淺談電梯平衡系數的影響因素及對電梯安全運行的意義

穆學凱

（河北省特種設備監督檢驗研究院保定分院，河北 保定 071000）

在電梯運行過程中，其平衡系數會直接影響其運行安全性以及節能效果，屬于一項較為重要的特征參數，所以一定要確保電梯平衡系數取值的合理性，不然就會嚴重降低電梯運行安全性。通常情況下，在對電梯平衡系數進行取值的過程中，大多需要按照《電梯制造與安裝安全規范》當中所提到的標準進行合理的設定，其要求平衡系數需要保持在0.4～0.5范圍內，因為只有這樣才能確保電梯在運行過程中保持較為平衡的狀態。

1 電梯工作原理與平衡系數相關概述

1.1 電梯工作原理

電梯在工作過程中存在較多種驅動方式，常見的有強制驅動、曳引驅動以及液壓驅動等，而在這其中曳引驅動是目前電梯工作過程中經常會使用到的一種驅動方式，而本文也是以此為例進行了具體的分析。曳引驅動電梯在工作以及運行過程中，要想實現運行工作，主要還是借助于曳引鋼絲繩和曳引輪在進行相對運動的時候所產生的摩擦力，而這摩擦力也就是電梯運行的動力。曳引驅動電梯之中所存在的曳引機主要構成包含了制動器、電動機、減速箱以及曳引輪，而曳引機產生曳引驅動力的原因主要還是因為曳引輪在曳引機驅動之下運轉，曳引鋼絲繩兩端還設有轎廂與對重裝置，而這兩個裝置本身就存在摩擦力，在摩擦力的影響之下曳引鋼絲繩則會緊緊的貼在曳引輪槽之中，這個時候轎箱與對重的動力也就會促使電梯得以運行；而一旦電動機起到較為良好的驅動效果，鋼絲繩和曳引輪槽這兩者之間就會產生一定的曳引力，而且兩者之間所產生的曳引力也會帶動鋼絲繩有效運行，最終也能促使轎箱與對重做出相對運動，從而促使電梯有效運行。

1.2 電梯平衡系數

在曳引驅動電梯之中，平衡系數是一項十分重要的性能指標，在電梯各項指標之中，對重本身的價值就是平衡部分橋廂以及轎內負載重量，而在這一效果的影響之下，電動機運行負載也能因此而得到有效的緩解。轎廂之內的負載大小本身就不是固定的，而是多變的，可是對重在電梯安裝調試完畢之后是固定的，不能隨時進行更改，所以為了能夠最大程度保障電梯運行能夠達到一個較為理想的平衡狀態，就必然要選擇較為恰當的平衡系數，詳情如下圖1所示。而電梯平衡系數定義公式主要如下：q=（G-P）/Q，其中，P主要指的是橋廂的自重；而G則指的是對重的重量；Q則指的是橋廂的額定載荷；q則指的是平衡系數。

圖1

2 電梯平衡系數影響因素分析

無論電梯平衡系數q取任何值，要想促使其在不管發生什么樣的變化都能夠很好地對應某一個較為明確的q值是不可能實現的，因為不管怎樣，轎廂與對重的重力不平衡是電梯在實際運行過程中必然會存在的現象，而且電梯曳引輪兩側的力矩差也很有可能會因為電梯平衡系數q值變化而變化。為了更好地對電梯平衡系數影響因素進行分析，筆者也從以下幾點進行了具體的闡述。

2.1 曳引電動機的功率P對于電梯平衡系數q值的影響

對于曳引電動機功率P要想確保其合理性，我們可以在對其進行設定的過程中按照以下公式來獲得：P=（1-q）Q1V，其中P主要指的電動機功率；Q1則指的是轎廂載荷；而V則指的是電梯速度，當電梯所使用的曳引電動機功率P數值明確之后，電梯平衡系數q值也就會對電梯運行時所產生的能耗大小造成較為顯著的影響。在對曳引電動機功率進行確定的時候，假設其余量十分小，電梯平衡系數在確定的時候也就很難確保其合理性，電梯在實際運行過程中就很有可能會出現曳引力不足這一問題，而一旦發生這一現象，電梯在運行的時候則很有可能會出現倒拉，也就是向上溜車或者是沖頂等問題。由此可見，電梯平衡系數q值在確定過程中會和不平衡荷載取值有著較為密切的聯系，同時也和曳引輪兩側鋼絲繩的張力大小存在較為密切的聯系。而張力大小又和曳引鋼絲繩在曳引輪繩槽內的比壓存在較為密切的聯系，具體來說，兩者之間的比壓大小本身就會因為張力減小而減小、增大而增大，而在這種情況之下曳引鋼絲繩所提供的曳引能力也就會因此而發生變化。通過這一分析我們能夠發現，電梯平衡系數的確定本身就是對不平衡荷載以及電梯曳引能力造成影響，如果電梯存在最大曳引力量、相匹配的曳引電動機以及電梯速度等一系列數據和指標之后，我們才能對q取值進行明確，因為只有這樣才能確保電梯平衡系數的合理性。

2.2 轎廂和對重的重量對對于電梯平衡系數q 值的影響

轎廂和對重之間的質量對于電梯平衡系數q值也會造成影響，轎廂和對重系統的總質量大小會對電梯運行起動時候的加速度造成影響，同時也會對電梯運行過程中剎車時所產生的增減速度造成影響；而且，其還會直接對電梯安全部件選擇產生決定性影響，像是緩沖器、安全鉗等部件選擇就需要結合轎廂和對重系統實際情況來分析。在電梯安裝的時候，為了確保其能夠滿足相關標準和規定，安裝人員對于電梯平衡系數q的取值大多會設定的足夠大，也就是0.5之上，而對于相同載重量的電梯其q值一旦出現增大情況，其對重的重量是不需要增加的，而且起動以及制動力還會因此而出現一系列的變化。由此可見，平衡系數q值雖然只是一個比值，可是從實際來分析的話，其對于轎廂和對重的重量與質量也會造成較為顯著的影響；反過來說，轎廂和對重的重量也會對電梯平衡系數造成顯著影響。為此，在對電梯平衡系數進行明確之前，一定要充分考慮到繩槽形狀、曳引輪、轎廂自重、曳引鋼絲繩直徑大小、電梯速度以及相匹配的曳引電動機等多方面，因為只有確保這些指標的合理性才能保障電梯平衡系數取值的合理性。

2.3 曳引力和電梯平衡系數q值之間的關系

曳引力在電梯之中主要是依賴于曳引輪與曳引繩之間的摩擦力來拉動轎廂，而要想有效的發揮出電梯曳引力的價值，其需要滿足以下幾點：首先，在轎廂裝載額定載荷達到125%的情況之下，其必須要在平層狀態下確保不出現打滑現象；其次，無論是在任何緊急制動情況下，也無論轎廂內的情況是空載亦或者是滿載的狀態下，曳引力減速度值一定要小于緩沖器作用時候所產生的減速度值；最后，如果對重壓處在緩沖器上，并且曳引機按照電梯上行方向旋轉的時候，不能提升空載轎廂。曳引力之所以能夠確保電梯有效運行，其主要還是借助于曳引輪和鋼絲繩之間的摩擦力才能實現，而平衡系數q取值一定要確保其滿足于0.4～0.5這一范圍。由此可見，電梯平衡系數q值大多是固定的，而荷載則是會發生變化的，q值本身就會直接對曳引輪兩側不平衡力矩大小造成影響，假設最大荷載為超載載荷125%Q，q取值也就是0.4Q～0.5Q。通過這一分析我們也能發現，曳引力和電梯平衡系數q值之間也有著較為密切的關系，在對平衡系數進行確定的時候也需要考慮到這一點。

3 平衡系數取值對于電梯安全運行的意義

通過上述分析我們能夠看出，電梯平衡系數的影響因素包含了較多方面，像是曳引電動機的功率、轎廂和對重的質量以及曳引力的大小等多方面因素都和電梯平衡系數有著較為密切的聯系。在電梯使用過程中，如果對轎廂或者是對重質量進行隨意更改，平衡系數也會因此而發生變化，這個時候也就很容易出現較為嚴重的安全事故。在現如今這個經濟發展的時代下，高層建筑物建設數量也在不斷的提升，而這個時候電梯運行安全一旦受到威脅其所造成的危害也是十分嚴重的，所以一定要加強對電梯平衡系數的重視。除此之外，要想獲得較為良好的曳引力，主要還是依賴于曳引輪和鋼絲繩之間在運作過程中所產生的摩擦力，所以在對電梯進行日常維護的過程中，一定要加強對曳引輪槽和鋼絲繩使用磨損程度的觀察，這樣也就能夠在一定程度上避免因為曳引力不足而造成的電梯沖頂亦或者是下滑等安全事故。總之，電梯平衡系數值的明確本身就涉及到各個運行環節，同時也會直接對電梯安全運行造成影響，所以說在進行明確的時候一定要確保電梯平衡系數的合理性，這樣才能讓電梯更加安全且平穩的運行下去。

4 結語

綜上所述，本文主要是從電梯工作原理以及平衡系數相關概述著手，對電梯平衡系數影響因素進行了具體的概述，而結果顯示曳引電動機的功率、轎廂的重量、對重的重量等因素和電梯平衡系數之間有著較為緊密的聯系；而且電梯平衡系數還會直接對電梯能否安全運行造成較為顯著的影響。由此可見，對電梯平衡系數影響因素以及對電梯安全運行的意義進行分析有著較為顯著的意義，而本文通過具體的分析就是為了確保電梯平衡系數設置的合理性、科學性，最大程度提高電梯運行的安全性，減少不必要安全事故的發生。