江苏省特种设备安全监督检验研究院苏州分院 苏州 215000
摘要：从摩擦力和减速度两个角度分析了紧急制动工况下钢丝绳滑移的机理，通过计算分析，论证了紧急制动工况下钢丝绳与曳引轮之间的相对滑移是不可避免的，并对欧拉公式的适用范围提出了合理的建议。
关键词：电梯 紧急制动 钢丝绳 滑移
随着TSG T7001-2009第二号修改单的正式施行，电梯检验工作的内容也发生了巨大的变化，其中反响最大的当属125%额定载荷下行制动试验。其实，早在二号修改单实施之前，已有众多的研究者对空载上行制动和125%额定载荷下行制动试验进行了深入地研究，对于检验人员们争论已久的制动距离、钢丝绳滑移的判定标准等问题，在他们的研究中均能得到一定的参考，同时，中国特检协会也发布了《曳引驱动电梯制动能力快捷检测方法》，给出了相对正式的判定标准。上述研究成果均具有很高的参考价值，对于实际检验工作有很大的帮助，然而上述研究重点普遍针对轿厢制停距离，对于紧急制动工况下钢丝绳的滑移现象分析不足，结合目前检验工作中，检验人员对于制动试验的理解并不够透彻，因此有必要对此过程进行更加细致地分析，希望能够对现场检验工作及对这一过程的理解有所帮助。
1滑移机理分析
电梯制动是由制动闸瓦和制动轮之间产生的摩擦阻力提供减速度，但制动器只能使曳引轮停止转动，曳引轮与钢丝绳之间不是刚性连接，无法直接制停轿厢，而是通过曳引轮与钢丝绳之间的摩擦力将减速度传递给轿厢和对重。曳引力本质上是曳引轮与钢丝绳之间的实时静摩擦力，这个静摩擦力在电梯的整个运动过程中，包括加速启动、减速平层、正常运行等情况下是不断发生着变化的，而钢丝绳滑移与否则与曳引轮所允许的最大静摩擦力有关，当曳引轮与钢丝绳之间的实时静摩擦力大于这个最大静摩擦力时，钢丝绳与曳引轮之间就会发生相对滑动，之间的力也会由静摩擦力转变为滑动摩擦力。由此可见，曳引力与曳引能力是两个不同的概念，曳引力是一个变化量，与运行状态、系统设置的加减速度值的大小相关，而曳引能力是一个最大限值，由轮槽状况和包角大小决定。最大静摩擦力需要在一定的合理范围内，既要保证装卸工况和正常运行时钢丝绳不发生滑移，又要保证在轿厢滞留时钢丝绳能够及时打滑，避免事故的发生。实际上曳引传动与带传动是极为相似的，在正常传动过程中，钢丝绳会发生极微小的弹性滑动，这个弹性滑动并不是发生在整个包角所对应的弧长范围内，包角所对应的弧可分为滑动弧和静弧两个部分，弹性滑动只发生在滑动弧部分，当制动力矩增大时，滑动弧占整个弧长的比例也随之增大，直到占满整个接触弧长，此时曳引传动的有效圆周力达到最大值，这个最大的有效圆周力就是接触弧上所有质点最大静摩擦力的总和。当制动力矩进一步增大，钢丝绳就会发生打滑。
①计算轿厢装有额定载荷下行或空载上行紧急制动时的负载转矩：
（2）在满足最小减速度0.5m/s2的条件下，对该电梯满载下行紧急制动的曳引力和制动力进行校核，则有如下计算：
①曳引条件计算：
分析结果可知，满足最小减速度0.5m/s2的要求，同时也满足欧拉公式，紧急制动工况下，钢丝绳不会打滑，但会导致制动能力不能满足GB7588-2003 12.4.2.1条要求：如果一组部件不起作用，应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行。综上所述，一台制动能力合格的电梯，在空载上行和满载下行制动工况下，钢丝绳与曳引轮之间的相对少量滑移是不可避免的。
3对制动器设置的思考
尽管紧急制动工况下钢丝绳的打滑是不可避免的，标准和检规也是允许的，但是不能忽视的是这种打滑现象会导致钢丝绳和曳引轮的磨损，会影响其使用寿命，对电梯的安全运行也是不利的。现有制动器的制动力矩因为要满足“一组部件不起作用，应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行”这一条件，两组部件就是两倍的力矩叠加效果，会导致制动器出现“制动力过剩”的现象。考虑是否可以对现有制动器的结构进行改进，使得一组部件单独动作时的力矩与两组部件相当，当回复到两组工作状态时，单一部件的力矩又会自适应地变小，这样就能极大地减轻打滑及磨损现象，同时又能保证制动力有足够的安全冗余。
4结论
紧急制动工况下钢丝绳与曳引轮之间的打滑现象应是允许的，欧拉公式在装载工况及滞留工况下的使用是没有问题的，然而并不适用于我们通常所理解的紧急制动工况，对于欧拉公式的正确理解应当是：电梯正常运行及正常运行过程中加速和电气制动时，曳引能力应当满足欧拉公式，保证钢丝绳不打滑，而不能认为是机械制动时不能打滑。建议将 ≤ 作为对正常运行工况曳引能力的判定标准，纳入到附录当中去，消除大家对GB7588-2003附录M的疑虑。
参考文献
[1]GB7588-2003，电梯制造与安装安全规范[S].
论文作者:李剑晨,李功宁,曹宏辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/28
标签：钢丝绳论文; 工况论文; 静摩擦力论文; 曳引论文; 电梯论文; 力矩论文; 紧急论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;