一種曳引電梯鋼絲繩張力調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計

張交通 孟國剛 張煒祎 王俊卿

（紹興市特種設(shè)備檢測院，浙江紹興 312000）

0.引言

單臺電梯的曳引鋼絲繩數(shù)量為2根及2根以上，電梯鋼絲繩承載絕大多數(shù)電梯懸掛重量，在電梯使用過程中，多跟繩結(jié)構(gòu)性伸長會出現(xiàn)不一致，即鋼絲繩之間出現(xiàn)張力不勻現(xiàn)象。GB 7588-2003 第9.5.1條的要[1]以及 GB/T10060-2011《電梯安裝驗收規(guī)范》第5.5.1.9 條的規(guī)定，即懸掛鋼絲繩或鏈條的一端至少應(yīng)設(shè)有一個調(diào)節(jié)裝置來平衡各繩或鏈的張力，任何一根鋼絲繩或鏈的張力與所有繩或鏈之張力平均值的偏差均不大于5%[2]。日常維護(hù)保養(yǎng)中，鋼絲繩張力不均主要靠維保工人的熟練經(jīng)驗把握并進(jìn)行調(diào)節(jié)，費(fèi)時費(fèi)力且準(zhǔn)確性較差。目前市場上已有多種成熟的鋼絲繩張力測量儀器，在此基礎(chǔ)上增加一套自動調(diào)節(jié)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼絲繩張力的精確調(diào)節(jié)。

1.設(shè)計目的

電梯是我們?nèi)粘Ｉ钪凶钪匾拇怪边\(yùn)輸交通工具。鋼絲繩承受著轎廂、對重以及乘客的重量，其安全可靠性尤為重要。鋼絲繩張力不勻有多種危害：張力較大的鋼絲繩會對曳引輪槽形成較大的壓應(yīng)力，加劇曳引機(jī)輪槽的磨損，降低曳引輪使用壽命；張力不均易引起鋼絲繩嵌入曳引機(jī)輪槽深淺程度不一致，進(jìn)而導(dǎo)致鋼絲繩運(yùn)行線速度不同，甚至引發(fā)“竄繩”“脫槽”等現(xiàn)象；張力不勻會增加鋼絲繩間相互磨損的可能性，降低鋼絲繩使用壽命，嚴(yán)重者甚至引起鋼絲繩間纏繞；電梯運(yùn)行平穩(wěn)性降低，乘坐時會產(chǎn)生頓挫感，影響乘坐舒適度[3]。

一旦鋼絲繩出現(xiàn)張力不均，而又未被及時發(fā)現(xiàn)處理，隨著曳引鋼絲繩磨損的不斷加劇，其滑移量也會逐漸增大，這就會給電梯的安全運(yùn)行造成非常大的隱患，甚至可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此設(shè)計一種電梯鋼絲繩自動調(diào)節(jié)裝置，降低用梯風(fēng)險顯得十分有必要。

2.裝置結(jié)構(gòu)

2.1 基本原理（見圖1）

本文的設(shè)計方案是通過調(diào)節(jié)電梯繩頭組合處的螺母來實現(xiàn)鋼絲繩張力的調(diào)節(jié)，鋼絲繩張力傳感器安裝于電梯鋼絲繩上。電梯鋼絲繩張力傳感器可以檢測每根鋼絲繩的張力值，計算采集的相關(guān)數(shù)據(jù)，檢測任何一根鋼絲繩張力與所有繩張力平均值的偏差是否超過5%，將自動調(diào)節(jié)裝置安裝于電梯繩頭位置。鋼絲繩張力傳感器的數(shù)值通過無線傳輸?shù)姆绞絺鬏數(shù)娇刂萍坝嬎阊b置中，通過反饋的數(shù)據(jù)來判斷是否需要調(diào)節(jié)張力，一旦鋼絲繩張力誤差超過5%，控制系統(tǒng)對自動調(diào)節(jié)裝置發(fā)送指令，控制其內(nèi)部的電機(jī)對電梯鋼絲繩的繩頭螺母自動進(jìn)行松緊度調(diào)節(jié)，與此同時鋼絲繩張力傳感器的實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶詣诱{(diào)節(jié)裝置中，當(dāng)張力誤差值在規(guī)定范圍內(nèi)時，停止調(diào)節(jié)工作，最終達(dá)到每根鋼絲繩的張力一致，實現(xiàn)全自動電梯鋼絲繩張力調(diào)節(jié)。

2.2 整體結(jié)構(gòu)

每根鋼絲上都裝有一個張力傳感器，自動調(diào)節(jié)裝置安裝在繩頭組合處，調(diào)節(jié)電機(jī)用于螺母調(diào)節(jié)，傳感器將所感受的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號傳遞給控制電路。電梯鋼絲繩張力自動調(diào)節(jié)裝置整體結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 整體結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 自動調(diào)節(jié)裝置（見圖3）

圖3 自動調(diào)節(jié)裝置示意圖

自動調(diào)節(jié)裝置采用多路可調(diào)節(jié)位置電機(jī)[4]（可根據(jù)電梯鋼絲繩數(shù)量選定），螺母調(diào)節(jié)頭適用于調(diào)節(jié)鋼絲繩的繩頭螺母。整套裝置通過控制裝置對鋼絲繩張力傳感器無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析，超出規(guī)定范圍后自動調(diào)節(jié)裝置工作，實現(xiàn)電梯鋼絲繩繩頭螺母的自動調(diào)節(jié)。通過張力測試儀實時傳輸數(shù)據(jù)，最終使得每根電梯鋼絲繩的張力一致，該裝置大大減少了人力，同時增加了電梯鋼絲繩每根的張力值的一致性。

2.4 常見鋼絲繩張力傳感器

這種鋼絲繩張力傳感器，包括壓桿、支撐座、頂壓組件、電機(jī)和控制電路，壓桿與頂壓組件同軸設(shè)置，且壓桿固定在支撐座的上部，頂壓組件設(shè)于支撐座的下部，頂壓組件能夠沿其軸線運(yùn)動，以使頂壓組件與壓桿之間的鋼絲繩處于張緊狀態(tài)，壓桿的兩端對稱設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器與控制電路電性連接，壓力傳感器將所感受的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號傳遞給控制電路，從而實現(xiàn)對鋼絲繩張緊力的測量，如圖4所示。

圖4 鋼絲繩張力傳感器

2.5 控制終端

整套設(shè)備采集數(shù)據(jù)傳輸至手機(jī)或平板控制終端，便于攜帶，通過WiFi無線傳輸，終端上實時顯示各鋼絲繩張力分布偏差情況。根據(jù)GB/T 10060-2011《電梯安裝驗收規(guī)范》中5.5.1.9至少應(yīng)在懸掛鋼絲繩或鏈條的一端設(shè)置一個自動調(diào)節(jié)裝置，用來平衡各繩或鏈間的張力，使任何一根繩或鏈的張力與所有繩或鏈之張力平均值的偏差均不大于5%。終端程序以鋼絲繩張緊力采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)計算后給繩頭調(diào)節(jié)器下達(dá)調(diào)整指令，引導(dǎo)調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行鋼絲繩調(diào)整，達(dá)到檢測鋼絲繩張緊力并根據(jù)實際情況對鋼絲繩進(jìn)行調(diào)整的目的。

3.結(jié)語

本文將常見的鋼絲繩張力傳感器與自動調(diào)節(jié)裝置相結(jié)合，設(shè)計了一種鋼絲繩張力調(diào)節(jié)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)張力自動調(diào)節(jié)，對減少人力、節(jié)約工作時間、提高調(diào)節(jié)結(jié)果一致性有較大幫助。