电梯悬挂系统,—电梯技术系列讲座,,电梯悬挂系统的组成,1 悬挂绳 1.1 钢丝绳 1.2 复合钢带 1.3 非金属绳 2 端接装置 3 补偿装置 4 随行电缆,1、悬挂绳,1.1 钢丝绳 1.1.1 结构 1.1.2 制作工艺 1.1.3 计算与选择 1.1.4 影响寿命的因素 1.1.5 电梯钢丝绳的报废标准,1.1、钢丝绳,1.1.1 钢丝绳结构,绳、股、芯,捻距的概念,捻距是指绳股中某一钢丝绕股芯旋转一周后相应点的距离多层丝捻成的股一般指外层钢丝捻距常用表达式计算：S＝K*D,其中K为捻距倍数，D为绳（或股）的直径 捻距是钢丝绳的一个重要的工艺参数，捻距大，生产效率高，承载力大负载后变形小反之，柔性好，耐疲劳不易松散一定的结构和一定直径的绳有一个最佳捻距交 绕 和 顺 绕,普通股型式和紧凑股型式,圆股等捻距的6×19和8×19钢丝绳,电梯用重型钢丝绳,绳丝接触状态及分类,接触状态： 点接触－－股内各层之间钢丝互相交叉，呈点接触 线接触－－股内各层之间钢丝在全长上平行捻制，呈线 接触 面接触－－股内钢丝形状特殊，呈面接触分类与名称 外粗式（西鲁型，X型） 粗细式（瓦灵吞型，W型） 填充式（T型）,电梯钢丝绳的强度级别,单强度绳：绳中钢丝的抗拉强度相同；双强度绳：绳中内、外层钢丝的抗拉强度不同。
我国电梯钢丝绳的结构和规格,电梯用钢丝绳的表达方法,如钢丝绳结构为8×19的西鲁式，绳芯为天然纤维芯，直径为13mm，钢丝的抗拉强度为1370、1770（1500）N/mm²，双强度配置，捻制方法为右交互捻的电梯钢丝绳，其标记为：电梯钢丝绳 8×19S＋NF-13-1500(双)右交-GB8903-88,国际上电梯钢丝绳的规格现状,国际上电梯钢丝绳标准的一般要求: 满足基本的安全要求（如最小破断拉力） 具有较好的经济性（与用途相适应） 有很好的互换性（英制、公制） 材料要求（钢丝材料、强度级别、绳芯） 尺寸要求（公称直径（椭圆度）允差、长度允差）,适用范围和强度级别,适用范围 悬挂绳(Suspension Ropes) 限速器绳(Governor Ropes) 补偿绳(Compensating Ropes)强度级别 单强度级别: 1570,1770 N/mm² 双强度级别:1180/1770,1370/1770 1570/1770 N/mm²,绳结构型式和绳芯,结构型式： 6×19＋fiber core, 8×19＋ fiber core 8×19＋ fiber core Independent wire rope core wire rope（IWRC） 6×36＋ fiber core(仅适用于补偿绳)绳芯： 纤维(fibe)， 钢基组合（steel-based composite)如钢+纤维,钢+尼龙 纤维+其他非金属(nometallic cores other than fiber only) IWRC （金属绳芯式钢丝绳）,6×36 Seale FillerWire RRL IWRC,6×41 Seale FillerWire RRL IWRC,1.1.2 钢丝绳的一般制作工艺,原料（如Φ5.5mm 60#圆条钢，细钢丝用优质碳素钢盘条）入厂－→酸洗及磷酸盐化成皮膜处理－→粗拉丝－→中间热处理－→中间拉丝－→最终热处理－→再制品酸洗及磷酸盐化成皮膜处理－→半成品拉丝－→半成品钢丝检验－→捻股－→剑麻绳芯制造－→捻绳－→包装,钢丝原材料,拉 丝,捻 股,捻 绳,捻 绳,1.1.3 钢丝绳的计算及选择,静强度计算（安全系数法）比压计算（98版以前的标准）98版附录N规定的安全系数计算伸长量计算疲劳寿命预测,强度计算（安全系数法）,钢丝绳的安全系数应满足 n≥12（不小于三根绳的曳引驱 动；卷筒驱动） n≥16 （使用二根绳的曳引驱动） n=一根钢丝绳的最小破断拉力/额定载荷 的轿厢停在最低层站时一根绳受的最大力,关于钢丝绳的破断拉力：,a) 计算破断拉力 金属横断面积与公称抗拉强度之积b) 试验的破断拉力 绳的所有钢丝的试验破断拉力之和c) 实际的破断拉力 根据整绳试验得到的破断拉力,钢丝绳在绳槽中的比压计算,钢丝绳在绳槽中的接触区域,公式是基于绳在槽中的比压符合正弦规律得出的（1927年提出，有数学基础）比压随静力的增加而增加，随曳引轮直径增大绳数的增加而减少。
绳径比D/d一般取40～80，即分母Dd即可变成40d²和80d²，这说明了钢丝绳的截面积对比压的影响当切口角增大比压增大，V型角减少比压增大比压和强度安全系数均未考虑弯曲对钢丝绳的损伤,基于弯曲损伤的安全系数计算,GB7588-2003附录N（标准的附录）悬挂绳的安全系数计算前版标准对钢丝绳只考虑三个因素：最小安全系数、比压和D/d其欠缺之处：如果钢丝绳绕过多个滑轮，或使用在一个复杂的绕绳系统中，选用的钢丝绳即使满足上述三个条件，仍有可能寿命很短钢丝绳一年检一次，快速的损伤会导致危险附录N的设计方法，考虑了影响绳寿命的系统参数最终能保证其最短的服务寿命基于弯曲损伤的安全系数计算,根据Feyrer研究的钢丝绳寿命理论，钢丝绳每通过一次曳引轮或导向轮对钢丝绳都产生一定的损伤，这样的损伤（在轮上）可以用绳轮的等效数来计算曳引轮的损伤程度由绳槽形状确定(见表N1）导向轮的损伤程度取决于曳引轮和导向轮的比值、个数以及是否存在逆向弯曲悬挂绳安全系数的计算,Dt＝曳引轮直径，Dr＝钢丝绳直径，Nequiv＝等效滑轮数,,,,,,,,V型槽γ＝40度 Nequiv（t）＝7.1 Npr＝0 Nps＝1 Dt＝600 Kp＝5.06Dp＝400 Nequiv（p）＝5.06dt＝10Nequiv＝12.16Sf＝11.36,算例1,,,,,,,,,U型槽Dt＝400，Kp＝1Dp＝400，dt＝10Nps＝2，Npr＝0Nequiv（t）＝2Nequiv（p）＝2Nequiv＝4Sf＝13.38,算例 2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,轿厢侧U槽带切口Β＝100度，Dt＝600Dp＝500， dt＝10Nequiv（t）＝10Nps＝2 ， Npr＝0Kp＝2.07Nequiv（p）＝4.14Nequiv=14.14Sf＝11.90对重侧U槽Β＝100度，Dt＝600 Dp＝400，dt＝10Nps＝1 ，Npr＝0Nequiv（t）＝10Kp＝5.06Nequiv（p）＝5.06Nequiv=15.06Sf＝12.12,算例 3,实际应用中的注意点：,计算仅适用于常规的电梯钢丝绳及欧洲当前正常的钢丝绳质量；计算公式只适用于由铸铁或钢制造的曳引轮和滑轮，绳槽形状与绳匹配，安装和保养适当。
上述要求不满足，则附录N不能适用实际寿命与期望寿命会有很大的差异建议重载的、使用繁忙的电梯提高安全系数,1.3.4、影响钢丝绳寿命的因素,钢丝的材质 制作钢丝绳的材质纯度要求高，一般含碳量0.4~1%含磷和硫量不得超过0045％，其他杂质限制在.035%以下，有时为了提高抗腐蚀能力还加0.3％的铜 涂锌绳的抗拉强度会比原来降低5～10％，疲劳强度也有所降低但其延伸率有所增加，这样可能会重新得到一些补偿1.1.4、影响钢丝绳寿命的因素,钢丝的强度和韧性 试验证明：低强度钢丝的绳比高强度绳的弯曲疲劳寿命高，因为低强度钢丝的弯曲和扭转性能要比高强度的好； 高韧性的钢丝弯曲寿命高，因为高韧性的钢丝的强度差小，弯曲和扭转性能好1.1.4、影响钢丝绳寿命的因素,拉伸载荷 静载没有影响，振动应力影响很大，钢丝绳仅能承受拉拉载荷2σ＝600N/mm²多根钢丝绳的张力均匀是十分重要的曲率半径 曲率半径增大，即D/d增大，绳的寿命延长电梯规范要求D/d≥40，但这个限制正在突破，如非金属绳不受此限，高寿命的钢丝绳经试验验证后可以考虑适当突破绳径比。
试验条件：顺绕（同向捻）钢丝绳，直径16mm，6股19根直径1mm钢丝捻制成，R0=1400N/mm2,铸铁滑轮加工的绳槽半径r=8.5mm钢丝绳张力,弯曲寿命次数,试验条件: 顺绕（同向捻）钢丝绳，直径16mm，6股19根直径1mm钢丝捻制成，R0=1400N/mm2,铸铁滑轮加工的绳槽半径r=8.5mm1.1.4、影响钢丝绳寿命的因素,槽型 对圆形槽r＝0.53d寿命最长槽的材料 槽硬度、弹性模量，注意：使用软槽虽将外部应力降低了，但绳的磨损会转向绳的内部，内丝的破断会增加包角 国外试验证明，包角α<6º时，疲劳弯曲寿命迅速增大， 包角α>60º，疲劳寿命接近常数， α＝10º～50º之间寿命明显降低这种降低只能用螺旋钢丝受压区和受拉区之间在长度上的不完全平衡来解释1.1.4、影响钢丝绳寿命的因素,承载密度 间隙的承载有利于绳的寿命大的承载密度使材料的复原能力降低，从而寿命短磨损和腐蚀 腐蚀使绳断面减小，磨损会加剧，特别是填料解体时，水、尘埃等会渗透到绳内部引起腐蚀，因为从外部几何观察不到腐蚀蔓延的 情况，因此这是危险的（应限制偏角）。
1.1.4、影响钢丝绳寿命的因素,最佳的钢丝绳直径 每一类钢丝绳都有一种最佳的直径取值在制造型式类似，而钢丝直径不一样的绳，其寿命存在复杂的关系钢丝绳直径与疲劳寿命的关系,试验条件：D＝600mm，拉力40kN钢丝拉力强度为1770N/mm²,,1.1.4、影响钢丝绳寿命的因素,捻绕型式 顺绕比交绕有更大的交变弯曲次数，但试验也证明：顺绕的自旋损耗也会影响寿命交绕绳更适合于锲型槽和带切口的半园槽润滑与寿命关系,钢丝绳在绳槽中的磨损,钢丝绳结构与性能之间的关系,钢丝绳结构与性能之间的关系,弹性模量和延伸率,绳、股、丝之间的应力曲线,破断载荷与延伸率之间关系,1.1.5、钢丝绳的报废标准,断丝集聚，或断丝达到规定数；磨损严重，直径减小；锈蚀严重；松股明显；伸长严重 定量的报废标准是： 规定捻距内的断丝数，直径的减少钢丝常见断裂形式,拉伸断裂,磨损断裂,剪断裂,钢丝常见断裂形式,疲劳断裂,腐蚀断裂,断 丝 测 量 的 股 长,一般取6d和30d的长度内 的断丝数作为判定,ISO4344：2004（E) Steel wire ropes for lifts—Minimum requirements,更换或报废的可见断丝数（Fc芯，配铸铁轮或钢轮） 1个规定的周期内 立即报废_________ 状态 6×19 8×19 6×19 8×19 绳外股上 >12(6d) >15(6d) >24 (6d) >30(6d)随机断丝数___________________________________________________1个或2个外股 >6(6d) >8 (6d) >8 (6d) >10(6d)有突出的断丝_________________________________________________1个外股中相 4 4 >4 >4邻断丝数_____________________________________________________凹陷 1个绳股 1个绳股 >1个绳股 > 1个绳股 绳径减少了公称直径的6%以上,。