它在凹槽中

在此读者平台中，您的作者强调绳索更喜欢 U 形槽。

无论是在棒球比赛中，当击球手“在凹槽中”似乎正在击球时，还是在高尔夫球手的“推杆凹槽”上并耗尽每一个推杆时，处于凹槽中都是人们喜欢的地方。 当谈到绳索时，这个陈述有一些限定词。 不仅绳索更喜欢U型槽，而且它更喜欢全圆U型槽，半径比绳索公称直径大6%。 如果不是这种情况，我们可以开始计算绳子的压碎，而不是球，以及绳子的寿命而不是推杆的寿命。 更具侵略性的凹槽（例如 V 形凹槽和底切 U 形凹槽）的影响并非未知，人们应该了解使用这些激进凹槽类型的影响 - 好处和成本。 在我们讨论任何计算之前，让我们先看看当今使用的一些不同的凹槽类型，以及使用它们的原因。

首先，随着空间变得越来越昂贵，人们已经努力通过电梯机房来减少空间的消耗，当今使用的无机房（MRL）电梯的数量证明了这一点。 这种占用更少空间的愿望导致了更小的机器，这释放了空间但并非没有成本。 当检查大型机器的扭矩需求（与能耗直接相关）与小型机器的扭矩需求时，很容易看出较小的机器需要的扭矩更小，因此能耗也更低，这是一个积极的但再次，并非没有成本。

为了检查扭矩，将“机器尺寸”视为与“牵引轮尺寸”相同。 扭矩的基本定义是““ 在其中  = 扭矩，r = 半径，F = 力和  = F 和所谓的“力矩臂”之间的角度。 在牵引电梯中，可以考虑  等于 90°，并且由于 ， 我们可以说 ，或所需的扭矩，等于牵引轮的半径乘以所需的力。 从那里可以看出，随着半径变小，扭矩要求降低。 这是积极的，因为它与电机的尺寸有关，但这对系统的牵引力有什么影响？ 由于滑轮较小，因此绳索和滑轮之间的接触弧度减小，并且需要实现相同的可用牵引力，因此必须增加绳索和滑轮之间的压力，即凹槽压力。 这可以通过底切 U 型槽或使用 V 型槽来完成。 底切U型槽或使用V型槽的实际效果是绳索不再完全支撑在U型槽中，并且绳索与滑轮接触的面积更小。 如果我们将相同的载荷分布在较小的区域，则很容易看出“槽压”本身将如何增加。

了解了希望或需要拥有这些更具侵略性的凹槽背后的一些原因，我们现在可以看看几种计算不同类型凹槽可以预期的弯曲次数的方法，以及一种等同于一个的方法将“激进”凹槽弯曲为全圆 U 形凹槽。 一旦完成，我们可以评估等式的成本方面，看看收益是否值得付出代价，或者至少了解我们的期望应该是什么。

首先，让我们看看业内许多人使用的标准方程。 它通常被称为“Feyrer 生命周期方程”，它是由德国斯图加特斯图加特大学的 Klaus Feyrer 教授开发的。 以下是确定可以预期的简单弯曲次数的基本公式：

在使用 Feyrer 方程时必须考虑各种因素，但这里不会深入讨论它们。 相反，我们将关注 Feyrer 称为“耐力因素”的一个因素，称为  并与滑轮槽有关。 这些耐久系数是当乘以从 Feyrer 寿命方程获得的计算弯曲数时，产生修正的预期弯曲数的因素。

 是描述凹槽设计对绳索寿命影响的因素。 如上所述，绳索更喜欢在半径比起重绳索标称直径大 6% 的凹槽中运行。 当人们查看标准 U 形槽的各种尺寸的因素时，就会看到这一点。

下表显示了此类凹槽的因素。

如果我们检查  比标称绳索大 6% 的凹槽系数， ，我们将看到值  是 1.0。 换一种方式来看，如果计算给定安装的预期寿命为 1,000,000（1 万）次弯曲，则应用  系数，可以简单地将计算出的弯曲次数乘以系数来获得“修正的弯曲次数”，即 1,000,000 x 1.0 = 1,000,000。 我们可以看到凹槽系数的基础是大 6% 的全圆 U 形凹槽。 如果相同给定的安装有一个例如大 10% 的凹槽，则使用寿命会缩短。 虽然仍然是一个完整的圆形 U 形槽，但绳索没有得到应有的支撑，修正后的弯曲次数将为 1,000,000 x 0.79 = 790,000 次弯曲。 虽然不是作为 Feyrer 研究的一部分提供的圆槽因素的一部分，而且大多数绳索的生产都略大于其标称值，但据认为，任何圆 U 型槽都小于标称绳索直径的 6%也会对绳索寿命产生负面影响。

保持相同的给定安装，计算出 1,000,000 次弯曲，让我们看看将凹槽类型更改为底切。 如前所述，由于牵引力要求，这可能是必要的。 这种凹槽几何形状的系数以 75° 为增量从 105° 发展到 5°，如下所示。

执行与之前相同的计算，但使用 90° 底切 U 形槽，将获得以下结果：1,000,000 x 0.20 = 200,000，或与圆形 U 形槽相比，绳索的寿命减少 80%。 在某些情况下，由于牵引力要求，有必要一直达到 105° 的底切。 在这些情况下，可以计算出 1,000,000 x 0.066 = 66,000 次行程，或绳索寿命减少 93% 以上。

我们将看到的最后一个凹槽是 V 形凹槽。 这种凹槽类型确实具有在新的或经过充分硬化以防止其形状丢失时产生最大牵引力的好处，但也具有与之相关的最大成本。 如果牵引力可以在 45° 开度下实现，那么成本“仅”是绳索寿命的 75%，但如果我们要达到 35°V 的极端，我们将计算（再次使用相同的给定安装) 1,000,000 x 0.054 = 54,000 次弯曲，或寿命减少 94.6%。

查看凹槽轮廓或形状对绳索寿命影响的另一种方法是将激进凹槽、底切或 V 形上的弯曲次数等同于导致相同“损坏”所需的弯曲次数如果弯曲发生在全圆 U 形槽或“等效滑轮”上。 根据 Lubomir Janovsky 的说法，如果轮廓再次比标称的全圆 U 形槽大 6%，则可以通过计算等效弯曲量来评估系统。

以下等式可用于计算等效滑轮数： . 的价值  可以从下表中选择。 例如，如果我们查看上述耐力系数中考虑的最后一个 V 形槽 35°，我们将选择 18.5 作为 .

此  是牵引滑轮和平均导流轮之间的关系。 这  是具有简单弯曲的偏转器的数量，并且  是具有反向弯曲的偏转器的数量。 使用以下简单系统的示例可以轻松展示此方法。                                 

考虑以下变量：

牵引滑轮为 24 英寸圆形 U 形槽

导流轮为 20 英寸。 因为我们等同于等效的圆 U 形槽。

  牵引轮为 24 英寸。 

只有一个导流轮，因此无需平均。 如果有多个不同直径的导流轮，可以简单地取平均值作为

 . 只有一个带有简单弯曲的导流板

      . 没有带有反向弯曲的偏转器。

如果我们将这些值代入方程的适当部分，则计算结果为 3.074 个等效滑轮。 有人可能会问，“如果驱动滑轮和导流器都是圆 U 形槽，为什么结果不是 2？” 其原因是导流轮更小或更紧，并且在导流器处发生弯曲。 人们在该部分看到这一点 计算的结果，当考虑较大牵引滑轮上的弯曲时，可以看到大牵引力与较小偏转器的比率产生 1.074 个额外的弯曲。 如果偏转器的直径与驱动器的直径相同，情况就会如此。

现在，让我们考虑使用相同的 24 英寸显示的相同安装。 直径牵引轮和 20 英寸。 偏转器，但牵引滑轮具有 105° 的底切。

从左边的表格看，一个 105° 的底切 U 型槽有一个 . 另一种思考方式是考虑通过 105° 底切 U 型槽的一次行程相当于通过圆形 U 型槽的 15.2 次行程。

现在，计算得出：

那么，什么人会看到并说它清楚地在系统中只有两个弯曲？ 由于凹槽的几何形状和较小的导流轮相当于具有全圆 U 形槽的系统，该系统由一个牵引滑轮和 16 个额外的导流轮组成，每次行程总共超过 17 个等效弯曲，如上所示.

最后，这两种方法都反映了绳索的累积损坏，换言之，反映了这些侵蚀性凹槽导致的使用寿命缩短。 如果我们比较计算凹槽对绳索影响的两种不同方法的因素，我们会发现它们基本上是一致的。 简单地乘以 Feyrer  对于给定的凹槽轮廓，通过相应的等效滑轮系数，结果将产生 1。见表 1。

表1

这是否意味着不应在其系统中使用各种 V 型槽或底切 U 型槽？ 这不是本信息的重点。 主要的一点是，在决定如何设计系统以及可以和应该从给定配置中得到什么时，必须考虑很多事情。 如果建筑物中更多空间的好处超过了额外的拥有成本，或者能源消耗的减少超过了额外的维护，那么做出这个决定的理由是正确的。 在查看凹槽对绳索的影响时，还有最后一件事要理解，那就是，所有绳索都不相同。 这可能更好地说，所有绳索类型都不相同。

回想一下大型D-to-d机器，钢丝绳在全圆U型槽中运行，标准的8x19钢丝绳性能良好，使用寿命不成问题。如今，牵引滑轮与钢丝绳直径的比例高达40:1，加上U型槽带来的更高压力，我们唯一的选择就是使用高性能（HP）钢丝绳。这些高性能钢丝绳包括独立钢丝绳芯（IWRC）和平行钢丝绳芯（PWRC）。两种高性能钢丝绳均有全钢芯和混合芯两种类型，混合芯是指钢丝绳芯由钢丝和聚丙烯或钢丝和剑麻混合而成。在选择高性能钢丝绳时，需要注意以下几点。首先，没有一种设计适用于所有安装环境。IWRC和PWRC钢丝绳各有其独特的优缺点。了解这些差异将有助于为特定安装环境选择最佳钢丝绳。其次，即使是高性能绳索，也无法逆转较小滑轮和粗糙沟槽对绳索寿命的影响。它所能做的，是在选择合适的高性能绳索时，提供比标准 8x19 绳索“更好”的性能或“更长”的使用寿命。考虑到高性能绳索略高的价格，以及更换价格较低的 8x19 绳索（在某些情况下可能需要多次更换）的成本，就不难看出高性能绳索的优势所在。

如果我们了解成本与收益之间的关系，我们就可以对自己做出的决定充满信心。 无论是在维护计划、运营成本计算方面，还是在最好的情况下——预先指定所需内容以便做出最佳决策，古老的格言都是正确的：“知识就是力量”。 了解自己拥有什么、得到什么或提供什么应该是所有人的目标。