電梯平衡系數的檢測方法分析

邢建

摘 要：電梯平衡系數是電梯重要特性參數，平衡系數取值是否合理直接影響電梯的安全性和舒適性。在實際使用中，由于裝修等原因會導致轎廂或對重的重量出現變化，使電梯平衡系數過小或過大都會影響電梯的使用安全。基于此，文中筆者根據多年工作經驗就電梯平衡系數的檢測方法進行簡要闡述。

關鍵詞：電梯；平衡系數；檢測方法；

據國家質檢總局統計，截至2017年底，全國在用電梯數量732.69萬臺，已成為人民群眾生活中不可或缺的日用工具。電梯平衡系數是電梯重要特性參數，平衡系數取值是否合理直接影響電梯的安全性和舒適性。因此，電梯平衡系數的測量極其重要，將直接關系到電梯運行時的人員及設備安全問題，也涉及到一個電梯的節能環保效益。近年來，人們給予電梯平衡系數的檢測以廣泛關注，許多人員也付出巨大努力，然而，在平衡系數的設定方面仍然存有較大的盲目性，當前的檢測方法也存在著一些不可忽視的缺點。為了能夠更快捷、更精準地檢測電梯平衡系數，降低勞動強度，了解目前的檢測方法、尋找新的檢測方法具有舉足輕重的意義。

一、電梯平衡系數的簡單概述

1.電梯的平衡系統

對于一架符合標準的電梯來說，平衡系統的設置檢測及操作運行都是至關重要的。實際上，電梯的平衡系統的原理比較容易理解，也就是使對重載荷量同轎廂能夠達到相對平衡的狀態，確保轎廂與對重間的重量差在電梯工作過程中始終可以保持在一個具體限度之內，促進電梯的曳引、傳動等操控都安全、平穩地運行。一般來說，電梯的平衡系統是由兩大部分組成的，分別是對重裝置及重量補償裝置。

2.電梯的平衡系數

實踐證明，要想實現電梯平衡系統的有效運行是具有很大難度的，因為載荷量始終在發生變化，而配重則是個定量，所以配重和轎廂和載荷在任何時候都相等的狀態無法實現。為了應對這種情況，我們必須要選擇一個適當的配重，使電梯的運行基本上接近于理想的平衡狀態，這樣就引入了電梯平衡系數的概念。所謂平衡系數，指的是曳引電梯對重總重量和轎廂自重的差值與額定載荷的相對比值，是保證電梯正常操作、平穩運行的重要性能指標。在計算電梯的平衡系數時，有明確的數學表達公式，即k=（w-P）/Q，其中的：P是指轎廂本身的自重，w代表對重的重量，Q則是指轎廂的額定載荷量，K就是我們所說的“平衡系數”。從這一表達公式上可以看出，平衡系數是一個綜合性、整體性的參數，絕對不能單獨從某一方面片面地去設立平衡系數。對于電梯的平衡系數，我們國家有明確的相關標準規定，各類電梯的平衡系數應在0.4-0.5的范圍之內，平衡系數在電梯制動減速度、提升高度等具體條件下可以在國家標準規定的0.4以下。

3.電梯平衡系數的影響

作為電梯最重要的性能指標，電梯的平衡系數無疑會對電梯的整體構造及系統運行產生一系列嚴重的影響。其中比較明顯的是對選用的主機所帶電動機的功率的影響，因為平衡系數的差異會關系到平衡系統兩邊的重量差值，從而就影響了電機在電梯運行時所消耗的能量，簡單來說，就是影響電機的功率k的取值，該值越大，兩邊的重量差值越小，電機的功率就會越小；與之相反，k的取值越小，電機的功率自然越大。平衡系數還會直接影響到整個電梯平衡系統的總重量，比如會影響到鋼絲繩、齒輪槽、繩槽、安全鉗、緩沖儀等具體部件的規格尺寸，以及受慣性的影響會改變電梯運行中的起動和制動的加速度，這樣就會對電梯的安全系數產生一定的影響。除此之外，平衡系數還會對電梯兩側的鋼絲繩的張力產生一定影響，從而對鋼絲繩在繩槽內的比壓產生影響，具體來說，張力越大比壓就也越大，鋼絲繩所具備的曳引能力就越強，因此平衡系數除了會關涉到不平衡載荷量，還會對電梯的曳引能力產生不可忽視的影響。

二、電梯平衡系數的檢測方法

1.空載功率法

空載功率法與電流-負荷曲線圖法的檢測結果一致性較好，技術相對成熟，因無需加載，效率提升一半以上。且此法不用砝碼，節省大量人力物力，將成本有效降低，應大力推廣應用。具體方法為：轎廂空載，將轎廂從頂層端站直駛至底層端站，記錄轎廂與對重運行到同一水平位置時驅動電動機有效功率和轎廂運行速度。然后轎廂空載，從底層端站直駛至頂層端站，記錄轎廂與對重運行到同一水平位置時驅動電動機有效功率和轎廂運行速度。再通過公式 電梯平衡系數；Q- 額定載重量（Kg）；NX- 轎廂空載下行功率（W）；NS- 轎廂空載上行功率（W）；vx- 轎廂空載下行速度（m/s）；vs- 轎廂空載上行速度（m/s）gn- 重力加速度，取9.8m/s。】求出平衡系。

2.電流檢驗法

目前，我們也可以通過對電流的檢驗來實現對電梯平衡系數的檢測，具體操作如下。我們應該嚴格選取電梯空載及額定載荷轎的數量，按照這個數量的1/4、1/2、3/4和1分別裝入轎廂，然后對電梯進行適當技術操控，確保其能夠全程直駛運行。此時的工作人員需要對轎廂所在同一水平面時的電流、電壓及速度等數值分別進行詳細記錄，然后使用交流電動機測量電流，并結合記錄下的數值去繪出相應曲線，根據上、下運行的曲線交點來確定電梯的平衡系數。這一電流檢驗法是國家有關部門頒布實施的重要檢驗方法，由于測量的數值較為準確，又有法律制度的保障，近年來得到全國各地檢驗機構的廣泛青睞。然而，我們也應該看到，這種方法的實際操作其實是比較困難的，因為這種方法需要在不同的負載條件下對上下運行的電流、電壓及速度值進行反復測量，具有較大的工作量，在測量電流時可能會因儀表和位置出現較大的誤差，另外，在繪制曲線時，人為因素可能會有較大影響。這些無疑都會對最終測量的電梯平衡系數值的準確性產生一定影響，需要我們進一步的完善和解決。

3.張力測量法

當然，我們還可以充分利用現有的測力工具來完成對平衡系數的測量，比如我們可以用電子測力儀和彈簧測力計等測力裝置去逐一牽拉對重鋼絲繩到同樣的距離，計算出他們的平均值，再將每根鋼絲繩的拉力和平均值進行對比，以方便接下來對鋼絲繩張力的相應調整。到目前為止，對鋼絲繩張力測量的儀器眾多，功能各異，各自發揮著重要作用。其中的鋼絲繩張力均勻度分析檢測儀，便是比較受人們關注和青睞的一個，它通過儀器上的光電探頭等裝置去采集每根鋼絲繩的振動頻率，將數據存儲在單片機的內存設備中，再通過該頻率與張力的數學公式計算出每根鋼絲繩的張力比值，最后由儀器顯示最終結果。由于該分析儀操作方便，結果直觀，不易受測量人為主觀因素的影響，因此測量結果更加準確，應用更加廣泛。

總結

近年來，隨著電梯應用的發展和普及，我國有關部門對電梯平衡系數的測量水平的提升給予了足夠的重視，許多行業單位也付出了很大的努力。但由于我國的電梯技術的研發剛剛起步，相對于發達國家在理論經驗和實際操作方面都略有不足，在設計、檢測和使用時仍然有一定的問題存在，這些問題關乎著我國人民生活的安全水平，以及全電梯系統的正常運作，因此發現電梯平衡系數不符合安全標準要求時，應立即進行整改。

參考文獻

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（作者單位：安徽省特種設備檢測院）