摘要：随着现代城市的高度发展，每天需要运输大量的人和物流。电梯已经成为现代化的标志之一，与人们的工作和生活息息相关，因此人们越来越重视电梯的性能。牵引钢丝绳作为电梯牵引系统的主要传动部件之一，其安全性在很大程度上影响着整个电梯的安全运行。特别是钢丝绳断丝、断股对使用中的电梯造成很大的安全隐患，威胁着用户和乘客的人身、财产安全。基于此，本文主要对电梯曳引钢丝绳的磨损成因进行分析。
关键词：电梯曳引钢丝绳；磨损成因；研究分析
1、前言
牵引钢丝绳是电梯的重要部件，也是电梯的易损件之一。为了提高电梯的安全性能,这是必要的,以确保正确的安装和维护的钢丝绳的维护和调试期间电梯的正常运行,以避免钢丝绳磨损和疲劳的发生变形,这将影响电梯的正常运行。
2 、钢丝绳磨损分析
2.1 磨损分析
在电梯运转的过程中，钢丝绳和曳引轮槽会出现摩擦，并且在摩擦的过程中会产生相应的接触应力，在启停阶段时，甚至会出现位移现象，这说明在接触应力的情况下，轮槽会造成钢丝绳较大的磨损出现，根据N·B·克拉盖尔斯基的固体疲劳磨损理论得知，相对磨损量I 为：
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上述公式中，K2为不平度系数；FN为接触压力；△为粗糙度系数；E0为弹性模量，k=5；ty为摩擦疲劳参数；σ0为钢丝一次拉伸破坏应力。Kty为疲劳特性系数。通过上述公式中可以得出钢丝绳与轮槽之间存在的接触压力以及钢丝绳直线的张力由轿厢本身质量与负载质量总和、对重总质量决定。那么，在对上述分析研究后得知，若忽略了环境以及油污等方面的情况下，钢丝绳外摩擦条件以及磨损材料的机械性能等方面都会造成磨损。
2.2 钢丝绳磨损分析
（1）损伤参数。曳引钢丝绳使用的过程中，其钢丝绳存在的受力情况可以通过直线过渡和曲线等方式展现，在这三种形式中的过渡段是通过直线变化为弯曲段的状态，主要如图1所示。
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图1 钢丝绳所处状态示意图
当电梯处于正常运行的状态时，内部的直线段钢丝绳的弯曲率是保持固定不变的，并且钢丝绳并不会产生位移的情况，通过上述分析后得知，在电梯运行的过程中，其钢丝绳的弯曲段以及过度段中的钢丝会产生位移现象，造成钢丝绳更为明显的磨损以及产生疲劳情况，特别是当曳引钢丝绳处于运动状态时，钢丝绳更是会加重张力，从而拉紧绳环，在拉紧的过程中，会因为变形的差异造成位移不同，造成曳引钢丝绳的疲劳以及松弛等不同的伤害。
将电梯运行中的钢丝简化成不同的弯曲圆柱体：当钢丝受到相应拉力时，错动距离为：
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上述公式中的S01、S02为钢丝1、2的变形量（m）；x1、x2为单根钢丝上两个磨损点之间的长度（mm）；A0为钢丝截面积（mm2）。钢丝间的错动距离为：
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式中，Ti为捻距；Ra为曳引轮半径；R0为钢丝绳截面半径。钢丝磨损的微动速度为：
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v0为微动速度(μm/s)；△Ss为错动距离(μm)；T、f为震动周期和振动频率。在相关技术人员对钢丝绳简化后的模型进行分析后，发现两者的微动速度和转速成正比。
（2）影响因素分析。通过分析得知，在钢丝绳与曳引轮接触的情况上可以看出，由于钢丝绳内部磨损情况较为严重的具体位置是接触点位置，所以对钢丝绳内部磨损情况进行研究具有重要的实际意义。钢丝绳内部磨损情况的研究主要是对钢丝绳钢丝的磨损分析。在对其磨损情况进行分析时，还需要结合接触应力以及接触载荷和接触面积等方面考虑，从而了解磨损程度与时间的关系。
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通过上述公式分析后得知，钢丝绳钢丝出现磨损的深度与钢丝运转中存在的压力以及磨损的时间有关并且成正比，但是与其磨损出现的磨痕面积成反比。在研究中更是发现了当磨损的时间增加，其磨痕面积会逐渐缩小，磨损的增长速度也会变小，钢丝绳所受到的张力越大，钢丝的磨损深度也就越大，特别是对于过渡段而言，钢丝出现磨损的深度与其张力会起到共同影响的作用，尤其是当电梯正常运转时，曳引轮的上过渡段的钢丝更是会存在较为严重的磨损情况，需要相关技术人员对钢丝绳进行张力的调整及维护，从而达到减轻磨损的目的。
3、分析
（1）曳引轮-曳引绳磨擦副的形式
●结构特点：曳引轮由球星铸铁制成，轮外圆为绳槽，为保证钢丝绳和曳引轮之间有足够的磨擦力，曳引轮绳槽的形状多为半圆槽、凹形槽、V形槽等形状，曳引绳主要由钢丝、绳股和绳蕊组成。
●运动特点：曳引绳一端连接轿厢，另一端连接对重装置，轿厢、对重装置、载荷、补偿装置以及随行电缆的全部质量产生的重力使曳引绳压紧在曳引轮绳槽内，产生足够的磨擦力，以驱动全部悬挂件沿导轨上下反复运动。
曳引轮与曳引绳绳槽之间是通过柔体与刚体之间磨擦来提供曳引力的，曳引传动系统承受轿厢启动时的冲击力以及轿厢运动时的磨擦力。
●失效形式：曳引轮的失效形式主要表现为曳引绳槽的过量磨损，曳引绳的失效形式主要表现为钢丝的过量磨损和断丝，钢丝绳在曳引轮上使用寿命受制于变应力等因素的钢丝的过量磨损和疲劳断裂。
（2）曳引轮-曳引绳传动系统的磨损机制
磨擦磨损机制主要由以下几个方面：表疲劳磨损、磨粘磨损、粘着磨损、氧化磨损、冲击磨损或振动磨损。经过现场观察和实料分析，该台曳引机的曳引轮和钢丝绳磨损主要是表面疲劳磨损和磨粒磨损。
4、讨论
（1）钢丝绳-曳引轮磨擦是曳引轮-曳引绳磨擦失效的主要形式，其宏观原因如下：
●曳引绳长度不成比例，受力不均；
●曳引绳张力丰差过大；
●曳引轮组织和性能不一致；
●曳引轮与曳引槽的型号不一致；
●曳引槽与曳引绳型号形状不一致；
●曳引轮-曳引槽嵌入异物，曳引绳断裂；
●曳引机的安全装置不正确或有移位。
（2）曳引轮-曳引绳磨擦的材料选择
合理选择磨擦材料是保证曳引轮和曳引绳工作寿命的重要环节，曳引轮应采用高抗压性、高抗振性的材料，曳引绳应采用高弹性、高韧性、高疲劳抗力的材料，且两种材料的与溶性可提高接触磨损抗力。
（3）减少曳引绳与曳引轮磨擦磨损的方法
●宏观方法：重新调整曳引绳的张紧度；更换曳引轮；调整曳引绳的张力，使张力差不大于5%；更换曳引绳，清理异物；更换相匹配的曳引轮与曳引绳。
●微观方法：调整曳引绳和曳引轮的材料结构匹配；调整它们的纤维组织匹配；调整它们的机械性能匹配；调整曳引轮轮槽表面，实施表面性处理。
●其他方法：适当调整曳引绳的张力，以减少曳引绳与曳引轮之间的相对滑动及其磨擦磨损，提高曳引系统的使用寿命；曳引轮和曳引绳材质的良好配合状态，具有弹性状态的表面氧化膜和油膜的钢丝绳与具有自润滑表面和自减振系统的球塞铸铁之间的配合。
5、结语
总而言之，在对上述情况进行分析研究后，了解了电梯运行中的钢丝绳磨损情况，发现曳引轮轮槽上的钢丝绳接触的面积与载荷成正比，并且造成磨损的主要原因是两者的材料的摩擦特性以及表面几何性。而电梯的自重以及运行过程中的载重是造成电梯绳磨损的外部因素。除此之外，油污杂质以及周边的环境也是造成电梯曳引钢丝绳磨损的原因之一。在电梯处于正常运转的过程中，钢丝绳出现的磨损情况更多是发生在电梯的启停阶段，在过渡阶段的磨损情况更为严重。若是处于相同的工作状态下，比起纤维芯材质的钢丝绳而言，钢芯钢丝绳会受到更加严重的磨损情况，所以一般电梯曳引钢丝绳多采用纤维芯的钢丝绳。同时，在实际工作中为保障电梯的运行安全，提高电梯整体安全性，还应严格控制电梯曳引钢丝绳的制造质量，合理选择、安装、使用与维护钢丝绳。
参考文献
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