摘要：随着社会经济的发展，我国对电梯的应用越来越广泛。电梯补偿装置是为平衡电梯运行钢丝绳和随行电缆长度变化造成的曳引轮两侧的拉力差而设置的部件，它不仅能提高电梯乘坐的舒适感，一定程度上还减少电梯能耗。现剖析电梯补偿装置的工作原理，通过数学理论推导，论证其设置的价值意义，以进-步阐明电梯设置补偿装置的必要性。
关键词：电梯:补偿装置:拉力
引言
随着科学技术的发展，城市建设日新月异，高层住宅拔地而起，电梯已成为高楼上下通行必备的“交通工具”。随着电梯的广泛应用，人们对电梯的安全性能、使用性能要求逐渐提高。作为电梯相关从业者，只有“走近电梯”，熟悉电梯的结构组成、掌握电梯的工作原理，才能提升电梯运行质量，确保乘客生命财产安全，提供更加优质的乘运环境。本文剖析了电梯补偿装置的工作原理，并通过数学理论推导，论证了其设置的重要性。
1电梯补偿装置介绍
电梯在运行时，轿厢侧和对重侧的钢丝绳以及轿厢下随行电缆的长度在小断变化，为减少电梯运行过程中由于钢丝绳和随行电缆长度变化造成的曳引轮两侧的拉力差，提高曳引质量，在对重侧和轿厢侧下方安装一定规格的补偿装置。为避免电梯运行时，补偿装置摆动与对重隔障、缓冲器固定支座等底坑设备产生撞击，一般在底坑设置导向组件。通常补偿装置有补偿链、补偿绳、补偿缆三种。因补偿链便于安装、调试，且能在电梯运行中保持良好的垂向，工作稳定，目前在电梯制造企业中被广泛采用。补偿链由多个金属链孔连接而成，为避免链之问摩擦撞击产生声音，通常在链外或内包裹穿连隔音材料。补偿链按照链包裹的方式可分为裹纤维补偿链、全塑补偿链、包塑补偿链、穿绳补偿链，优质的补偿链可使电梯运行安全平稳，达到静音舒适的效果。而劣质的补偿链常常产生下列问题:（1)电梯运行时抖动严重，造成轿厢振动、噪音大，使乘客乘坐体验大打折扣;（2)使用寿命短，柔韧性差，小耐寒，外裹层易开裂，开裂后剧烈晃动等;（3)强度差且小稳定，易造成断链事故。因此，补偿链选择与设置是电梯具备良好使用性能的重要因素。
2平衡补偿装置的本质
电梯平衡补偿装置是被广泛地应用于电梯的一个部件，是用来平衡电梯正常运行过程中曳引轮两侧的钢丝绳重量不均衡变化的措施。当轿厢位于最低层站时，曳引钢丝绳的大部分重量会作用于轿厢侧，使轿厢侧的重量变大；相反，当轿厢位于最高层站时，曳引钢丝绳的大部分重量作用于对重侧，使对重侧的重量变大。这种重量的变化在电梯提升高度较小时，对电梯的运行性能影响微乎其微，但提升高度超过一定值时，也就是说曳引轮两侧重量不均衡变化超过一定量时，会严重影响电梯安全运行的稳定性，甚至危及乘客的安全。因此，当电梯的提升高度超过一定值时，必须要用加装平衡补偿装置。
3高速梯补偿绳装置对重框架设计理论
目前使用的对重框架是用槽钢组成的框架，分别在对重框架的上梁上开孔安装反绳轮，在槽钢的下梁上安装一个挂补偿链的支架。在此基础上将下梁的补偿链支架去掉，然后在框架上焊接了一根带有加强筋的角钢，而补偿绳装置的绳头就安装在角钢的孔里。在此设计上，由于绳头侧给对重框架增加了一个力矩，所以根据此设计来计算如何置放铸铁对重块才能使对重框架在运行时不会偏载。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4补偿装置的工作原理
电梯轿厢在曳引机上曳引钢丝绳的牵引下，在井道内做垂直升降运动。曳引钢丝绳和随行电缆悬挂重量随着电梯在井道中运行高度的变化而发生变化，引起对重侧和轿厢侧曳引力的变化。要使电梯在运行任何时刻都处于平衡状态(轿厢处于可控状态)，则必须保证曳引轮上的曳引力满足曳引条件。假设电梯轿厢位于井道的任意位置，轿厢离最高层平层位置的距离为X，电梯提升高度为H，则对重装置离最高层平层位置问的钢丝绳长度为H-X。当X--O时，表示电梯位于最高层位置，曳引钢丝绳的重量完全受重于对重侧，补偿装置重量受重于轿厢侧。轿厢重量为G，轿厢额定载重量Q。当X=H时，表示轿厢位于最低层位置，曳引钢丝绳的重量完全受重于轿厢侧，补偿装置重量受重于对重侧。
5补偿装置的作用
为了使电梯系统在上下运行过程中曳引钢丝绳上的拉力差的差值保持在一定小范围内，避免变化的拉力差的差值影响乘运质量，取轿厢位于最低层和最高层两种极限位置进行分析，令△T,--△T2，求得:
（1）
由式(1)易知，补偿装置的设置与电梯的提升高度、对重平衡系数无关，与电梯轿厢内的实时载重量也无关，它只与曳引钢丝绳、随行电缆的参数以及电梯的曳引比有关。电梯轿厢与对重处于最大高度差时的两种工况如下:（1)轿厢满载下行至最低层站;（2)轿厢空载上行至最高层站。电梯轿厢处于紧急制动工况下，除了静态力的作用，还有动态力和阻尼力的作用(本文为便于计算，先予以忽略)。这两种工况对曳引条件要求最高，轿厢侧的钢丝绳与对重侧的钢丝绳上的拉力差达到最大值。GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》中详细规定了电梯在启动运行、制动停梯等状态下的运动速度特性，其中规定最大启、制动加减速度均小应大于1.5m/s2。GB/T24478-2009《电梯曳引机》中对曳引机的额定制动力矩也作了相应规定，曳引机制动轮上的力矩必须满足规定冈〕。对电梯正常启动运行时的4种工况进行分析:（1)轿厢处于最低层处，且满载。当轿厢设置补偿装置后，T1-T2的值减小。（2)轿厢处于最高层处，且空载。当轿厢设置补偿装置后，T1-T2的值也减小。曳引机启动时提供力矩减小，启动功率降低。（3)轿厢处于最低层处，且空载。当轿厢设置补偿装置后，忽略钢丝绳引起的拉力差，曳引机启动只需提供平衡对重拉力作用于曳引机的反向力矩。（4)轿厢处于最高层处，且满载。设置补偿链后，该工况在日常电梯运行中频次较低。综上，结合日常电梯使用状态分布，设置电梯补偿装置后，一定程度上可降低曳引机的能耗。除此之外，部分无机房曳引式电梯在救援时，当轿厢侧拉力与对重侧拉力相等轿厢处于平衡状态时，利用电梯补偿链、悬挂部分专用重块破坏静平衡，实施救援。
结语
综上所述，尽管电梯补偿装置是电梯部件中简单的部分，但如果没有利用好该部件，轻则影响电梯乘运舒适感，重则引发电梯安全事故。只有正确安装电梯补偿装置，使用经设计计算的补偿装置，才能发挥它的作用。
参考文献
[1]陶景.影响电梯舒适感的因素[J].中国特种设备安全，2009，25(6)：13-15.
[2]陈炳炎，马幸福，贺意，等.电梯设计与研究[M].北京:化学工业出版社，2016.
[3]GB7588-2003 电梯制造与安装安全规范[S].北京:中国标准出版社,2003.
[4]姚英学,蔡颖.计算机辅助设计与制造[M].北京:高等教育出版社,2002.
论文作者:徐治华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/17
标签：电梯论文; 装置论文; 钢丝绳论文; 曳引论文; 曳引机论文; 重量论文; 力矩论文; 《基层建设》2018年第28期论文;