淺談電梯平衡系數(shù)的檢驗

陳航 吳曉軍 陳治理 練萍

摘?要：隨著社會的不斷發(fā)展，電梯業(yè)正處于快速發(fā)展階段，因此電梯的質量安全也普遍受到人們的關注，所以電梯的檢驗成為相關部門工作的重中之重！電梯平衡系數(shù)是電梯監(jiān)督檢驗中較為特殊的一個檢測項目，而其對于電梯檢驗人員來說往往是一個生疏又熟悉的參數(shù)。說它熟悉是因為大家都知道曳引式電梯對重的配置都有一個“平衡系數(shù)”，都知道國家標準中有規(guī)定“平衡系數(shù)應在40%?～50%的范圍內(nèi)”，說它生疏是因為到底平衡系數(shù)在電梯上起什么作用？其取值大小將影響什么？應如何取值最為合適？以及到底如何測定才是準確的？許多電梯安裝、檢驗人員并不清楚?。

關鍵詞：電梯平衡系數(shù)檢驗

現(xiàn)時，各地特種設備檢驗檢測機構在對電梯進行驗收檢驗時，最費時，也最費人力、物力的，便是檢測電梯的平衡系數(shù)。按檢驗規(guī)定：必須在轎廂分別承載0、25%、40%、50%、75%、100%、110%額定載荷下，測定電梯運行的載荷—電流曲線，取其上、下行曲線的交匯點的載荷系數(shù)，便是該梯的平衡系數(shù)，交匯點在40%?～50%范圍內(nèi)為合格。為了測定這一參數(shù)，除了兩名檢驗人員，還需要多名來回搬運法碼的工人。由于影響試驗的因素太多，其結果是否可信尚且不說，即便測試結果在40%～50%的范圍之內(nèi)，一定合格嗎？若是超出此范圍，為什么就不合格呢？“平衡系數(shù)”的意義是什么？對電梯有什么影響？不知其所以然，測定“平衡系數(shù)”就失去了意義。

1.平衡系數(shù)的意義

電梯的驅動有多種方式，主要有強制式驅動、液壓式動、曳引式驅動等，而曳引式驅動是當前電梯業(yè)中應用最為廣泛的驅動方式。平衡系數(shù)作為電梯整體設計的最重要的參數(shù)之一，是曳引式驅動電梯的一個很重要的性能指標。所以平衡系數(shù)的檢測是電梯監(jiān)督檢驗中一項很重要的功能試驗項目。要正確理解平衡系數(shù)的含義，就必須先掌握曳引式驅動電梯的工作原理.

曳引電梯工作原理：曳引式電梯就是一種載人或重物沿軌道升降的起重設備。曳引式電梯由安裝在機房的電動機、減速箱、制動器等組成的曳引機作為動力裝置，鋼絲繩通過曳引輪一端連接轎廂，另一端連接對重裝置。轎廂與對重裝置的重力使曳引鋼絲繩壓緊在曳引輪的繩槽內(nèi)，電動機轉動時由曳引輪繩槽與曳引鋼絲繩之間產(chǎn)生的摩擦力，帶動鋼絲繩使轎廂和對重作相對運動，轎廂在井道內(nèi)沿導軌上下運動，將人或重物運送到相應的層站。

（1）電動機?（2）制動器?（3）減速器?（4）曳引鋼絲繩

（5）導向輪?（6）繩頭組合?（7）轎廂?（8）對重

由以上工作原理可知，在電梯運行過程中，對重裝置通過對重導靴在對重導軌上滑行，起平

衡作用。對重裝置是曳引驅動不可缺少的部分，用來平衡轎廂的重量和部分載荷重量，減少了電動機的功率損耗。

對重的總質量一般由下式?jīng)Q定：W=P+?KQ?h（1）

式中：W――對重重量

P――?轎廂自重

K――?電梯平衡系數(shù)

Q?h――電梯額定載重量

由公式（1）可以看出：平衡系數(shù)K?的實質就是設計配置對重質量的大小，它的取值大小直接影響對重質量和電梯的不平衡載荷。如果設電梯運行時轎廂實際載荷為Q，此時不平衡載荷△T可表示為：△T=（P+Q）-（P+K?Q?h）=Q-KQ?h?（2）

由以上可知，電梯平衡系數(shù)K?是為了平衡部分轎廂重量而設置的對重與轎廂的額定載荷之間的比值。其表達式為：K=（W-P）/Q?h（3）

因此，電梯平衡系數(shù)的作用就是不僅決定了對重質量的大小，也決定了最大不平衡載荷的大小。

2.平衡系數(shù)K值的意義

由以上分析可知，如果始終能使△T=0，即Q=KQ?h（或?W=P+Q），是最理想的曳引狀態(tài)，但是轎廂實際載荷Q是一個變量，而且變化是隨機的，可能是空載（Q=0）到滿載（Q=Q?h）范圍內(nèi)的任意值，所以K無論取何值平衡都是相對的，不平衡卻是絕對的。這樣只能選擇一個合適的K值，使△T在多數(shù)情況下盡可能地小。國家標準GB/T10058―2009《電梯技術條件》3.3.8規(guī)定：曳引電梯的平衡系數(shù)K值應在0.4～0.5范圍內(nèi)。國標這個推薦取值不能理解為電梯的K只有在這個范圍內(nèi)才合格，只是絕大多數(shù)電梯取這個值是合適的，并非絕對的值。這可能也是考慮到乘客電梯在實際運行中輕載運行機率更大，這樣也會使對重偏小些，對空載時防止曳引失效更有利如果假設設計時取K=0.5，則滿載時不平衡載荷為（1―K）Q?h=0.5Qh，空載時不平衡載荷也是0.5Qh（只是由不平衡載荷產(chǎn)生的不平衡力的方向在空載和滿載時相反），如果考慮到電梯要做125%Qh靜載試驗，則此時最大靜不平衡載荷為（1.25-K）Q?h=0.75?Q?h。電梯運行或靜載試驗中最大不平衡載荷所產(chǎn)生的最大不平衡力，就是電梯曳引機所要提供的最小曳引力。

2.1?平衡系數(shù)K的取值

從以上式（1）可以看出，只有當?Q?=?KQH?時系統(tǒng)才處于平衡，因此，不論K取何值，平衡只是相對的，而不平衡是絕對的。我們只能希望系統(tǒng)盡可能地接近平衡。一種簡單的辦法便是取轎廂載荷變化的平均值。因為轎廂載荷的變化為：0～100%，因此取K=50%?左右都是合理的，很難說取多少更好些。電梯在出廠時并不完全了解實際運行使用時載荷的情況，要想真正達到比較理想的平衡，應該在電梯實際運行使用中，實際測定日常運行載荷的變化。比如，目前大量的住宅電梯其實際的載荷變化基本在?0～60%，極少出現(xiàn)滿載的情況，因此取?K?=?30%～40%?應該更為合適。現(xiàn)在一般的乘客電梯在載荷超過80%時就進入直駛狀態(tài)，因此真正滿載的時候也較少，因此取平衡系數(shù)K?=40%～50%?為合適。相反，一些載貨電梯，由于轎廂超面積，其載荷變化會在0～105%，因此平衡系數(shù)取?K≥50%?應該更為合適。必須指出，這里說K的取值是指電梯設計時對平衡系數(shù)K的取值，稱為設計值，絕不是電梯安裝時或使用后隨意配置的K值。

3.檢測平衡系數(shù)K

電梯平衡系數(shù)的檢驗方法有很多，如手動盤車法、直接稱重法、無載荷法、電流法等，任何一種方法都有利也有弊。但無論用任何一種方法，都要在真正理解K?的基礎上進行，才能得出正確合理的檢測結果。TSG?T7001～2009《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則》（非正式稿）對K的檢驗要求：曳引電梯的平衡系數(shù)應在0.4～0.5之間，或者符合制造單位的設計值。檢驗方法：轎廂分別空載、裝載額定載重量的25%、40%、50%、75%、100%、110%作上下全程運行，當轎廂和對重運行到同一水平位置時，記錄電動機的電流值，繪制電流-負荷曲線以上、下行運行曲線的交點確定平衡系數(shù)。以電動機電源輸入端為電流檢測點。

作為檢驗人員對檢規(guī)的這個要求有的并沒真正理解，對所有需檢電梯都按以上方法做試驗，

如果檢測得出K=0.4～0.5，則合格，反之為不合格。GB7588―2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》附錄D：應檢查平衡系數(shù)是否如安裝者所說，這種檢查可通過電流檢測并結合：速度測量（用于交流電動機）或電壓測量（用于直流電動機）。這里已經(jīng)說得非常明確，作為檢驗人員，在檢測之前，首先要做的是了解所要檢測的電梯的平衡系數(shù)設計值是多少，其次是“檢查是否如安裝者所說”（這里應注意，并不是說是否在0.4～0.5之間），最后才是使用正確的檢測方法，保證平衡系數(shù)測試的正確性和準確性。

對經(jīng)二次裝潢過的電梯是否可以按以上方法做K的試驗？實踐證明，二次裝潢過的電梯按常規(guī)方法做K的試驗已無意義。二次裝潢后檢測K相當于建立了以下數(shù)學模型：裝潢后轎廂自重增加，如果設因裝潢增加質量為M，這時轎廂自重變?yōu)镻+M，則：K=（W-P-M）/?Q?h?（4）

式（4）和式（3）比較，顯然由式（4）計算出來的K值變小了。實際檢測的結果也是和計算的結果是一致的，得出所謂的K值變小了。并且這個值很容易低于0.4，如果由此得出結論說電梯平衡系數(shù)不合格，就不符合K的本意了。這樣檢測出的K已經(jīng)不是平衡系數(shù)了，因為檢驗的前提已經(jīng)錯了。K值是個設計值，一經(jīng)選定，不再隨外界條件的改變而改變。經(jīng)二次裝潢過的電梯，除非知道了裝潢后增加的質量M，在操作時將M當作轎廂載荷予以考慮，否則將不能準確測量出K。有的安裝單位、維保單位等對經(jīng)二次裝潢過的電梯用增加對重的方法來使平衡系數(shù)達到原來的值，這種做法非常不妥。這樣的后果是直接地增加了轎廂和對重系統(tǒng)的總質量，增加了電梯的負擔，使原設計的安全系數(shù)得不到保障，增加了安全陷患。

4.結束語

作為一名電梯檢驗的工作者，我們要做到對我們正在檢測的項目，不僅要知其然，更要知其所以然，這樣才不至于只浮于表面。要善于對所測得的數(shù)據(jù)進行分析、總結與歸納，得出準確、正確的檢測結果。

參考文獻：

[1]TSG?T?7001―2009，電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則[S].

[2]GB/T?10058―2009，電梯技術條件[S].

[3]GB7588-2003，電梯制造與安裝安全規(guī)范[S].