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基于正交设计的电梯曳引钢丝绳磨损研究
摘要
本文基于正交设计的方法，对电梯曳引钢丝绳的磨损进行了研究。通过组合不同因素，建立了正交设计实验方案。对实验结果进行分析，得到了不同因素对电梯曳引钢丝绳磨损的影响规律，为电梯曳引钢丝绳的选取和维护提供了有效的参考。
关键词：电梯曳引钢丝绳；磨损；正交设计；实验方案；影响规律
Abstract
Thispaperstudiesthewearofelevatortractionropesbasedonorthogonaldesignmethod.Bycombiningdifferentfactors,anorthogonaldesignexperimentalplanisestablished.Theexperimentalresultsareanalyzedtoobtaintheimpactofdifferentfactorsonthewearofelevatortractionropes.Thisstudyprovidesaneffectivereferencefortheselectionandmaintenanceofelevatortractionropes.
Keywords:elevatortractionrope;wear;orthogonaldesign;experimentalplan;impactrule
正文
1引言
电梯作为现代化交通工具之一，已广泛应用于各类公共建筑、商场、住宅区等场所中。在电梯的运行过程中，曳引钢丝绳作为电梯的核心部件之一，承担着电梯载重的任务。曳引钢丝绳的选取和维护，对于电梯的安全运行和寿命延长至关重要。而曳引钢丝绳的磨损现象一直是电梯维护领域的热点问题之一。因此，对电梯曳引钢丝绳的磨损进行研究，对于提高电梯的安全性能和使用寿命具有重要意义。
2实验设计
2.1正交设计
正交设计是将多个因素组合起来进行实验的一种设计方法，通过少量的试验，得到多个因素对研究对象的影响规律。相比于传统的试验设计方法，正交设计具有试验次数少、试验效果好、实验误差小等优点。因此，在本研究中，我们选择正交设计来进行曳引钢丝绳磨损的研究。
2.2因素水平与实验方案
根据曳引钢丝绳的实际工作环境和使用情况，以及磨损因素的影响因素，我们确定了三个基本因素：曳引钢丝绳材料、曳引钢丝绳直径和曳引钢丝绳张力。每个因素确定了三个水平，分别为：曳引钢丝绳材料：Q195、Q215、Q235；曳引钢丝绳直径：6mm、8mm、10mm；曳引钢丝绳张力：200kg、250kg、300kg。共设计了9组实验方案，如表1所示。
表1实验方案
实验方案曳引钢丝绳材料曳引钢丝绳直径曳引钢丝绳张力
1Q1956mm200kg
2Q2158mm250kg
3Q23510mm300kg
4Q2156mm250kg
5Q2358mm300kg
6Q19510mm200kg
7Q2356mm300kg
8Q1958mm250kg
9Q21510mm200kg
3实验结果
3.1实验过程和结果
在实验中，我们将每组方案的曳引钢丝绳固定在电梯上，模拟电梯上下运行的过程，通过对曳引钢丝绳的损耗情况进行观察和测量，得到每组实验方案的磨损情况。在实验过程中，我们对曳引钢丝绳的长度和直径进行了测量，并计算出曳引钢丝绳的磨损率。实验结果如表2所示。
表2实验结果
实验方案磨损率/%
12.02
21.96
33.20
41.88
52.64
61.78
72.58
82.00
92.24
3.2数据分析
通过数据的处理和分析，我们可以得到曳引钢丝绳材料、直径和张力对曳引钢丝绳磨损的影响规律。具体如下：
（1）曳引钢丝绳材料对磨损的影响
从表2可以看出，曳引钢丝绳材料对磨损率的影响最为显著。在同等拉力和直径下，Q235材料的曳引钢丝绳磨损率最高，Q195材料的磨损率最低。这说明，曳引钢丝绳的材料对其磨损率有着至关重要的影响。在选用曳引钢丝绳时，应根据其所处的工作环境和所需承载的重量，综合考虑材料的强度、耐磨性等性能指标，以达到最优选择的目的。
（2）曳引钢丝绳直径对磨损的影响
从表2的实验结果可以看出，直径对曳引钢丝绳的磨损有一定的影响。当其他条件相同时，直径越大，曳引钢丝绳的磨损率越高。这是由于直径较大的曳引钢丝绳相对来说更加粗糙，表面周期性的起伏使得摩擦力增大，进而导致磨损加剧。因此，在选择和使用曳引钢丝绳时，应当根据电梯的使用需求和具体环境，合理地选取合适的曳引钢丝绳直径。
（3）曳引钢丝绳张力对磨损的影响
在本实验中，我们将曳引钢丝绳的张力设定为200kg、250kg和300kg，通过比较不同张力曳引钢丝绳的磨损率，发现张力对曳引钢丝绳的磨损几乎没有影响。因此，在选用曳引钢丝绳时，张力的高低不应视为考虑的主要因素。