预张拉设备在电梯用钢丝绳生产中的应用

预张拉设备在电梯用钢丝绳生产中的应用预张拉设备在电梯用钢丝绳生产中的应用江苏通冠金属制品有限公司1.概述根据【《电梯用钢丝绳》GB8903-2005】的发布和实施，对电梯绳增加了预张拉的要求，亦同时提出了其预张拉载荷的限定。预张拉要求的提出，主要目的为消除和降低电梯用钢丝绳的延伸。电梯用钢丝绳的延伸会影响电梯停留的高度，不能保证电梯轿厢层平稳的准确性，尤其在钢丝绳最初使用的阶段更为明显。这给安装、调正和使用都带来了很大的麻烦和不便。钢丝绳在使用中的延伸是钢丝绳的自然属性，钢丝绳的延伸分弹性延伸和结构延伸，钢丝绳的弹性延伸是材料本身固有的特性引起的，其会随着载荷的消失而消失；而钢丝绳的结构延伸为永久性延伸，不可恢复。其产生原因来自于捻制过程，由于钢丝绳在捻制中丝与丝、股与股之间的间隙，捻制应力、绳芯支承力、捻距倍率的选择、预变形器调正的曲率半径差异，以及工艺上的一些不合理因素综合而形成，对钢丝绳施加载荷后该延伸不可恢复，所以对于生产电梯用钢丝绳的企业来说，在生产过程中，通过预张拉的方式，消除和减少电梯用钢丝绳的结构延伸，减少调正次数，提高安装使用效率，很有必要。2.预张拉设备的选择目前，就国内外钢丝绳预张拉设备的结构型式可分为两类：缠绕连续式（在线）预张拉和间歇式（分段）预张拉。缠绕连续式（在线）主要为引进合绳机上配备的，这种钢丝绳张拉与合绳同时进行，典型的有布顿（天津）钢丝绳有限公司和宝钢集团上海二钢有限公司。其主要原理为主动拖动至制动发电反馈形成张力，或采用机械反馈形成张力。以上两种方式均采用大功率电机作为牵引。其工作原理是，通过控制两组牵引轮的速度差来达到张控钢丝绳的目的，以消除钢丝绳的结构伸长。以上两种缠绕式预张拉的型式。一方面功率消耗较大，另一方面经推算理论张拉效率较低，其控制部分也较复杂。且在一根钢丝绳完成后新绳头刚开始时总有一段所使用的张力与整根绳子所受的张力有差异。间歇式（分段）预张拉就是将要张拉的钢丝绳捻制完成后放在单独的预张拉设备上进行分段张拉，待达到张拉效果后将该段卷起来再张拉下一段。使用该设备典型的有鞍钢集团钢绳厂，南通钢绳集团。布置方式有直线式和U字式布置。间隙式（分段）预张拉既可反复加载又可恒张力保压，但对厂房场地的要求相对较大，对两端夹紧装置要求较高，夹紧垫块每次更换，生产效率较低。综合分析以上预张拉设备的各种情况，就目前电梯绳市场偏向小直径、多根数的趋势，我们选用了我国专利气压式机械差动反馈张拉设备。该设备配用22KW调速电机一台；收线力矩电机一台；空压机用电机一台，总功率28KW。对常用的Ø16mm以下的电梯绳均能满足其预张拉的要求。我们将该设备单独使用，既避免了在线张拉、合绳与张拉间的牵制（张拉恒压时间长短不一），以及绳头一段张拉力与整绳的差异。又避免了间歇（分段）式张拉效率偏低，夹紧段重复张拉或夹紧段未被张拉的缺点。确保整绳的每一段所受张拉力一致。3.电梯用钢丝绳预张拉加载力的选择【《电梯用钢丝绳》GB8903-2005】作了明确规定。为避免钢丝绳损坏，在预张拉工艺过程中，施加的最大载荷不超过钢丝绳最小破断拉力的55%。根据ISO/TC105N121—91钢丝绳弹性模量测量方法施载的力为最小破断拉力的50%，也有用钢丝绳最小破断拉力40-50%施载的。国外有资料介绍也有用钢丝绳所用钢丝破断拉力总和的百分比施载的。各个生产厂家执行标准不同，所选择的张拉力也有所差异。经综合考虑我们选取了采用钢丝绳最小破断拉力50%的载荷进行张拉。这样既符合ISO/TC105N121—91标准，又满足GB8903-2005标准。4.气压式机械差动预张拉设备生产中的使用该设备为缠绕连续式，作为一个单独设备使用，一般需二人操作，一人管控制，一人管收排线。采用阻尼放线，力矩电机传动收线。先将备用绳头缠绕在一组槽轮上，经反向轮再缠绕在另一组槽轮上经变形器定经轮至收线轮。需张拉的绳子用打结的方法连接上已经缠绕的绳头，开始运行。启动空压机、收线装置、开动主机，即可进行张拉工作。按不同规格所确定的张拉力（有仪表显示）控制气阀气量使气压式差动机构按需要的速度运转。当达到设定张拉力范围内，关闭进气阀，使其恒压运行。张拉工作即正常运行了。运行过程中张拉力显示始终在一个动态的过程中变化着。一般情况下，均在不超过±2%的幅度里变化。如运行一段时间后张拉力下降，低于所设置张拉力时即点动气阀微量补气，一般一、二秒钟即可调整完毕。为满足张拉效果，保压时间无级可调，调整范围10～40m/min。同时在进线和出线处安装有计长仪，能精确测出每根绳子经张拉后伸长的长度。具有操作简便、易掌握、张拉力稳定、无损耗等特点。5.电梯用钢丝绳预张拉前后的比较经多次及多规格试验，根据【《电梯用钢丝绳》GB8903-2005】的各项允许偏差。以10NAT8×19S+FC为例：在无载荷的情况下，直径偏差≤10+6+2；不圆度应不大于其公称直径的3%。按极差法收集数据，按有关试验方法进行试验。10NAT8×19S+FC电梯用钢丝绳张拉前后的比较项目张拉前张拉后试验方法参照标准试验结果长度1000m1002.5m测长仪精度0.01m直径Ø10.4mmØ10.25mmGB8903-2005不圆度Ø10.24mmØ10.23mmGB8903-2005捻距63.25mm63.48mm游标尺精度0.02mm强度GB8558应力回转度＜45°回转度＜45°没有变化6.结语经过以上分析和实践，气压式机械差动预张拉设备在电梯用钢丝绳生产过程中按电梯正常运行应力，对Ø16mm以下的电梯用钢丝绳均能起到消除结构伸长的作用，且符合日立电梯公司HMS-A-7规定。与其他预张拉设备相比，具有功耗小、占地面积小、维护方便、张力稳定、保压时间无级可调等特点。