王飞
江苏省特种设备安全监督检验研究院淮安分院 江苏淮安 223002
摘要：平衡系数是评价曳引电梯运行安全性和稳定性的重要参数，因此在电梯的验收和检测过程中，要测量和计算曳引电梯平衡系数，并且科学的调整对重使其保持在相关管理规范要求的范围之内。本文结合曳引电梯的工作原理简要阐述了曳引电梯平衡系数的内涵，分析了平衡系数对电梯运行的影响，介绍了几种常用的平衡系数测量原理和方法，并对几种方法做了简单的比较。
关键词：平衡系数；电梯运行；测量方法；运行安全
引言：
曳引电梯是高层建筑使用和施工中必不可少的运输工具，由于在运人载物过程中需要在较大的落差下垂直往复运行，因此电梯的上行、下行动力与载荷之间只有保持一定的平衡，才能确保其匀速运行并实现可靠的加速与制动。本文探讨的平衡系数就是衡量曳引电梯运行稳定性的关键指标。
一、曳引电梯的工作原理及其平衡系数内涵
曳引电梯在运行过程中要反复经历启动加速、匀速运动和减速制动，其动力来自于曳引电机，电机的输出扭矩通过钢丝绳和曳引轮之间的摩擦力，带动轿厢与电梯对重之间的相对运动，减速和制动则由减速箱和制动器来实现。曳引机的基本结构示意图见图1。电梯的平衡系数是电梯平衡对重与实际载荷之差与其额定载荷的比值，其中实际载荷是轿厢自重与载重之和，因此实际载荷在电梯的运行中具有不确定性。
所以在电梯的曳引机功率一定的情况下，理想情况下对重与实际载荷之间应当保持的平衡关系无法实现，曳引轮两侧钢丝绳的张力不平衡，所以曳引电梯实际上不能实现匀速运行，而只能通过测量和调整，让其尽量接近理想状况并确保电梯运行安全可靠。
图1.曳引机基本结构示意图
二、平衡系数对曳引电梯运行安全性和稳定性的影响
（一）平衡系数与曳引机功率之间的关系
根据国家最新管理规范的要求，曳引电梯的平衡系数应当控制在0.4~0.5之间，只有在验收和检测时测定的平衡系数位于这一数值区间，才能确认电梯的对重配置合理，运行安全能够得到保证。
这是由于当电梯的曳引机额定功率一定的情况下，如果实际运行中的平衡系数过低，则意味着实际载荷远远低于电梯的额定载荷，因此曳引机的曳引力相对不足，会导致电梯在运行中出现制动问题。
（二）曳引电梯平衡系数与其关键零部件的设计参数
在曳引电机额定功率确定的前提下，曳引电梯的轿厢自重和对重总质量决定了电梯启动和制动的加速度。而加速度大小是确定曳引电梯关键装置和零部件规格、型号的重要参数，钢丝绳、缓速器、制动器以及安全钳的设计选型都是在这一前提下确定的[1]。
因此在电梯的安装和调试过程中，为将平衡系数调节到符合安全标准的范围而简单的增加对重，会威胁到上述关键装置和零部件的使用安全，出现安全装置失灵或降低零部件的使用寿命。
三、常用的曳引电梯平衡系数测量方法及其原理
根据曳引电梯平衡系数的定义不难发现，只要能够通过测量直接或间接得到电梯运行中的动态载荷和轿厢自重，就可以根据其额定载荷计算出不同载荷下电梯的平衡系数[2]。
（一）通过动态测量电梯运行参数分析计算平衡系数
在电梯处于运行的状态下，通过测量曳引机在电梯上下行过程中不同载荷条件下的输出电流或盘车手轮扭矩，从而计算出相应的实际载荷，进而通过绘制电流与平衡系数的关系图或计算验证电梯的平衡系数[3][4]。
其中电流法所使用的测量仪器简单易操作，但是测量数据的读取和图形绘制存在多种误差，因此对电梯平衡系数的评价有一定的偏差。而扭矩测量法则需要运用多种复杂的测量仪器，在检测中还存在使用困难。
（二）通过测量曳引电梯的载荷和对重计算平衡系数
根据平衡系数的定义，只要通过测量得到曳引电梯特定运行状态下的载荷质量和对重系统的质量，就能利用公式计算相应的平衡系数，而且直接测量质量所得到的数据非常准确[5]。但是运用这一方法进行测量，需要完成繁重的搬运砝码等劳动，测量的效率比较低。
（三）通过人工感官评价和调整平衡系数
在电梯处于静止状态时松开制动装置，通过人工方式以感官体验验证轿厢与对重系统之间的平衡性，从而以曳引电梯的测盘车轮力矩平衡为标准调节其对重，是电梯验收和检测中常用的手段，简便易行且可以有效确保曳引电梯的平衡系数处在标准规定的范围[6]。常用的曳引电梯平衡系数测量方法的比较详见表1所示。
表1.曳引电梯平衡系数测量方法的优缺点对照
测量方法优点缺点
电流法测量效率高/操作简便/经济实用仪器使用、曲线图绘制以及数据采集存在误差
直接称重计算法测量和计算的数据精确可靠测量工作繁重/效率低
根据人工体验调节对重法操作简单/可直接调整电梯的平衡状态需要靠人力和感官进行测量和判断
利用扭矩传感器测量和计算平衡系数测量精确度高/效率高需要使用多种辅助设备/经济性差
四、结束语
在曳引电梯的安装和使用过程中，存在很多影响电梯运行平衡系数的因素，因此要通过验收和检测来实测和校核电梯的平衡系数，确保其在规定的安全合理范围内，保障曳引电梯的使用安全。
参考文献：
[1]刘利文,李冬如.曳引电梯平衡系数的测量方法及其对电梯运行的影响分析[J].机电信息,2016(9):91-92.
[2]谢志威.曳引电梯平衡系数及其检测方法分析[J].科技尚品,2016(8):93-93.
[3]王继业,戴振华,魏井君,等.基于电流曲线分析的电梯平衡系数检测方法[J].中国特种设备安全,2016,32(6):50-52.
[4]唐文斌.浅析曳引式电梯平衡系数[J].中国特种设备安全,2016,32(6):71-73.
[5]张甜甜,王河,林林,等.曳引式电梯检验中平衡系数初探[J].设备管理与维修,2017(15):40-41.
[6]时家辉.浅析电梯设备中电梯平衡系数探讨[J].建筑工程技术与设计,2017(8).
论文作者:王飞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/26
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