曳引式電梯平衡系數的合理配置探討

秦宜奮

（上海市特種設備監督檢驗技術研究院，上海 200062）

曳引式電梯平衡系數的合理配置探討

秦宜奮

（上海市特種設備監督檢驗技術研究院，上海 200062）

曳引式電梯是現代高層建筑常見的交通運輸工具，電梯的安全越來越被人們所關注，而平衡系數是曳引式電梯重要的特性參數之一，關系到電梯安全運行性能和曳引機功率及能耗的大小，本文在介紹曳引式電梯曳引原理的基礎上，分析了平衡系數的本質，以及平衡系數對電梯安全和節能方面的影響，討論了曳引式電梯不同工作狀況下的平衡系數合理配置。

曳引式電梯 平衡系數 合理配置

1　引言

電梯的驅動方式有強制式驅動、液壓驅動、曳引式驅動等多種方式，曳引驅動又是現代電梯應用最普遍的驅動方式，而電梯平衡系數是電梯重要的特性參數之一，關系到電梯安全運行性能和曳引機功率及能耗大小。電梯平衡系數的本質是什么？在實際電梯如何合理設計、配置電梯平衡系數是本文所主要討論的問題。

2　平衡系數的本質

只有正確理解平衡系數的本質，才能根據電梯的不同使用工況合理配置平衡系數。要正確理解平衡系數的本質，就必須先了解曳引式驅動電梯的工作原理（如圖l所示）。

如圖1所示， 曳引式驅動電梯的結構是懸掛與曳引輪上的鋼絲繩一端連接轎廂，另一端連接對重，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，電機驅動曳引輪轉動，依靠曳引輪輪槽與鋼絲繩的摩擦力來驅動轎廂和對重在井道中上下相對運行。對重裝置的作用是平衡轎廂及載荷重量，同時使鋼絲繩在曳引輪上形成正壓力，進而在曳引輪上產生摩擦曳引驅動力，對重的大小決定了平衡系數的大小。

GB7588-2003附錄G規定平衡系數即是額定載荷及轎廂質量由對重或平衡重平衡的量。按照這個定義，平衡系數是電梯部件（轎廂系統與對重系統）的重量相互比例關系的一個量值。是一個靜態參數，沒有考慮電梯運行中的工況。

平衡系數的數學表達式是:k=（（W-P）/Q）*100%

式中:k——平衡系數；W——對重質量；P——轎廂質量；Q——額定載荷

有上述公式可知，平衡系數k就是對重的重量減去空轎廂的重量后所剩余重量與額定重量的比值。平衡系數的實質是設計配置對重質量的大小。

因為平衡系數的取值直接影響曳引輪兩邊的重量差，即影響電機功率，進而影響曳引電機使電梯運行所消耗的能量。平衡系數的大小將對鋼絲繩在繩槽內的比壓產生影響，平衡系數越大（在一定范圍內）則系統總的質量增加，鋼絲繩對曳引輪的比壓也越大，則曳引鋼絲繩提供的曳引能力就越強。因此平衡系數的取值既決定不平衡載荷，也將影響電梯的曳引能力。

3　如何合理配置平衡系數

上面平衡系數對電梯安全和能耗的影響可知，通過合理配重平衡系數可以提高電梯的曳引能力和降低能耗。當對重重量與轎廂自重和載荷相等，曳引電機只提供電梯上下運行的初速度，這時能耗最低，電梯擁有最佳性能。實際使用過程中是很難實現的，因為載荷是個變量，而對重是個定量，所以對重不可能與轎廂和載荷在任何時候都相等。所以我們只能選擇一個適當的對重，使得大多數情況下對重重量與轎廂自重和載荷相等或接近相等。GB/T10058——2009《電梯技術條件》3.3.8條規定，各類電梯的平衡系數應為0.4～0.5范圍內，這個推薦取值不能理解為電梯的平衡系數K只有在這個范圍內才合格，只是絕大多數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。平衡系數K是個設計參數，設計時取0.4還是0.5并不重要，甚至可以取0.2或0. 6。至于如何取K值，則主要根據電梯具體應用在什么場合。目前住宅電梯載荷多在60%Q 以下，所以取K=0.3左右也許更合適，大多數輕載的別墅電梯也許可以取值更低。這些經常是輕載的電梯平衡系數K取值不一定非得在0-4 0.5之間，取值應為0.3～0.4或者更小，原因主要有以下兩點:第一。可以更有效地平衡掉轎廂內小幅度變化的載荷，達到真正的節能效果；第二，平衡系數小，意味著可以減少對重塊數量，直接體現為可以降低制造企業生產和運輸成本；間接上降低了轎廂、對重系統的總質量M，更有利于曳引鋼絲繩、曳引輪以及安全鉗、緩沖器等安全部件的選型。載貨電梯載荷多在50%額定載荷以上，取k=0.5以上也可能更好，對病床電梯經常是接近滿載甚至可以取0.6。這些經常重載的平衡系數取較大值，主要是因為用戶需要，保障曳引力和較低的能耗。因此平衡系數的合理配置關鍵要看電梯根據實際用途及運行環境在設計時選定的K值。這里說k的取值是指電梯設計時對平衡系數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。

TSG T7001-2009《電梯監督檢驗和定期檢驗規則-曳引與強制驅動電梯》8.5平衡系數實驗要求曳引電梯的平衡系數應當在0. 40～0.50之間，或者符合制造（改造）單位的設計值。在GB7588—2003附錄D的曳引檢查中這樣說明:“應檢查平衡系數是否如安裝者所說”，這里的“安裝者所說”實指設計值，并非安裝人員隨心所欲的結果。這就要求電梯制造廠商務必將電梯設計的平衡系數值，告知安裝施工人員，安裝施工人員務必遵照設計值配置對重裝置，并不得隨意更改轎廂自重。驗檢測機構進行驗收檢驗時必須測定其實際值與設計值是否一致，并檢查其是否私自更動轎廂自重等參數。平衡系數的檢測中，不僅要測試平衡系數值是否在40%～50%范圍，還要審查設計制造資料，看測定的平衡系數是否和設計值一致，從而可總之，平衡系數的配置參考設置在在0.40～0.50之間，根據電梯的性能和使用的實際狀況可以進行適當的調整，才能達到曳引式電梯的安全性和綠色節能的有機結合。

以判斷分析轎廂是否有異常的裝潢。

［1］毛懷新.電梯與自動扶梯的技術檢驗.北京：學苑出版社，2001.

［2］GB7588——2003，電梯制造與安裝安全規范.

［3］GB/T 10058-2009，電梯技術條件［S］.

［4］GB/T 10059-2009，電梯試驗方法［S］.

［5］TSG T7001-2009， 電梯監督檢驗和定期檢驗規則［S］.