エレベーターの伝動システムにおいて、トラクションホイールはワイヤロープの中核的な荷重部品であり、その溝の精度、同軸度、表面粗さは、エレベーター運転のスムーズさと安全性、寿命に直接影響します(国家基準では、トラクションホイールの使用寿命を10年/200万回の起動・停止以上とすることが要求されています)。ある国内大手エレベーター製造メーカーはかつて、トラクションホイールの加工でボトルネックに直面していました。Φ800~1200mmの中球状黒鉛鋳鉄(QT600-3)製トラクションホイールの場合、従来の加工では「横型旋盤による荒削り→立形フライス盤によるロープ溝切削→研削盤による仕上げ研削」という3工程が必要で、単一部品の加工サイクルが最大45分もかかっていました。複数回のチャッキングにより、内径穴とロープ溝間の同軸度誤差が頻繁に0.1mmを超え、ワイヤロープの偏摩耗率が12%に達していました。同時に、ロープ溝表面の加工精度が不十分(公差が0.08mmを超える)ため、エレベーター運転中に低周波異常騒音が発生しやすくなり、アフターサービスでの苦情率は機械的故障の35%を占めていました。
エレベーターの伝動システムで、 トラクションホイールは鋼線ロープの中心的な荷重支持部品であり、その溝の精度、同軸度、表面粗さはエレベーター運転の滑らかさと安全性、耐用年数に直接影響します(国家基準ではトラクションホイールの耐用年数を少なくとも10年/200万回の起動・停止以上と規定しています)。ある国内大手エレベーター製造メーカーはかつて、トラクションホイールの加工においてボトルネックに直面していました。Φ800~1200mmの球状黒鉛鋳鉄(QT600-3)製トラクションホイールの場合、従来の加工法では「横型旋盤による荒削り→立形フライス盤によるロープ溝の切削→研削盤による仕上げ研削」という3工程が必要で、1個あたりの加工時間は最大45分にも達していました。複数回のチャッキングが必要なため、内径とロープ溝間の同軸度誤差が頻繁に0.1mmを超え、ワイヤロープの偏摩耗率が12%に達していました。同時に、ロープ溝表面の加工精度が不十分(公差が0.08mmを超える)なため、エレベーター運転中に低周波異常騒音が発生しやすくなっていました。アフターサービスでの苦情率は機械的故障の35%を占めていました。
特殊治具
技術革新の面では、牽引車輪加工における「工程統合」でブレークスルーを達成しています。21インチの大径チャック(締付力80kN)、8ステーションの電動ツールタワー(ツール交換時間1.8秒)、専用のロープ溝成形工具ホルダーを一体化した設備により、牽引車輪の内径穴加工(公差H7)、外周(公差IT6)、端面、および6~8本のロープ溝(溝形状はU/V、溝深さ公差±0.02mm)を一工程で完結できます。ロープ溝の曲面形成が困難な点に対しては、「分割CNCインタポレーション」プロセスを採用しています。円周あたり1,000点の表面データを収集することで、ロープ溝の母線直線度を安定して0.015mm/m以内に制御しています。また、異なる荷重(1,000kg~3,000kg)のエレベーターに応じた牽引車輪の仕様差に対応するため、設備には20種類の工程パラメータテンプレートを搭載しており、従来の2.5時間から20分へのトランジットタイム短縮を実現しています。
実施結果はエレベーター業界の厳しい基準に大きく合致しています。単品の加工サイクルは45分から28分に短縮され、日産能力は120セットから210セットに向上しました。トラクションホイールの内径とロープグローブ間の同軸度は安定して≤0.05mmに制御されており、ロープグローブの公差は≤0.03mm、表面粗さはRa0.6μmに達しており、GB/T 13435-2008「エレベータートラクションマシン」規格の要求を完全に満たしています。ワイヤロープの偏心摩耗率は12%から1.5%に低下し、エレベーター運転時の異常騒音に関する苦情件数は90%減少、アフターサービスのメンテナンスコストも40%削減されました。装置に搭載されたインテリジェントモニタリングモジュールにより、スピンドル負荷(精度±1%)や切削温度(分解能0.1℃)などの主要データをリアルタイムで収集できます。工具摩耗予測アルゴリズムと組み合わせることで、工具寿命は35%延長され、設備の総合稼働率は78%から92%に向上、年間停止時間は420時間短縮されました。
VTC60により、当社はトラクションホイールの『精度と安全性』という二重の保証を実現しました。」同社の生産責任者は、「当社のトラクションホイールは、厳しいEU EN 81-1:2020認証を通過しただけでなく、超高層エレベーター(100階以上)の伝動安定性に対する究極の要求にも応えているため、高付加価値海外市場への進出に向けた基盤を築くことができました。」この事例は、CNC立形旋盤が「剛性構造+精密な形状制御+プロセス統合」の深層的連携を通じて、エレベータートラクションホイール製造分野における「安全精度ボトルネック」の突破を可能にするキーデバイスとなったことを裏付けています。