摘 要：电梯导轨的安装质量关系到电梯整体的安装质量。介绍了电梯导轨支架的固定方式和电梯导轨的选型，并计算、分析了导轨支架间距，希望能对电梯的安全、稳定运行提供一定的参考。
关键词：电梯导轨；安装技术要点；安装质量；导轨支架
电梯导轨是由钢轨和连接板构成的电梯构件，它分为轿厢导轨和对重导轨。导轨在起导向作用的同时，承受着轿厢、电梯制动时的冲击力和安全钳紧急制动时的冲击力等。导轨的安装质量直接影响着电梯的安全、稳定运行，正确把握导轨选型和选择合适的导轨安装技术能有效提高电梯施工质量。
1 电梯导轨支架的固定方式
在电梯的相关标准中，都有关于导轨安装技术的具体规定，例如，“导轨及其附件和接头应能承受施加的载荷和力，以保证电梯的安全运行。”在电梯安全运行准则中，与导轨有关的规定为：①应保证轿厢与对重的导向。②导轨变形应限制在一定范围内，由此保证安全装置的动作不受影响。对此，《电梯安装验收规范》（GB 10060—93）中第4.2.1项规定，“每根导轨至少应有2个支架，其间距不大于2.5 m，在特殊情况下，应采取措施保证导轨安装满足《电梯制造和安装安全规范》中规定的弯曲强度要求。《电梯安装监督检验与定期检验规则》也作了相应的规定，“每根导轨至少要有2个支架，其间距一般不大于2.5 m，如果间距大于2.5 m，应当有计算依据。”
对于导轨支架的固定方式，井道壁构造材料不同，安装方法也有所不同。如果是混凝土结构的井道壁，可以采取4种固定方式，分别是预埋钢板法、膨胀螺栓固定法、对穿螺栓固定法（井道壁厚度小于100 mm时用此法）和直埋法；如果是用砖砌成的井道壁，则应采用支架固定处加混凝土圈梁或井道内加设槽钢的方法固定导轨支架。另外，对导轨的安装要求还有垂直度、平行度、两列导轨间距、工作面接头缝隙、接头台阶等方面的内容。
由此可见，相关标准规范对电梯导轨的安装作出很多具体的规定，目的就是保证轿厢和对重在导轨上能够安全可靠、平稳舒适地运行。
2 电梯导轨安装工艺
下面我们主要探讨电梯导轨选型的依据及其与导轨支架间距的内在联系。
首先来了解电梯中导轨的基本情况。电梯上使用的导轨一般根据形状可分为三种类型，分别是“L”型、“T”型和空心型导轨。“L”型与空心型导轨仅能用于不使用安全钳的场合，用途有限，但由于其造价低，所以常用在对重侧；“T”型导轨可用于各种场合，它的制造和使用目前已实现标准化和规范化，详见标准《电梯“T”型导轨》（JG/T 5072.1—1996）。从标准中我们得知，“T”型导轨已系列化，它的主要参数是底宽b、顶高h和工作面厚度k.不同材料、不同加工工艺和不同型号的“T”型导轨，其强度和刚度是不一样的，一般说来，其型号与强度成正比。
根据轿厢的受力情况分析可知，轿厢及其附件上所有负载的重力与轿厢上曳引绳的拉力不是一对大小相等、方向相反、作用于一条直线上的力，因为轿厢虽然运行在垂直的导轨上，但由于导轨制造与安装客观条件的限制，轨道不可能做到绝对垂直，而且轿厢不是在真空中运行，必然会受到气流的干扰，加上轿厢的悬挂方式不一样，几何形状不一样以及载荷在轿厢内的随机变化，因此，负载的重力不可能与曳引绳拉力始终保持在完全垂直的状态，它必然会在水平方向产生分力。这些分力通过导靴与导轨的相互作用产生，在这里，我们把它定义为支反力Fb，导轨的弯曲应力正是由导靴上的支反力Fb引起的。轿厢与对重或平衡重的悬挂情况、轿厢与对重或平衡重的导轨的位置、轿厢中的载荷及其分布是影响支反力的三个重要因素。在计算导轨不同轴上的弯曲应力时，以模型简化计算，并考虑实际的受力情况，作出如下假定：①导轨是跨距为l、柔性支撑的连续梁；②引起弯曲应力的等效力作用在两相邻支撑点的中间；③弯距作用于导轨截面的中性轴上。
一般情况下，导轨只需根据弯曲应力来确定其尺寸和规格。在安全装置作用于导轨的情况下，必须根据弯曲应力和压弯应力确定其尺寸。由垂直作用于截面轴的力而产生的弯曲应力计算公式为：
式（1）（2）中：σm为弯曲应力，N/mm2；Mm为弯矩，N/mm；W为截面抗弯模量，mm3；Fb为在不同载荷组合时导靴作用于导轨的力，N；l为导轨支架的最大间距，mm。
由公式（1）（2）可知，弯曲应力σm与导轨支架的最大间距成正比，与截面抗弯模量W成反比，所以，导轨支架间距越大，导轨上受到的弯曲应力也越大，这也是控制支架间距的实际意义。截面抗弯模量W由导轨材质和型号决定。
用“ω”方法计算压弯应力的公式为：
式（3）（4）中：σk为压弯应力，N/mm2，即MPa；Fk为轿厢作用于一根导轨上的力，N；A为导轨的横截面积，mm2。
式（5）中：k1为冲击系数。
ω值可由两种方法获得，分别是查表法和公式法。查表法只能用于特定抗拉强度的导轨，公式法可用于抗拉强度介于370～520 MPa间的导轨。其他坚固的金属材料的ω值由制造商提供，由公式法可知其物理意义为：
式（6）中：λ为细长比；lk为压弯长度，即两支架之间的距离，mm；i为最小回转半径，mm。
由公式（6）可知，ω值与细长比λ成正比，而细长比λ与lk成正比，所以ω值与lk成正比；压弯应力σk与ω成正比，所以压弯应力σk与支架间距lk成正比，这同样也是控制支架间距的实际意义。弯曲应力和压弯应力的复合计算公式为：
判定或验算所选用的导轨是否合格，就是要保证复合应力σc≤σperm，σperm为许用应力，它的计算公式为：
式（8）中：Rm为抗拉强度，MPa；St为安全系数。
不同的载荷情况和不同材料的导轨，其安全系数不一样。例如由延伸率（A5）大于或等于12%的材料制成的导轨在安全钳动作时，它的St值应取1.8.使用符合JG/T 5072.1要求的导轨，许用应力σperm可使用表1中的规定值。
表1 许用应力规定值
从表1可知，选用抗拉强度为520 MPa的导轨，在安全钳动作时，它的许用应力不超过290 MPa。
综上分析，用户在定购电梯时，需根据用途确定额定载重和额定速度，根据土建条件确定轿厢与对重的悬挂情况和导轨的安装位置。在应力分析中，以上因素都属于弯曲应力和压弯应力构成的复合应力公式中的分子项，与复合应力成正比。截面抗弯模量W和导轨的横截面积A属于分母项，与复合应力成反比，而与导轨的尺寸成正比。所以，导轨尺寸越大，安全装置动作时复合应力越小。但尺寸不能随意加大，因为它涉及到制造成本问题。在材料日趋匮乏的情况下，选择合适尺寸的导轨对节约资源很重要。在应力公式中，我们还看到应力与支架间距成正比，所以，支架装的越多，支架间距越小，所受应力越小，电梯运行就越安全，但相应的安装成本也会越高。
厂家在导轨选型时采用推导的方式，根据Fb和Fk情况，并按l的规定最大值2.5 m，推算可能产生的最大复合应力，并在满足《电梯制造和安装安全规范》（GB 7588—2003）中10.1.1项的条件下选用最合适的导轨。从这个逻辑分析看来，导轨支架间距是前提和条件，导轨尺寸、型号是结果。导轨选型与导轨支架间距的内在联系就是在满足电梯安全使用要求、降低制造成本和降低安装成本这三个因素之间寻求一个最佳的平衡点。当然，在实际情况中，如果l＞2.5 m，也并不是一定不符合，但必须有根据上述分析的计算证明，有关参数还需电梯厂家和导轨制造单位协助提供数据，以供参考。
3 结束语
总之，电梯导轨的安装是整个电梯安装工程中的重中之重。其中，电梯导轨支架是固定导轨的主要部件，在确定导轨选型的前提下，如何合理地确定导轨支架的配置间距对电梯的安全使用具有重要意义。本文研究了电梯导轨安装的技术要点，以减少安全事故的发生，保障电梯安全运行。
