曳引机相关
曳引机是电梯上最重要的部件之一，与控制系统配合构成了整个电梯系统的核心。由于其结构复杂、与电气系统联系紧密，而且在很大程度上与电梯的安全性能有着极其密切的关系，因此正确选用曳引机是电梯设计的关键。由于曳引机参数众多，且相互关联、彼此影响，因此我们本着由外而内，由机械而电气的原则进行阐述。
第一部分 轮系与钢丝绳系统的配合要求
一．GB7588-2003 对曳引力的要求
究竟是那种力量牵引钢丝绳使电梯运行？是摩擦力――是曳引轮绳槽与钢丝绳之间通过挤压而产生的摩擦力牵动钢丝绳，最终为电梯提供驱动力。因此，电梯的运行部件（钢丝绳）与驱动部件（曳引机）之间只是存在机械接触而没有机械连接。显然，在这种情况下，如何提供适当的摩擦力并建立可靠的数学模型就变得至关重要了。
另一方面，钢丝绳作为曳引机与轿厢之间传递动力的部件，受力情况也非常复杂――与曳引轮绳槽之间的挤压、摩擦；受到轿厢和对重的拉伸；在各导轮之间的反复折弯等。这些因素时刻在影响着钢丝绳的状态和寿命。而钢丝绳本身，到目前为止尚没有一个可靠的数学模型可以对其各方面特性进行精确的表述。因此为了保证电梯运行的安全和使用的可靠，必须对所使用的钢丝绳进行分析和研究。而不同的钢丝绳选用方案，对曳引机也会产生一定的影响。
因此，曳引机和钢丝绳的选择是相互关联、相互制约的，必须同时进行考虑。
钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦，在GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》中是这样描述的：
9.3钢丝绳曳引
钢丝绳曳引应满足以下三个条件：
a) 轿厢载有125％ 8.2.1或8.2.2规定的规定载荷的情况下保持平层状态且不打滑。 b) 必须保证在任何紧急制停的状态下，不管轿厢内是空载还是满载，其减速度值不能超过缓冲
器（包括减行程的缓冲器）作用时的减速度值。
c) 当对重压在缓冲器上而曳引机按电梯上行方向旋转时，应不可能提升空载轿厢。 那么，如何保证以上要求呢？GB7588-2003的附录M给出了一个解决方案：
M1 引言
曳引力应在下列情况的任何时候都能得到保证： 正常运行 在底层装载 紧急制停的减速度
1
另外必须考虑到当轿厢在井道中不管由于何种原因而滞留时应允许钢丝绳在绳轮上滑移。 下面的计算是一个指南，用于对传统应用的钢丝绳配钢或铸铁绳轮且驱动主机位于井道上部的电
梯进行曳引力计算。 ……
M2曳引力计算 须用下面的公式：
T1/T2?ef? 用于轿厢装载和紧急制停工况
T1/T2?ef? 用于轿厢滞留工况（对重压在缓冲器上，曳引机向上方向旋转）
……
结论：曳引力不能太小也不能太大，正常运行时要能拉动轿厢/对重系统；当轿厢或对重有一侧被卡阻，曳引轮绳槽的摩擦力不能提起另一侧的对重或轿厢。
二．GB7588-2003中曳引力计算的数学模型
在研究T1/T2与e的关系时，f表示当量摩擦系数，α表示曳引绳在曳引轮上的包角。 1．当量摩擦系数的计算
为明确 “当量摩擦系数”的概念，我们首先应弄清什么是“当量”。“当量”实际上是描述事物的一种近似方法。由于客观事物有简单和复杂之分，为了便于事物之间进行比较，有效的作法是把描述事物状态的量从复杂向简单折算，在折算过程中，应该有一个不变或近似不变的准则，以使折算后的结果具有可比性。这样一种折算也就是所谓“当量”。 这里要注意两个重要的概念 ：
A 移动副两接触面间正压力的大小与接触面的几何形状有关；
B 在计算运动副中的摩擦力时，不管运动副两元素的几何形状如何，均可按式统一公式计算，只需引入相应的当量摩擦系数即可。
f?
图1 U形槽和V形槽示意图
2
（1） 对于半圆槽和带切口半圆槽的情况：
γβ4μ（cos－sin）22f?
（π－γ＋sinγ－sin?）这就是带切口的半圆槽中，钢丝绳和绳槽之间的“当量摩擦系数”。对于半圆槽，取β＝0，有：
β??γ4?cos－sin?2??2f?μ
π－β－γ－sinβ＋sinγ式中：
β――下部切口角度值； γ――槽的角度值； μ――摩擦系数。
β的数值最大不应超过106°(1.83弧度)，相当于槽下部80%被切除。
γ的数值由制造者根据槽的设计提供。任何情况下，其值不应水于25°(0.43弧度)。 （2）对于V形槽的情况：
β??4?1－sin?2? 1；对于未硬化的槽，当量摩擦系数：f?μ?对于硬化的槽，当量摩擦系数：
f?μπ－β－sinβγsin2下部切口角β的数值最大不应超过106°(1.83弧度)，相当于槽下部80%被切除。对电梯而言，任何情况下，γ值不应小于35°。钢丝绳与V形槽和带切口的V形槽的当量摩擦系数推导如下：
硬化的V形槽由于槽口硬度较高，在电梯运行过程中不易被钢丝绳磨损而改变形状，因此在计算当量摩擦系数时假定绳槽一直能够保持V形，由物体沿槽形角为γ的槽面接触时，其间的当量摩擦系数：
f?μ1这就是钢丝绳运行于V形槽中的当量摩擦系数。 γsin2对于未硬化的V形槽，轮槽很快会被磨损，钢丝绳将在绳槽的底部磨出一个半圆口来，因此选用未硬化的V形槽时，必须带下切口。当绳槽磨损直至切口最终被磨去之后，这时的γ＝0，即槽型变成了半
β??γ4?cos－sin?22??圆槽。将γ＝0代入半圆槽或带切口的半圆槽当量摩擦系数的公式：f?μ即可
π－β－γ－sinβ＋sinγβ??4?1－sin?2? 得出未硬化的V形槽的当量摩擦系数：f?μ?π－β－sinβ2．摩擦系数的选择
从上述公式可以看出，定当量摩擦系数其本质就是对不同情况下摩擦系数的折算。那末摩擦系数的选取
3
则是当量摩擦系数计算的另一要素。
M2.2.2 摩擦系数计算中给定了一个曲线：“最小的摩擦系数”，同时要求使用下面的数值： ――装载工况 μ＝0.1；
――紧急制停工况 μ＝0.1／（1＋v／10），最小不低于0.05； ――轿厢滞留工况 μ＝0.2； 3．T1和T2的计算要点：
虽然从表面看，附录M中计算T1和T2的示例给出的公式很长，但经过仔细分析不难发现，实际上对T1和T2计算影响最大的几个因素并不复杂：轿厢重量和额定载重量的关系；平衡系数；曳引轮及滑轮的情况；加减速度值；钢丝绳的尺寸、种类和数量。在M3 实例中给出一个模型，如下图:
第九章 资料10 图1 曳引式电梯钢丝绳受力分析图
以及计算T1和T2给出了如下公式： T1=
(P?Q?MCRcar?MTrav)(gn?a)MComp2m?gn?MSRcar(gn?ra)?(PTDa)I
r2rr?r?1FRcarr2?2r； a()??(mpcaripcara)]III?2ri?1?(mDPra)?[MSRcar 4
Mcwt(gn?a)MCompMT2??gn?MSRcwt(gn?ra)?CRcwt(gn?a)?r2rr 2r?1FR2mPRDIVr?2rcar(a)?(mDPra)??[MSRcwta()??(mPcwtiPcwta)]V?；r2ri?1
在上述公式中，各种符号代表的变量含义，以及这些变量如何选取，选取的具体值在附录M3都有明确的指示和定义。从上面的公式可以看出，附录M对各种影响T1和T2的因素考虑的都比较详细。而且所有变量的取值方法也都有详细的说明。
如果将上式中关于滑轮惯量的项忽略（滑轮惯量对计算结果影响很小），并将井道内摩擦和张紧轮重量（用补偿链时根本没有张紧部件）去掉后，可简化为：
(P?Q?MCRcar?MTrav)(gn?a)r2?2rT1??MSRcar(gn?ra)?MSRcara()；
r2Mcwt(gn?a)MCRcwtr2?2rT2??MSRcwt(gn?ra)?(gn?a)?MSRcwta()；
rr2很明显，轿厢侧钢丝绳张力与以下因素相关：
运行参数方面：与乘客重量、加速度相关；部件选用方面：与轿厢重量、补偿参数、随行电缆参数、钢丝绳参数和绕绳比相关。对重侧的情形类似。
结论：上述参数中，能够对曳引力产生较大的主要有轿厢（对重）重量、补偿参数和钢丝绳参数。我们在研究钢丝绳张力的时候，这几个参数应该作为“变化量”进行考虑，通过调整、选择、搭配不同的参数，可以获得不同的张力值。
三．GB7588-2003中钢丝绳安全系数的要求和计算模型
对于钢丝绳安全系数必须满足9.2.2条要求且同时满足附录N的计算要求。经过研究我们发现，9.2.2条所要求的安全系数仅与钢丝绳自身特性与其静态受力相关，可以看做是静态要求。而附录N所述及的内容是钢丝绳与绳轮接触和通过的方式、绳轮特性等因素相关，可以看做是钢丝绳的动态特性。 1．9.2.2要求的安全系数：
悬挂绳的安全系数应按附录N(标准的附录)计算。在任何情况下，其安全系数不应小于下列值： a)对于用三根或三根以上钢丝绳的曳引驱动电梯为12； b)对于用两根钢丝绳的曳引驱动电梯为16； c)对于卷筒驱动电梯为12；
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(N)之间的比值。
2．附录N计算出的安全系数
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