钢丝绳

对ASME A17.6电梯悬挂系统标准及相应A17.1/B44要求的思考

作者：Louis Bialy、Miles P. Lamb 和 Martin Rhiner

钢丝绳 (SWR) 作为电梯行业的主要元素已使用多年。 事实上，驻波比已经应用于电梯的悬挂，以及补偿系统和调速系统的重要组成部分。 出现了范围广泛的 SWR，并且正在使用许多不同的配置。 一些更常见的 SWR 品种包括使用预成型和非预成型布置的左右常规和朗格结构。 SWR 可以由许多不同类型的线材构成，从铁到高强度钢，包括具有耐腐蚀特性的变体。 Warrington、Seale、填料等股线结构普遍使用，天然、合成纤维等多种芯材，以及独立钢丝绳等也很明显。 标称英制尺寸以及公制型号的 SWR 也部署在北美和世界其他地区。

2000 年左右，人们认识到，尽管 SWR 使用了多年，但 ASME A17.1/CSA B44 规范中与 SWR 相关的特异性相对较少。 此外，新的悬挂装置技术，如芳纶纤维绳（AFR）和非圆形弹性涂层钢悬挂构件，通常被称为“涂层钢带”（CSB），开始出现。 很明显，可用于确保这些技术的安全应用的标准将是有帮助的。 为支持这一点，A17 标准委员会着手制定一项综合标准，旨在涵盖当前使用的主要悬挂装置，并规定包含新技术。 由于这项努力而产生的 A17.6 标准包括强度和材料要求，以及应用、测试、检查、更换、识别和订购 SWR、AFR 和 CSB 的标准。

还开发了相应的 A17.1/B44 代码更改以适应 A17.6 悬挂装置标准。 为所有悬挂装置制定了全面的测试、检查和更换标准。 还制定了对补偿装置和限速器绳索的要求，从而为电梯行业提供了一套最先进的规定。

标准的制定

在制定标准时，对北美和世界其他地区当前使用的 SWR 进行了大量研究。 借鉴了具有长期经验的用户的知识库，并多次寻求钢丝绳技术委员会（由钢丝绳制造商的专家组成的小组）的建议。 在为 A6 制定提案时，也利用了欧洲和其他地方用户的经验基础，多年来一直允许使用 17.6 毫米调速器驻波。

在制定 AFR 和 CSB 以及小直径 SWR（4-8 毫米）的要求时，研究了广泛的测试结果，并评估了这些元件的性能、可靠性和耐用性。 还对支持 AFR 和 CSB 开发、测试和生产的主要实验室、测试设施和工厂进行了访问，以准备 A17.6 标准。 标准草案和相应的 A17.1/B44 代码变更经过了美国机械工程师协会 (ASME) 和美国国家标准协会要求的严格批准程序，包括公众审查程序。 最终，发布了 A17.6-2010 和相应的 A17.1/B44 要求。

2000 年左右，人们认识到，尽管 SWR 使用了多年，但 ASME A17.1/CSA B44 规范中与 SWR 相关的特异性相对较少。

A17.6 第 1 部分：碳绞线 SWR

标准的这一部分涵盖了用于悬挂和补偿的 4 至 38 毫米 SWR。 它描述了预成型、非预成型、纤维和钢芯配置以及许多不同的结构和材料。 还提供了详细的检查和更换标准。 本部分还包括六股、八股和九股绳索设计。 调速器绳索的 SWR 尺寸 ≥ 6 mm 也有提及。 记录了与 SWR 及其组件相关的 ASME、ASTM 国际和国际标准化组织 (ISO) 标准。 图 1 定义和说明了典型 SWR 的基本要素。

详细阐述了有关电线功能和定位的基本信息，包括电线的分层以及电线涂层的光洁度和质量。 定义了各种 SWR 等级的线材的线材“等级”或抗拉强度“等级”。

该标准描述了如图 2-5 所示的股线结构。 这些可以是“圆形”或“压实圆形”，并且具有不同的“股线铺设长度”和铺设方向。 平行捻结构包括至少两层以相同方向铺设的线，所有线层具有相等的捻距。 叠层的导线相互平行排列，以实现导线之间的线性接触。 最常见的钢绞线结构是 Seale、Warrington 和填料。

该标准的第 1 部分还描述了最常用的 SWR 磁芯材料。 这些是天然纤维芯，例如大麻或剑麻、独立钢丝绳芯和实心聚合物芯（图 6）。

A1 的第 17.6 部分详细描述了 SWR 的构造和特性。 常用的 SWR 类型是带有“圆形”和“压实圆形”股线的单层和多层（图 7）。 SWR 分类需要描述股线的数量和类型以及每股线的数量，以及股线结构和芯材。 各种英制绳索等级（例如铁制、牵引力、超高强度以及相应的公制绳索等级）的最小破断力在强制性附录 I 中进行了总结。标准中描述。 常规铺设 SWR 很容易识别，因为绞线中的电线对齐是轴向的，而 Lang 铺设中的电线对齐是横向的（图 8）。 规则层 SWR 通常比 Lang 层 SWR 表现出更少的拉伸，而 Lang 层有利于更高的牵引性能。

A1 的第 17.6 部分还提供了关于 SWR 的特性、尺寸特征和容差的信息。 还提供 SWR 测试和代码要求合规性，以及订购、包装和识别信息。 完全解决了在冠部和谷部断线、直径减小和粗糙证据方面的更换标准。

A17.6 第 2 部分：芳纶纤维绳

标准的这一部分涵盖了用于暂停和补偿目的的 AFR 的一般要求。 确定了与材料和测试方法有关的相关 ASTM、ASME、ISO 和其他标准。 定义和描述了纤维材料和特性、承载元件、绳索套材料和机械特性。 规定了纤维拉伸强度和伸长率要求。 许多术语与适用于 SWR 的术语相同。 还涉及尺寸、几何形状和尺寸公差。

包括圆形和非圆形横截面的 AFR。 规定了测试方法和确保合规性的方法，包括所需的质量控制过程。 详细的更换和寿命限制标准必须能够进行目视、机械或电子检查。

AFR 的替换必须与原始成员相同。 如果其中一个部件损坏或不适合使用，则应更换整套悬挂部件。 AFR 盖损坏导致承载元件磨损或损坏，需要更换整套构件。 如果达到任何构件的疲劳寿命极限或内部磨粒磨损极限，则需要更换。 如果任何构件的残余强度降低到规范要求的原始强度的 60%，则必须更换所有构件。

A17.6 第 3 部分：非圆形弹性涂层钢悬挂构件

标准的这一部分涵盖了用于暂停和补偿目的的 CSB 的一般要求。 ASTM、ASME、ISO 和其他与材料和测试方法相关的标准被确定。 许多术语与适用于 SWR 的术语相同。 承载元件是钢帘线的形式，每个钢帘线包括围绕中心钢绞线螺旋布置的钢绞线。 绳索平行排列并模制在弹性涂层内。 涂层将绳索保持在各自的位置并提供牵引力。 牵引力被传递到绳索。 还涉及尺寸、几何形状和尺寸公差。 定义和描述了绳索材料和特性、弹性涂层材料和机械特性。 规定了线材、绞线和帘线结构、材料和机械性能。 还规定了测试方法和确保合规性的方法，包括所需的质量控制过程。 

标准的第 3 部分提供了详细的更换和寿命限制标准。 更换与原成员相同，更换成套。 如果单个 CSB 发生断裂或涂层损坏导致任何绳索的任何股线磨损或损坏，或者承载元件发生任何突破，则需要更换。 如果达到疲劳寿命极限或内部磨料磨损极限，也需要更换整套装置。

如果任何构件的残余强度降低到规范要求的额定断裂力的 60%，则必须更换所有构件。

对应的 A17.1/B44 规范要求

A17.6 参考 A17.1/B44。 在 A17.1/B44 中制定了有关悬挂装置的具体要求，以促进悬挂、补偿和调速器系统的安全应用。

SWR、AFR 和 CSB 的安全系数 (FOS) 通常基于悬挂件速度。 AFR 和 CSB 的附加残余强度要求至少为额定断裂力的 60%。 对于 6 < D < 9.5 mm 的调速器 SWR，FOS ≥ 8，而对于 D ≥ 9.5 mm 的 SWR，FOS ≥ 5。需要注意的是，较小直径的 SWR 需要更高的 FOS。

所有牵引电梯都需要牵引丢失检测装置，该装置检测悬挂装置和驱动滑轮之间的相对运动。 如果失去牵引力，驱动机器的电机和制动器的动力就会被切断。 需要使用组 1 键手动复位。 要求按照规范中描述的特定程序对这些装置进行测试，并且牵引力损失装置的维护标准应包含在维护控制程序 (MCP) 中。

AFR、CSB 和小直径（4-8 毫米）SWR 需要两种形式的工程测试。 第一个测试是在滑轮上以检查速度滑动的构件，其张力对应于最大容量。 如果成员存活 4 分钟，则该成员通过此测试。 在这种情况下。

第二个工程试验需要在紧急停止条件下以额定速度和对应于最大承载力的张力进行三个连续的试验（大约在构件的相同部分）。 如果成员没有遭受需要更换的损坏，则该成员通过。

此外，配备 AFR、CSB 和小直径（4-8 毫米）SWR 的电梯需要检测悬挂部件断裂的方法，该部件将在下一个已登记需求的层站以受控速率停止电梯而不是重新启动直到手动复位。 配备 8-9.5 mm 范围内 SWR 的电梯也需要悬挂部件断裂检测装置，除非它们的 FOS 不小于 12。 进一步要求配备 AFR 和 CSB 的电梯具有剩余强度检测装置，该装置将运行在任何悬挂部件的强度降低到其额定破断力的 60% 之前，并在下一个可用的着陆点停止电梯，并且在手动重置之前不会重新启动。 断裂的悬挂装置和剩余强度装置都需要按照规范中描述的特定程序进行测试，并且这些装置的维护标准应包含在 MCP 中。

结束语

A17.6 标准和相应的 A17.1/B44 代码要求代表了适用于世界许多地区的电梯悬挂装置要求的最新技术水平。 随着新技术的确立，它们将被添加到 A17.6 标准中，相应的要求将被考虑包含在 A17.1/B44 中。