁之间一般采用螺栓联结。在上、下梁的四角有供安装轿厢导靴和安全钳的平板,在上梁中部下方有供安装轿顶轮或绳头组合装置的安装板,在立梁上(也称侧立柱)留有安装轿厢开关板的支架。
轿厢体形态像一个大箱子,由轿底、轿壁、轿顶及轿门等组成,轿底框架采用规定型号及尺寸的槽钢和角钢焊成,并在上面铺设一层钢板或木板。为使之美观,常在钢板或木板之上再粘贴一层塑料地板。轿壁由几块薄钢板拼合而成。每块构件的中部有特殊形状的纵向筋,目的是增强轿壁的强度,并在每块物体的拼合接缝处,有装饰嵌条遮住。轿内壁板面上通常贴有一层防火塑料板或采用具有图案、花纹的不锈钢薄板等,也有把轿壁填灰磨平后再喷漆的。轿壁间,以及轿壁与轿顶、轿底之间一般采用螺钉连接、紧固。轿顶的结构与轿壁相似,要求能承受一定的载重(因电梯检修工有时
需在轿顶上工作),并有防护栏以及根据设计要求设置安全窗。有的轿顶下面装有装饰板(一般客梯有,货梯没有),在装饰板的上面安装照明、风扇。
另外,为防止电梯超载运行,多数电梯在轿厢上设置了超载装置。超载装置安装的位置,有轿底称重式(超载装置安在轿厢底部)及轿顶称重式(超载装置安在轿厢上梁)等。 (二)轿厢架
轿厢架是个承重构架,其钢材的强度和构架的结构,要求都很高,牢固性要好。
1.轿厢架的构造
不论是哪一种轿厢架的结构型式,—般均由上梁立柱、底梁、拉杆等组成,其基本结构如图2—24、2—25所示。这些构件一般都采用型钢或专门摺边而成的型材,通过搭接板用螺栓接合,可以拆装,以便进入井道组装。对轿厢架的整体或每个构件的强度要求都较高,要保证电梯运行过程中,万一产生超速而导致安全钳扎住导轨掣停轿厢,或轿厢下坠与底坑内缓冲器相撞时,不致发生损坏情况。对轿厢架的上梁、下梁还要求在受载时发生的最大挠度应小于其跨度的1/1000。
2.轿厢架型式分类
轿厢架有两种基本构造,如图2—24和2—25所示。
(1)对边形轿厢架:适用于具有一面或对面设置轿门的电梯。这种形式轿厢架受力情况较好,当轿厢作用有偏心载荷时,只在轿架支撑范围内发生拉力,或在立柱发生推力,这是大多数电梯所采用的构造方式,如图2—24所示。
(2)对角形轿厢架:常用在具有相邻两边设置轿门的电梯上,这种轿厢架在受到偏心载荷时使各构件不但受到偏心弯曲,而且其顶架还会受到扭转的影响。受力情况较差,特别对于重型电梯,应尽量避免采用,如图2—25所示。
(三)轿厢顶的构造和强度要求
由于在安装、检修和营救的需要,轿厢顶有时需要站人,我国有关技术标准规定,轿顶要能承受三个携带工具的检修人员(每人以100kg计)时,其弯曲挠度应不大于跨度的1/1000。
此外轿顶上应有一块不小于0.12m2的站人用的净面积,其小边长度至少应为0.25m。对于轿内操作的轿厢,轿顶上应设置活板门(即安全窗)①其尺寸应不小于0.35m×0.5m。该活板门应有手动锁紧装置,可向轿外打开,活板门打开后,电梯的电气联锁装置就断开,使轿厢无法开动,以保证安全。同时轿顶还应设置排气风扇以及检修开关、急停开关和电源插座,以供应检修人员在轿顶上工作时使用的需要。轿顶靠近对重的一面应设置防护拦杆,其高度不超过轿厢的高度。
① 一般规定轿顶的安全窗只能在轿顶向外打开,在轿厢内用专用钥匙打开。并规定安全窗只能由专业人员使用。 (四)轿壁、轿底的强度及使用要求 1.轿壁
为了保证使用安全,轿壁必须有足够的强度,我国电梯制造与安装安全规范规定,轿厢内任何部位垂直向外,在5cm2圆形或方形面积上,施加均匀分布的300N(牛顿)力,其弹性变形不大于15mm,且无永久变形。
另外,在靠井道侧的轿壁上,为了减小振动和噪声,要粘吸振动隔音材料。为了增大轿壁阻尼,减小振动,通常在壁板后面粘贴夹层材料或涂上减振粘子。
当两台以上电梯共设在一个井道时,为了应急的需要,可在轿厢内侧壁上开设安全门。安全门只能向内开启,并装有限位开关,当门开启时,切断电路。门的宽度不小于0.4m,高度不小于1.5m。 2.轿底
为了防止箱体振动,常采用框架式底梁,在底框与轿底之间加入6~8块专门制造的橡皮块。
在轿底的前沿应设有轿门地坎及护脚板(挡板),以防人在层站将脚板插入轿厢底部造成挤压,护脚板的宽度与层站入口处一样,其高度至少为0.75m,且斜面向下延伸。 (五)轿厢与曳引钢丝绳的连接方法
曳引式的电梯,曳引钢丝绳在机房绕过曳引轮与导向轮后,一端和轿厢相连,另一端和对重相连,其连接的方式有二种:
1.当曳引比为1 :1时,如图2—26所示。
钢丝绳直接与轿厢顶部相连,把曳引绳的末端通过绳头组合装置固定在轿厢的上梁。连接时将绳头板6焊接在轿架的上梁,如有4根曳引钢丝绳,在绳头板上钻4个孔,然后用绳头组合装置的拉杆穿过绳头板,用弹簧和螺母紧固,拉杆的另一端是钢丝绳与拉杆的锥孔用巴氏合金溶合。
2.当曳引比为2:1时,如图2—27所示,在轿厢架必须增设反绳轮(也称轿顶轮)(1个或2个),这时钢丝绳必须绕过反绳轮6后把钢丝绳的端部用绳头组合装置,固定在机房的承重梁上。因此在轿厢架的上梁必须增设一对支架1,然后将反绳轮2的轴穿过支架的孔,使它们能灵活地车专动。如图2—28所示。
(六)轿厢总体结构及其有关的构件
从轿厢总体分解,其主要由轿厢架和轿厢体组成。但还必须了解,在其轿厢的周围还连接着有关的构件,使其在电梯的整体中执行各自的功能。
轿厢总体结构及其有关构件如图2—29所示,右边为正立面图,左边为侧立面图。
1—导轨加油壶;2—导靴;3—轿顶检修箱;4—轿顶安全栅栏;5—轿架上梁;6—安全钳传动机构;7—开门机架;8—轿厢;9—风扇架,10—安全钳拉条;11—轿架立柱;12—轿架拉条;13—轿架底梁;14—安全钳嘴;15—补偿链 (七)轿厢面积
为了防止由于轿厢内人员过多引起超载,轿厢的有效面积应予以限制。轿厢的有效面积指轿厢内的实用面积。GB7588对轿厢的有效面积与额定载重量、乘客人数都做了具体规定。 乘客数量由下述方法确定:
按公式“额定载重量/75” 计算结果向下取整到最近的整数或按表2—3取其较小的数值。
注:超过20位乘客时对超出的每一乘客增加0.115m2。 额定载重量与最大有效面积之间的关系见表2—4。
注:①一人电梯的最小值; ②二人电梯的最小值;
③超过2500kg每增加100kg面积增加0.16m2,对中间的载重量其面积由线性插入法确定。 (八)轿厢的超载装置
超载装置是当轿厢超过额定载荷时,能发出警告信号并使轿厢不关门不能运行的安全装 置。
1.轿底超载装置
一般轿厢底是活动的,称为活动轿厢式。这种形式的超载装置,采用橡胶块作为称量元件。橡胶块均布在轿底框上,有6~8个,整个轿厢支承在橡胶块上,橡胶块的压缩量能直接反映轿厢的重量,如图2—30所示。