电梯导轨生产技术研究

1、电梯导轨生产技术研究作者:李增键 来源：中国电梯杂志摘要：面对巨大的竞争压力，各电梯导轨生产企业都加大技改投入，以提升工艺、降低生产成本为目的，以物优价嫌的产品来稳定w场，谋求更大 的企业发展空间。在西班牙塞维拉、意大利蒙特费罗和长江润发三大导轨巨头企业的带动下，导轨生产技术水平逐步走向尖端。关键词：电梯导轨行业发展生产工艺关键技术竞争力经过20多年的迅猛发展，中国电梯业己经从80年代2000多台的年产量发展到2007年的21.6力台的年产量，年出口最超过3.1力台，繁荣 的电梯市场同时也孕育着电梯的各种零部件的发展契机，“红花述需绿叶衬”，零部件产业为整机的发展贡献着自己的力量，发挥着重要的

2、作用，其 中在国际上具冇代表性的而且拥冇跨国公司的零部件产业就是电梯导轨生产业。1、电梯导轨行业概述电梯导轨是安装在电梯井道中或楼层之间的两列或多列垂直或倾斜的刚性轨道，保证轿厢和对重装置沿其作上下垂直运动，保证口动扶梯和 动人行道梯级沿其作倾斜或水平运动，为电梯轿用i、对匝装置或梯级提供导向；导轨不但控制电梯轿朗和对重的运行轨迹，而也是轿厢发生意外 超速时紧急制停时坚固的支撑。所以电梯导轨是涉及电梯运行质量和电梯安全的重要部件。（1）电梯导轨在电梯系统中的重耍性分析电梯导轨在电梯运行时为轿厢和对重装置提供导向，还起到安全钳制动时的支撑作用，是电梯系统中的重要部件。下而从电梯的安全性和舒适 度

3、两方面分析导轨的重要性。1）安全性。电梯导轨影响电梯的安全的因索主要是导轨的材质。导轨材质过硬或不均匀（局部过硬），在安钳制动时夹紧将得不到足够的摩 擦力，会造成制动失效，发生轿厢坠落这一电梯事故中戢严重的工况。导轨也要冇足够的强度，以保证安全钳制动时对轿厢及冲击力的支撑。2）舒适度。电梯导轨影响电梯舒适度的因素有以儿个方面：a导轨的连接粘:度：实心导轨的连接粘度是由导轨的端部尺寸及阴阳桦的对称度来保证的，空心导轨及扶梯导轨的连接梢度是由导轨的端部尺 寸及形位公差來保证的，导轨的连接精度直接影响电梯运行的平稳性及舒适度。b导轨导向而粗糙度：导轨导向而粗糙度直接影响到导靴在导向而上能否平滑运行，

4、同时也影响润滑油的储存，从而影响轿厢的运行质量。c导轨的直线度及扭曲度：导轨上任何一点的弯曲及扭曲都会给轿厢一个侧力，影响轿厢上下的直线运动，使轿厢冇晃动感，随着电梯速度提 岛，轿厢会有振动感，从而影响舒适度。（2）电梯导轨的分类及用途电梯导轨分为三大类：实心导轨、对重空心导轨和扶梯导轨。实心导轨是机加工导轨，是山导轨型材经机械加工导向血及连接部位而成，h用途是在电梯运行屮为轿厢的运行提供导向，小观格的实心导轨 也用于对重导向。实心导轨规格很多,按每米重量可分为:8k、13k. 18k、24k、30k等,按导轨底板宽度可分为t50、t70、t75、t78、t82、 t89、t90、t114.1

5、27、t140 等。随着人们对电梯舒适度要求的提高及电梯速度的提高，高楷度导轨是导轨生产的发展方向，高梢度导轨是在普通导轨的基础上提高各方血的梢 度，比如导向面尺寸公差、导轨高度公差、權槽对称度公差都山原來的0.1mm变为0.05mm,并增加了多项端部形位公差要求并提高了导轨直线 度、扭曲度要求。窩精度导轨是使用在窩速电梯上的导轨，不但箱度要窩于普通导轨，而且还在工艺上消除导轨潜在的弯曲及扭曲变形因索，比如 在导向面加工前对导轨型材进行充分的时效处理，以降低导轨型材内的残余应力，在加工端部尺寸前及精校前再次进行充分的时效处理，充分释放 内应力，以降低在导轨安装之后应力引起的导轨弯形。对重空心导

6、轨是冷弯轧制导轨，是由卷板材经过多道孔型模具冷弯成型，主耍川于电梯运行中为对重提供导向o空心导轨按每米重量可分为 tk3、tk5,按导轨端面形状可分为直边和翻边，即tk5和tk5a。扶梯导轨是冷弯轧制导轨，主要用于自动扶梯和自动人行道的梯级的支承利导向。每个自动扶梯金业都根据自己的设计需要使用各种截血形状 的扶梯导轨，即都使用自己的扶梯导轨标准。（3）电梯导轨生产技术的演变过程肚界上第一台貞-正意义上的电梯是1852年由美国的奥的斯先生发明的，它是带有安全装置的升降机，那时只有一种导轨。在国外，随着电梯 技术的不断改进和广泛运用，电梯导轨也发生了巨大变化，并逐渐拓展到空心导轨、扶梯导轨等系列产

7、品。我国的电梯导轨生产相对滞后，从1907年第一台电梯安装开始，一直采用国外进口，直到上世纪七十年代中后期，国内才有真正意义上的电梯导轨专业加工。到了 80年代末，国内电梯行业发展迅猛，但那时的实心导轨生产技术很落后，如龙门刨是改造的，用的是笨重的老式刀盒，没 有液压抬刀系统，用的是人工抬刀，端部加工机床全部是旧机床改造的，全部是手工操作，矫直矫扭是用普能的压力机代替。80年代末长江润发机械股份有限公司创始人郁全和等艰辛试验，成功研制出了国内第一根合格的空心导轨，后来用同样的轧制技术拓展到扶 梯导轨的生产。随着导轨产业的不断发展，逐步有了专用设备，加工工艺也在不断的改进，从普通龙刨发展到数控龙

8、刨，再到后來的三面铳及高速拉床，端部 加工技术也发展到了数控全自动线；涂漆技术也发展到了全自动喷漆。（4）电梯导轨行业发展情况在世界电梯导轨市场上,西班才塞维拉、意大利蒙特费罗和长江润发（以下简称“长江润发）三足鼎立，其中西班才塞维拉的导轨年产量在27 万吨左右；意大利蒙特费罗的导轨年产量在22 jj吨左右；长江润发通过近期的整体搬迁及扩建改造，目前已形成了年产10 7;吨的生产规模。目 前除了这三家规模较大的企业外，另外还有申菱、屮豪、亿鑫等较小规模的电梯导轨生产企业。电梯导轨产业正处在一个良性发展阶段，今后的电 梯导轨市场将逐步向高粘度、高速电梯导轨的方向发展，这也给电梯导轨产业的发展带來

9、了机遇。2、影响电梯导轨品质的因素分析影响电梯实心导轨品质的因素是多方而的，主要的技术要索有：导轨原材料（材质、型材及内应力）、导向面粗糙度、阳樺和阴樺对称度、导 轨直线度和扭曲度等。而影响空心导轨、扶梯导轨品质的因索主要有导轨原材料（板材材质、板材平面度）、导轨截面形位公差、镀锌质量等。（1）导轨原材料导轨材质是涉及电梯安全的因索。在冶金行业标准yb/t157-1999电梯导轨用热轧型钢中规定：“钢的牌号为q235a，根据需方婆求，也 可采用q255a及其它牌号”。导轨材质是涉及到电梯运行的安全项，既要求导轨要冇足够的强度，乂要求导轨材质不能过硬。足够的强度可以保证 安全钳在电梯超速瞬间制停

10、时有坚固的支撐，导轨材质过硬或不均匀局部过硬，夹紧瞬时将得不到足够摩擦力，会造成制动失效。导轨型材的尺寸与形位梏度，将直接影响机加工后的导轨质量，导轨型材的加工余量会影响机加工刀具的使川寿命和加工后导轨的粗糙度，形 位精度也会影响导轨脖颈的对称度和导轨的垂直度，所以要提高导轨型材直线度与扭曲度，并且还要把底面屮间轧成内这样提高了机 加工钮削的安装基准与电梯导轨在井道支架上安装稳定与可靠性。导轨型材的内应力是影响导轨机械加工后变形的主要因素，尤其是导向而加工时导轨内的残余内应力使导轨在长度方向上发生严重弯曲和扭 曲，即使经过粘校后导轨的直线度和扭曲度当时能达到要求，但导轨成品放置一段时间后，由于

11、导轨内的残余内应力存在，导轨直线度和扭曲度可 能还会发生反弹，消除或降低导轨内的残余内应力是解决导轨直线度和扭曲度反弹的最根本的办法。以前各电梯导轨企业最常川的-种去应力的方 法是自然时效处理，即把导轨型材放在一个露天场地上几个月以上，然后再去除表面的锈后再进行机械加工,这样方法可去除导轨内大部分的残余 应力，有效的降低了导轨的变形。但是目前山于导轨生产企业的日产量较窩，这样的时效处理要求有足够的库存，不但不利于资金的周转，而且面 对起伏不定的钢材价格，大量的库存必然会冒很大的风险。所以当前这种情况下寻找一种高效的去除应力的方法还是当务z急。空心导轨的原材料在jg/t 5072.3-1996电

12、梯对巫用空心导轨标准中规处：空心导轨宜采用冷轧优质钢板，抗拉强度不应小丁 370mpa。 但目前各导轨企业普遍使川的是牌号为sphc或ss400的热轧卷板，再经过镀锌后同样也能满足要求。扶梯导轨的原材料一般根据用户耍求，多 采用sphc、ss400或spcc材料。板材的平面度将宜接彩响导轨工作面的平面度和导轨的宜线度，所以对卷板材的平面度也有很高的要求。（2）导向而粗糙度导轨表面粗糙度在导轨技术参数中也是非常重要的，是关系到导靴在导轨上运行质暈的一个重要的因素。现行标准要求机加丄导轨导向血上纵 向的粗糙度ra<1.6pm,横向为1.6<ra<6.3pm,其主耍h的是使导轨表而

13、能挂上润滑油，能起到防锈作用且与导靴间能保持汕膜润滑，而且也有 利于安全钳制停。目前我国导轨生产企业对导轨导向面的加工方法大部分都是龙刨刨削，如果刀具材料与前后角选择正确，进刀量选择合适，加工 过程屮就不会引起积屑瘤，导向面粗糙度就能达到标准要求。h前还有的导轨生产企业使用了三面铳和三面磨的工艺，也能达到粗糙度要求。也有 更先进的加工方法，就是使用高速拉床，采用强力宽刀刃拉削加工工艺，能获得ra1.2以上表面粗糙度，由于日前普通电梯轿厢上大部分用的述 是滑动导靴，要求导向而上要储存一定的润滑油，这就要求导向面横向上要冇一定的粗糙度，所以后两种加工方法所得的表面粗糙度一些电梯客户 还不能接受。但

14、随着高速电梯的普及和滚动导靴的使用，这种磨削或拉削获得粗糙度的导轨会被越来越多的电梯用户认可。（3）阳桦和阴桦对称度我国现行标准等同于国际标准，均规定權槽对称度为0.10mm,高精度导轨楝槽的对称度要求为0.03mm,桦槽的尺寸公差与对称度偏差将直 接影响到导轨接头处的连接粘度，将故终影响导轨的运行质量。当前的主要的加工设备是阳桦、阴桦专用铳床，对于0.05mm_0.1mm的粘:度， 只要设备夹具精度达标，一般能达到该精度要求，而对于0.03mm的精度，必须首先在前道工序控制导轨导向的尺寸精度，再采用高精度端部加 工专用设备，同样也能达到此要求。（4）导轨直线度与扭曲度导轨直线度与扭曲度是直接

15、影响电梯运行平稳性,该將度除了导轨型材质量外,还与导轨的内应力及机加工时装夹平台定位而将度与操作工艺 有很大关系。导轨型材的弯曲和扭曲会最终导致加工后导轨的弯曲和扭曲;导轨加工后的应力释放是导致导轨弯曲和扭曲的一个重要的因素;平台 定位面楷度是容易发现与纠正的，可以通过测量导轨后进行纠正。然而不规则的偏差常常与操作人员不良习惯有关，比如装夹导轨时铁屑没淸理干 净，对刀时用铁锤敲打调正等都会造成加工后的导轨的变形。加工后再对导轨进行粘校会有效的提高导轨的直线度和扭曲度。空心导轨及扶梯导轨的直线度利扭曲度是在轧机上保证的，可通过调整最后一 道校正模具的位置和角度來调正导轨的弯曲和扭曲。（5）空心导

16、轨及扶梯导轨的截面形位公差导轨的截面形位公差决定着空心导轨及扶梯导轨的连接楷度，也直接影响若对重框及梯级运行的平稳性。导轨的截血形位公差是由轧制模具保 证的，可通过修模和调模來调正偏差。3、生产工艺介绍（1）空心导轨生产工艺：空心导轨的生产工艺中，关键的工序是轧制（即冷弯），但在轧制z前有-项必不可少的准备工作装模。安装空心导轨专用滚压模具，从 第-道模具至最后一道模具纵向直线度总偏差不能超过0.2mm,每道模具的横向水平偏差不能超过0.05mm.模具装好后，卷板进入滚压模貝组, 经过多道模具逐步冷弯成形到所需形状尺寸。从滚压机组出來的导轨进入帶定尺的跟踪切割机进行锯长，一般导轨长度是5000

17、±3mmo下一步是 在装有空心导轨冲孔模具的冲床上加工导轨两端的连接孔。冲孔时首先去除切割时的毛刺，然后用量规测量两端导向尺寸，并矫正切割变形。冲孔 后外协镀锌。镀锌z后根据客户要求进行包装或聚氨脂发泡后包装，但包装z前要矫扭矫直，达到图纸要求。生产工艺流程如下：板材开剪（外i办）一轧制一锯长一冲孔（去毛刺）一镀锌（外协）- （发泡）一矫扭矫直一包装（2）扶梯导轨生产工艺：扶梯导轨生产工艺和空心导轨基本相同，只是每个型号的扶梯导轨都有专用模具。生产工艺流程如下：板材开剪（外协）一轧制一锯长一 （碰焊）一镀锌（外协）一矫扭矫直一包装（3）实心导轨生产工艺：实心导轨的生产主要是金屈切削加

18、工，首先是去除型材内的残余应力，一般采用自然时效处理。自然时效处理后型材表面会有-层锈，所以下 一步要川喷丸机进行型材除锈。导向面加工设备对型材的直线度和扭曲度有一定的要求，所以在导向面加工前要先对导轨进行粗矫。然后放在导轨 专用龙门刨床、铳床或高速拉床上进行导向面加工。下一步再以加工合格的导向面为定位基准加工导轨两端部，包括大背面铳削、阴阳樺加工、钻 孔、镌孔。然后进行箱矫并检测，合格后根据客户要求涂漆、包装。生产工艺流程如下：型材堆放（时效处理）一型材除锈一粗整（矫直、矫扭）一导向而加工（创加工、三面铳三面磨加工、高速拉削加工）一端部加丄（大 背而铳削一阳樺加工一阴樺加工一钻孔一注忽孔）一

19、粘整（矫直、矫扭）一涂漆（淸洗一非加工面涂漆一加工而涂防锈汕一导向而贴膜 一两端装保护套）一包装4、电梯导轨关键生产技术在电梯导轨的生产中关键技术主要有：空心导轨的轧制、扶梯导轨的轧制、实心导轨的导向面加工、端部加工、椿校。下面逐一介绍：（1）空心导轨和扶梯导轨的生产中轧制工序是最具冇技术含屋的，是由卷板经过多道孔型模具滚压轧制而成，每一道模具都冇上模、下模、 侧模组成，导轨的端面形状、尺寸、垂直度、直线度、扭曲度等都是由设计耕确的模具及富有经验的操作工人来保证，能耕通轧制技术并能熟练、 准确的进行产品调试的作业人员在国内并不多,能准确的进行滚压模具设计的专业人员更是少之乂少。目前在实心导轨小

20、厂遍地开花的情况下空心 导轨、扶梯导轨一直没有能象实心导轨那样快速发展的原因就是他们一直不能攻克此方面的技术。（2）实心导轨的导轨面加工方袪日前有三种：创加工、三面铳+三面磨、高速拉削加工。日前各导轨生产企业最普遍的加工方法是创加工， 即使用龙门创床、专用刀盒、液压夹具，每次装夹4/2支导轨，刀盒内装冇粗创刀和精创刀，这其中冇个技术难点，就是粗刀和精刀的儿何角度 的选择，只有合理的刀具角度再加上合适的进刀量，刨出的表面才能达到粗糙度要求，如果刀具介度不合理，加工时出现了积丿冯瘤，或烧刀或崩刃， 都会造成加工农面的粗糙甚至导轨的报废。传统的龙门刨床是顶面和侧面分开刨的，这样刨加工一车（8支，以t

21、89为例）需要50分钟到60分 钟时间。长江润发与上海某机床厂合作研发了复合式龙门刨床，即顶面和两侧面一起刨，这样效率提高了很多，每一车只需要3040分钟。目前导轨导向面的加工方法还有一种方法是两侧面一顶面三面铳加工，然后再经三而磨加工（专用砂带磨），经过磨加工后导轨导向而粗糙度 能达到ra1.6以下。当前导轨导向而加工中最先进的方法就是薛速拉削加工。使用现在最新设计的电梯导轨专用高速拉床，釆用强力宽刀刃拉削加工工艺，一次性从导轨型材直接加工到所需尺寸，并能获得ra1.2以下的粗糙度。在加工效率方面也有了大幅提升，以t89为例，加工一-支导轨（包括上下料） 的时间只用1.5分钟，这也是导轨加工

22、技术的一次重人改进。冃前使用这种拉削工艺的有两家，一是首钢塞维拉，二是张家港长江润发长江润发。 首钢塞维拉的工艺是先在刨床上粗刨之后再到拉床上拉削，而长江润发的高速拉床是从型材直接拉削，而且有全动的矫直、矫扭机与之相配套。（3）实心导轨端部加工也是导轨加工的关键技术，它分为以下儿步：连接底平面铳削、阳桦诜加工、阴桦诜加工、钻孔、镌孔。普通糊匪的 导轨高度公差为0.1mm,阳橢、阴橢对称度公差为0.1 mm，普通的专用设备基本都能达到要求，但对于高精度导轨，高度公差为0.05 mm,对称 度公差为0.03-0.05 mm,而且述冇端侧乖直度、端顶乖直度等要求，普通粘度的机床和夹具就很难保证,这需

23、要高粘:度数控加工设备才能实现。（4）导轨精校在导轨加工中非常重耍，包括校正直线度和校正扭曲度，因为导轨的直线度和扭曲度关系着电梯轿厢的运行质暈，所以精校是 必不可少且具有一定难度的工序。目前国内的导轨生产企业多采用人工校正法，即采用专用液压机，工人用h测的方法，有弯曲的部位采用三点顶 压法，通过反复校正也能达到要求，但这种校正效果多取决操作工的经验和熟练程度，稳定性差。国外的企业如塞维拉釆川的是口动校正、检测设 备，这种方法不受人的因素的影响，效果稳定。5、导轨行业耒來发展趋势、技术创新方向随着建筑的高层化和电梯基础技术的发展，电梯运行速度逐渐向高速化发展，目前世界电梯的最高速已达12.5m

24、/s,这是电梯未來的发展趋势 z：高速电梯。对于高度在20层以下的民川建筑，-般在建筑物的顶层之上除电梯机房外没有其他附属设备和建筑房间，去掉机房对降低建筑总高度、保持 整体造型、节省建筑成本也是很有意义的，这是电梯未來的发展趋势之二：无机房电梯。当今世界清晰的认识到生存与发展的关系。不环保就无法生存，没有生存就谈不上发展，电梯未來的发展趋势z三是：环保节能电梯。其中高速电梯和无机房电梯对电梯导轨捉出了更高的要求，需要导轨生产企业要开发与z和匹配的高精度导轨和无机房导轨。高精度导轨对导 轨的各尺寸耕度、导轨直线度及扭曲度、导轨内应力等各方面都有更薛的要求,表现在（4）导轨导向宽度及高度的公差会

25、影响端部连接耕度,直 接影响轿厢运行质量；（2）导轨直线度和扭|h|度偏低会使轿厢在高速运行中产生振动；（3）导轨的内应力会使导轨在安装之后产生变形从而影 响电梯运行质量。所以高精度导轨不但要在尺寸方面达到高精度，而且在工艺方面，它要求导轨在导向面加工前、导向面加工后、精校前都要经过 充分的时效处理，去除内应力，消除导轨在安装z后变形的隐患，以保证电梯在髙速运行屮的平稳性。日前高粘度导轨的尺寸要求在比较先进的导 轨生产企业已经可以达到，但对于彻底去除应力的技术还冇待攻克。因为无机房电梯的曳引机是安装在导轨上，所以对无机房导轨比普通导轨提出了更高的强度耍求，同时在生产工艺上也比普通导轨复杂，主耍

26、 是焊接加强板、加工曳引机安装孔等比较复杂。所以随着高速电梯和无机房电梯的发展，随着人们环保、节能意识的提高，开发高精度导轨、无机房导轨、小规格导轨可能会成为电梯导轨产 业的新的技术创新点。6、行业主要企业竞争力分析h前电梯导轨行业是国际上塞维拉、蒙特费罗、长江润发三足鼎立，国内20余家小型导轨厂并存的竞争格局。（1）西班才塞维拉西班牙塞维拉集团是全球电梯导轨领先者,拥有导轨自动校直、校扭机、高速拉床、导轨自动喷漆线等导轨生产行业较先进的生产设备,在国 内已有四家合资导轨厂，包括首钢塞维拉、上吴塞维拉、天津塞维拉、广州塞维拉。塞维拉年产各种电梯导轨27万吨左右，在全球导轨市场的占 冇率在38%左右。（2）意大利蒙特费罗意大利蒙特费罗集团拥有高楷度数控龙门刨床以及意大利进口导轨动校直线、直线度口动检测机、口动涂漆与贴膜线、高耕度数控铳床等先 进专用设备300余台，配以强大的质量管理和技术管理团队，形成了雄厚的产能实力，在国内也拥有四家导轨厂，包括杭州三杭蒙特费罗、河北 蒙特费罗、苏州欣科、上海西张春光。蒙特