结构拉伸和提升绳张力

检查提升绳索张力、拉伸和测量的各个方面

作者：迈克·巴恩斯和马丁·莱纳

多年来，行业专业人士有时选择完全避免执行绳索负载均衡的基本维护程序。 发生这种情况的原因有很多：让专业船员正确执行这项繁琐而严格的任务的费用高得令人望而却步； 最初调整每根绳索所需的时间，再加上确保所有绳索彼此保持一定程度的平衡所需的时间； 所有可用的张力测量设备都缺乏固有的准确性； 以及未能了解其他安装组件和相关基本因素如何影响均衡过程的结果，事实上，甚至无法实现负载均衡。

事实上，在负载均衡中经常被忽视的基本因素之一是绳索的结构拉伸。 简而言之，结构拉伸是在施加负载时，提升绳索中任何螺旋结构的钢丝和股线组的自然反应。 加载会产生收缩反应，压缩绳芯（使绳索的所有元素更近并减小直径），这反过来又导致起重绳索加长（伸长）。

尽管可以通过数学方法推导出基本的结构拉伸范围（计算为每根绳索长度的拉伸百分比），但可以预期在特定绳索中遇到的精确拉伸量以及完全稳定所需的时间长度最终的绳索长度可能很难（如果不是不可能的话）预测。 这可以归因于所生产的绳索的种类和许多其他因素，包括：所使用的绳芯类型； 绳索设计； 铺设长度； 所用钢材的等级； 以及绳索中存在的预成型量。 影响结构拉伸的其他因素包括：安装类型、绳索长度、加速/减速、凹槽轮廓、与最小断裂载荷 (MBL) 相关的载荷系数、安装过程中绳索的扭曲以及安装时绳索的张力是否相同。

然而，至关重要的是，没有一个行业范围内公认的标准来规定绳索的确切悬挂方式。 尽管存在关于安全标准和可接受结果的指南，但实际技术仍有待解释。 整个安装/重新布线过程通常受权宜性、便利性和盈利能力以及逻辑和最佳实践的驱动。 这意味着当提升绳到达现场时，它们很少同时成组悬挂。

这种不公平意味着并非所有的绳索都被允许以相同的时间和负载作为一组自然拉伸以补偿结构拉伸。 例如，如果一个工作人员要挂三根绳子，然后在另一天安装剩余的绳子，尽管他们尽了最大努力将绳子卷起来，使它们的长度都相同，但即使经过一段时间，他们也会发现绳子的长度和张力存在差异。很短的时间。 这种差异会导致系统性能降低、绳索磨损加速以及滑轮本身的最终退化。

Brugg Wire Rope, LLC 建议安装人员暂停轿厢和绳索，留出时间达到并平均分配结构拉伸，然后准确地平衡所有绳索，前提是维护人员将在三到六个月后再次准确地平衡绳索。 这不仅会提高系统性能（通过减少结构拉伸作为绳索张力不平等的一个考虑因素），它还将使每组提升绳达到其最大预期寿命。 此外，这些措施将减少滑轮的磨损，乘坐质量将显着提高，总体维护成本和故障事故的显着降低应该是显而易见的。

绳索张力测量装置

测量绳索张力的最可靠、简单和有效的方法是使用直接测量绳索载荷（绳索上的压力量）的工具。 不幸的是，大多数张力测量设备以相当迂回的方式测量负载。 首先，施加一定量的力（压力）使主绳偏转一定距离，然后测量该偏转量。 利用施加的压力量和测量的偏转量，该设备然后计算绳索上存在的负载量。 如果用户正确应用设备，得出的输入数据准确，并且过程中使用的公式正确执行，则可以收集数据作为比较的基础。

测量绳索张力的量规与用于张紧绳索本身的量规既不同又简单。 当涉及多条提升绳索时，测量过程中的任何程度的误差都会复合在最终结果中。 即使处理精确的测量，仅仅能够确定负载并不能保证能够使用这样的测量来实现均衡。 因此，负载测量设备可以被认为是一种被动指示器，它可以显示绳索的张力，而实际上并没有对平衡做任何事情。

直到最近，每种可用的负载均衡方法都以几乎相同的方式使用张力测量设备（图 1）。 通常，多达两名技术人员会参与调整卸扣螺母，然后测量绳索张力（通常在多个地方，尤其是在图 2 中的 1:4 布置中），然后传达他们的发现，以便再次重新调整螺母. 除了程序花费的时间长外，他们的困难还因测量设备本身缺乏准确性而加剧。 最终测量结果可能最多可优惠 16%。

一些制造商倾向于将任何未能通过其张紧装置实现均衡的问题归咎于用户。 这是可能的，特别是因为均衡过程在正确完成时是乏味、劳动密集和复杂的。 这可能促使维护专业人员完全避免该过程，或者，由于测量仪器本身的不准确性，使他们愿意接受真正的绳索负载均衡。

为什么张力测量设备不准确

现有的张力测量设备，无论是使用弹簧、电线还是计算机芯片，都通过施加已知量的力来使绳索偏转来工作。 然后在输入诸如挠度、绳索直径和绳索类型等基本细节后计算张力。 尽管设备的形式可能会发生变化和发展（从塑料设备到笔记本电脑显示器），但基本原理保持不变。

不幸的是，这个过程依赖于一些假设。 由于实际问题，这些设备无法为用户提供精确测量绳索直径所需的灵敏度，也不会在测量是从绳索的峰顶或谷底进行测量时提醒用户。 这本身就会产生一定程度的误差。 这些设备只能提供一定精度范围内的测量值（或者说不精确），并且所有测量值都是垂直于绳索的轴进行的。 这意味着测量输入与实际负载本身不一致——它们垂直于负载方向。

此外，这种装置无法解决现有的提升绳索的许多不同横截面。 尽管它们限制了精度，但一些设备在计算中利用了一个简单的、任意的因素，使它们能够快速创建可应用于纤维或钢芯绳索的读数，以提高实用性。 测量设备还不能在其直径读数中考虑绳索磨损的存在，也不能准确地考虑绳索润滑的影响。 绳索润滑不是一个无关紧要的因素； 它会影响钢丝绳内的摩擦量，从而影响挠度测量的整体精度。

偏转方法 - 导致绳索弯曲 - 影响结果的准确性。 甚至存在一定程度的明显变化，这取决于进行测量的位置。 例如，由于系统中不同元件之间的摩擦，轿厢和卸扣之间或轿厢和主驱动滑轮之间的张力可能略有不同。

理论上，电梯系统是一种平衡的布置，其中一种力完全被另一种力抵消。 然而，实际上，电梯绳索的运动受到与它们相互作用的许多组件的抑制。 由于大多数用于测量绳索张力的设备都表明只需要测量系统某一区域的张力即可获得令人满意的绳索张力概念（然后在整个安装过程中使用该概念来调整绳索），因此可以看出这一点间接测量方法本质上不是准确测量张力的真实尺度。 相反，它只不过是对所获得数据的抽样，充其量只能用于制定对紧张局势的良好猜测。

一些人认为不可能实现完美的均衡。 事实上，国家和国际委员会仍在努力定义“平等紧张”，即使在完成之后，这些机构的决定也将主要限于此事如何影响安全。 即使专家实际上可以找到他们认为可以接受的不等绳索张力范围，但由于测量工具本身存在缺陷，也很难验证何时在此范围内。

RLE优势

绳索负载均衡在乘坐舒适度、系统性能、绳索预期寿命以及滑轮和部件磨损方面具有许多优势。Brugg 的绳索负载均衡器 (RLE) 是一种液压装置，可避免错误测量和手动操纵绳索，从而实现准确、几乎自动的负载均衡（图 2；ELEVATOR WORLD，2009 年 XNUMX 月）。使用通过互连的软管和气缸系统泵送的液压油，所有气缸可同时加压，从而同时拉紧卸扣上的所有绳索。这样一人便可快速实现绳索负载均衡。

简单地说，当一种流体被引入一个封闭系统时，当施加到系统的一个部分时，任何压力或重量都将平均分配到该系统的所有部分。 由于 RLE 的油缸连接到绳索末端（图 4，区域 1 和 6），油缸提供的拉力同时平衡所有绳索的张力。 这个力是直接施加的，并且与所承载的载荷的轴线一致。

保持均衡需要警惕性、良好的维护技术，最重要的是，驱动滑轮本身内的凹槽深度相等。 即使很小的滑轮槽变化也不可避免地会产生不同的绳节直径，这会很快导致绳索行程距离的差异。 这会再次造成绳索张力不均，导致绳索寿命缩短。 使用 Brugg 凹槽深度比较器 (GDC) 是准确测量滑轮本身内凹槽深度的一种简单方法。 如果检测到凹槽深度变化，保持绳索平衡的唯一有效方法可能是重新加工或更换滑轮。 这些选择都没有时间或成本效益。 为了估计绳索的使用寿命，布鲁格绳索寿命预测器是一个在线程序，可与 RLE 结合使用以进行准确估计。