摘要:回顾我国导轨发展里程,分析导轨质量主要环节,论述促进导轨及电梯发展过程中涉及的事项。
具有一个轿厢,运行在至少两列垂直或倾斜角小于150的刚性导轨之间,服务于规定楼层的固定式升降设备称为电梯。从电梯的定义可知电梯导轨是电梯重要的基准部件,它控制住电梯轿厢运行轨迹,保障操作信号的传递,它又是电梯轿厢发生意外超速紧急制停时坚固支撑杆系,所以电梯导轨又是涉及电梯安全及运行质量的重要部件。而且电梯导轨还是我国电梯产品中完全不需要进口,并且能批量出口的电梯部件,尤其是一些电梯合资企业用它来作补偿贸易。尽管电梯T型导轨貌似形状简单,然而要做好它却不是件轻而易举的事,历年来我国电梯导轨加工行业历经了一条十分艰难的里程。在该行业中,为提高导轨质量,不少人经历了千辛万苦,有些人化费了毕生辛苦,在此,我们应该对电梯导轨行业作出贡献的同志,说一声道谢,祝愿辛劳者一生平安。
在七十年代前后,我国电梯导轨型材仅由上钢三厂每年二次订货会计划轧制,当时电梯厂大多订购型材后委托加工,有些自行加工。直至1976年起,河北省泊头市电梯导轨厂、江苏太仓农机厂及上海奉贤一家机械厂相继开始专业加工电梯导轨,当时仅生产长4m与3m以下的T1672与T1690两种轿厢用T型导轨(对重均用角钢做导轨)。此后,天津第二轧钢厂与首钢轧钢厂亦开始轧制电梯导轨型材。起初,加工导轨导向面与顶面用简易龙门铇床外,均*人力铲刮来提高表面粗糙度,而且导轨在加工前后弯曲与扭曲的校正也是用人力螺旋压力机,当时轧钢厂是用40以下小型轧机轧制型材,由于轧力小,便于轧辊设计,导轨型材热坯是持45°方向轧出。因重心偏上之故,导轨型材热坯除弯曲外扭曲现象比较严重,所以几乎每根导轨均需人工校准,工人的劳动强度非常艰苦,然而导轨质量水平比较差。为了提高产品质量,毕业于机制工艺专业的原沈阳电梯厂老杨厂长亲自设计工艺,增加导轨型材底面厚度,在铇床上先行加工全长底面与底面一侧边,以底面与底侧边五点定位,用多把宽刃铇刀将导向面与顶面拉铇成型,这工艺方案无疑是正确的,也是较先进的,但是增加了型材底面加工量工序,成本相对较高,该加工设备最后被废弃了。在1987年以前电梯导轨执行的标准是JB816–74《电梯技术条件》,其中仅对导轨直线度规定允差为1/6000,最大不超0.7mm,对扭曲质量与局部弯曲度未作规定,其质量问题较严重,所以当时电梯轿厢运行水平振动普遍超标几倍,可想而知乘梯舒适感是很差了。
在九十年代初前后,由于我国钢材市场不正常现象,T89/B电梯导轨涨到140元/m,再加上对导轨型材的人为控制,造成电梯导轨严重短缺,很多厂家等待发货或等待安装的电梯就缺少电梯导轨,为此,较大型电梯企业,纷纷投资协作创办了电梯导轨厂,如杭州中豪、广州中联等等,加上看中导轨市场,各地纷纷新建了一批电梯导轨厂,如佛山建业,张家港与太仓港新等等。加上早已
创办的天津、沧州等导轨厂。发展至今全国已有20多家导轨生产企业。由于市场上订不到导轨型材,不得不大量从韩国等地进口电梯导轨型材,而且这些型材中夹杂着一些高强度材质型材,这些导轨与我国当时采用的安全钳是不匹配,这就造成了不安全隐患。再说导轨型材大量进口也是件极不正常的事,电梯导轨材质相当于Q235,这类钢我国并不短缺,轧钢设备的工作也并不饱满,实际上只是个别人想垄断导轨市场人的炒作,这是不符合发展趋势的短期效益操作,对国家、行业均是十分不利,最终也有害于自己,事实也验证了这点。
电梯导轨型材的几何尺寸与形位公差要求比轧一般角钢、槽钢等型材相对较高,轧制导轨是需要解决一系列难点,加上市场紧缺导轨型材,天津市大邱庄精美轧钢厂为电梯行业排除困难,自行承担了这项任务,且安排在较大型650轧机车间,组建了电梯导轨专业轧钢厂,又指派技术骨干刘京礼高工负责开发该产品,这位由我国鞍钢极有名望专家带出的硕士生,对轧钢技术有扎实技能,而且善听电梯行业意见频频与我所在的质检中心联系,尤其认真听取我国电梯导轨质量对照标准要求而存在的问题以及改进意见,刘工通过认真设计与技工日夜坚守在现场试验、改进,再试验再改进,终于陆续轧出从T75–3/B到T140–2/B全系列电梯导轨优质型材,该厂利用轧机功率大优势,采用导轨截面立位轧制,这样轧辊布局难度大些,但能有效提高导轨型材直线度与扭曲度,同时在我们建议下,底面中间轧成内凹≤0.8mm,符合标准要求,这样提高了机加工铇削的安装基准与电梯导轨在井道支架上安装稳定与可*性。此外提高了导轨型材的尺寸与形位精度,又填补了系列空白。自此后我国电梯导轨型材不再需要进口,所以大邱庄电梯导轨专业轧钢厂给电梯行业带来福音,同时该厂的技术也得到国内外同行的赞扬,有些轧钢厂还派出技术人员前往学习。所以该厂是促进导轨质量提高为行业服务之楷模。
作为质量监督检验工作者,不仅仅是检测几个数据对照标准作个判定,那仅仅是本职工作的一小部分,国家设置这个机构的主要目的是监督质量,发现质量问题根源,设法减少质量缺陷,提高产品质量水平,保护用户利益为宗旨,也就是必须做好质量服务工作。为此,我们在1994年6月,在河北廊坊召开了电梯导轨质量研讨会,共有导轨生产企业等23个单位36人参加,该会得机械化所领导、首钢电梯厂、河北省蒙特费罗导轨有限公司与天津大邱庄精美轧钢厂大力支持。其中首钢电梯厂主要生产电梯T型导轨,是我国电梯导轨加工龙头企业之一,原厂长赵申为探索提高导轨质量,几乎跑遍国外电梯导轨加工企业学习经验,同时又不惜巨额投资开发自动跟踪校直流水线。也就是首钢电梯厂大力将电梯导轨推向国际市场,国外电梯行业最早熟悉中国电梯企业的就是首钢电梯导轨,该厂现已与国外最大导轨生产企业西班牙塞维拉集团合资。河北省蒙特费罗导轨有限公司是原河北省沧州机床厂导轨分厂与意大利蒙特费罗合资,是我国电梯导轨首家合资企业。在四天多质量研讨会上,首钢电梯厂赵厂长介绍了国外导轨质量信息,作者在会上介绍了国际标准ISO7465质量要求及我国行业标准《电梯T型导轨》、《电梯T型导轨检验方法》与《电梯对重用空心导轨》制修订情况,在会上介绍了电梯导轨正确检验方法与必备的各类检测仪器,同时提出了当时导轨质量存在问题与改进建议。在会上重点讨论了电梯对导轨的质量要求,尤其是导轨材质与表面质量是涉及电梯安全的因素,一致认为导轨质量关键在原材料冶炼、轧钢工艺与机加工刀具与加工方法及检验手段。会后参观了河北蒙特费罗导轨公司与大邱庄精美轧钢公司。这次会议对促进电梯导轨质量的提高起到重要作用。会后上钢三厂工贸公司所属3家导轨厂与上钢三厂轧钢厂认真研究后也将导轨型材存在问题作了改进。电梯行业可以回顾一下,1995年后,我国电梯导轨质量有了明显提高,从国家质量抽查也证明轿厢运行水平振动已不是难以达到的指标,有些能控制在振动指标一半范围内。作者在10多年对各家导轨厂的连续检测与质量跟踪中也明显看到导轨质量的提高。一些导轨生产企业从简易厂房开始发展到相当规模的导轨生产企业,像上吴电梯导轨厂与张家港电梯导轨厂年产总量已超过万吨,又如太仓港新电梯导轨厂不仅在太仓发展产量,又在沈阳开设分厂,同时准备在全国布点,以利于电梯厂销往各地的电梯就近提供导轨,提供随用随购的服务,既可减少运输成本,又可免除电梯生产企业库存积压,这对支持电梯行业发展,提高行业服务质量起到有效作用。电梯行业可借鉴电梯导轨的发展,使我国电梯产品不依赖或少依赖于国外进口部件,转向可以批量出口,在电梯世界市场中占有一席地位。最近,沈阳兰光、上海交大等单位成功开发电梯用同步永磁电机也是可贺事例。
在此,再对涉及电梯导轨的几项具体事项论述一下个人见解:
1.导轨材质
在BS5655标准中推荐对冷轧导轨采用BS4360中40A级钢;对机加工导轨采用BS4360中43A级钢。
在ISO7465标准中建议对冷轧导轨用ISO630中Fe360B钢;对机加工导轨用Fe430B钢。
在冶金行标YB/T157–1999《电梯导轨用热轧型钢》中规定:“钢的牌号为Q235A,一般为镇静钢,钢的化学成份应符合GB/T700有关规定,其硫磷含量各不大于0.045%。根据需方要求,也可采用沸腾钢或者采用Q255A及其它牌号”。力学性能中规定伸长率δs≥24外,Q235A≥375Mpa,Q255A≥410Mpa,在这里未规定强度上限要求。
在建工行标JG/T5072.1–1996《电梯T型导轨》中已规定,导轨材料应为镇静钢。力学性能应为σb=370~520Mpa;δs≥24%;导轨导向面硬度≤HB143(参考值)。化学成分应为C≤0.28%;S≤0.045%;P≤0.045%。
导轨材质是涉及到电梯运行的安全项,GB7588安全规范附录C与D中规定,电梯交付使用前需检查的技术资料中应有导轨的型号、规格、受力计算及摩擦表面的状况(拉制、轧制、磨削)。其中受力计算就是安全钳能否可*作用,导轨的材质是重要因素,为此在GB7588中列入导轨弯曲应力计算要求,要求导轨必须有足够的强度。由于安全钳是在电梯超速瞬间夹紧摩擦导轨而制停,尤其是渐进式安全钳是*弹性元件调至限定夹紧力来制动,这样导轨材质过硬或不均匀局部过硬,则夹紧瞬时将得不到足够摩擦力会造成制动失效危险工况。作者在检测导轨时曾发现有根导轨在30cm范围内表面硬度为HB150~170,即其强度为>560Mpa,这种现象主要是炼钢时加入过多废杂钢以及投入元素不均匀,尤其是沸腾钢,易造成材质不均匀,所以在JG/T5072.1中强调规定应为镇静钢。所以各导轨厂在加工中发现过硬或局部过硬的导轨应单独剔出,由于一般钢的强度与硬度有一定对应关系,故应我们建议,为便于检测在行标中列入硬度≤HB143,相当于σb510Mpa。
此外,我国当前导轨一般为低强度导轨即σb=370~450Mpa,各检测中心均用该类导轨做安全钳型式试验,即使型式试验合格,也不能证明对任何强度导轨上使用都能合格,所以当前的安全钳的型式试验报告上应按GB7588规定增加记录导轨材质与表面状况且包括润滑情况。然而从合资引进技术中已看到,有些电梯规定采用高强度导轨,即强度为480~560Mpa,而且配用的安全钳是与该强度导轨相匹配。也就是说,导轨材质强度σb<370Mpa是不允许的,而σb>520Mpa应该是允许的,但应该有按此匹配的安全钳型式试验合格报告,这需在生产厂合理配置,同时型式试验与安装验收都应该注意到这个问题。对电梯导轨材质复核检验,可选用北京时代公司生产的HLN-11A里氏硬度计,该仪器测量精度较高,可选里氏、洛氏或布氏等硬度测量,又可转换强度显示,使用也方便。
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