關于曳引式電梯檢驗中平衡系數的探討

摘 要：平衡系數是曳引式電梯的重要參數。文章簡要闡述了平衡系數的本質和意義，介紹常用的平衡系數檢測方法，并對檢測方法進行探討。

關鍵詞：曳引式電梯；平衡系數；意義；檢測方法

近年來，在經濟快速發展的帶動下，高層建筑如雨后春筍般不斷涌現，電梯已經成為我們日常生活中不可缺少的工具，與此同時，關于電梯的事故也時有發生，安全問題已受到社會的廣泛關注。平衡系數是電梯最重要的基本參數之一，是電梯監督檢驗和型式試驗的重要項目。作為電梯檢驗員，只有深入了解平衡系數的意義，掌握正確的檢驗方法，才能正確完成電梯檢驗工作。

1 平衡系數的本質

中國特種設備檢驗協會標準T/CASEI T101-2015中對平衡系數的定義如下：由對重平衡額定載荷的量，其值等于電梯對重系統質量和轎廂系統質量之差與電梯額定載重之比。

要正確掌握平衡系數的含義，我們先來了解曳引式驅動電梯的工作原理。所謂曳引式電梯，是指提升繩靠主機的驅動輪繩槽的摩擦力驅動的電梯。通過鋼絲繩與曳引輪槽之間的摩擦力，帶動鋼絲繩使轎廂和對重做相反方向的垂直運動，轎廂與對重在井道中沿各自導軌上下運動，對重系統起平衡作用。對重系統是曳引驅動不可缺少的部分，用來平衡轎廂系統的重量，降低了驅動電機的功率損耗。

我們假設對重系統質量為W，轎廂自重為P，電梯額定載重量為Q，K為電梯平衡系數，對重系統的總質量一般由式1決定：

W=P+KQ （1）

由式（1）可以看出：K的實質就是設計配置對重質量的大小，均衡對重系統和轎廂系統的一個參數，它的取值大小直接影響對重系統重量和電梯的不平衡載荷。

這里再假設電梯運行時轎廂實際載荷為q，此時不平衡載荷△T可表示為：△T=（P+q）-（P+KQ）=q-KQ（2）

可以看出，電梯平衡系數K是為了平衡部分轎廂重量而設置的對重與轎廂的額定載荷之間的比值。其表達式為：

K=（W-P）/Q （3）

由以上可以看出，盡管電梯實際運行過程中載重量不停變換，但平衡系數的設置使得電梯轎廂在實際運行中跟對重處于“相對合理”的狀態，直接影響到電梯曳引力、電機功率等。

2 平衡系數的取值以及對電梯的影響

根據平衡系數的本質可知，最理想的狀態就是△T=0，這時候的曳引條件是最理想的。但在實際運行中，轎廂載重量是隨機變化的，要使電梯轎廂跟對重處于絕對平衡是不可能的，合理的平衡系數取值能使電梯處于相對合理的運行狀態，這樣只能選擇一個合適的K值，使△T在多數情況下盡可能地小。

我們假設兩種極限情況，就是轎廂空載跟滿載。當轎廂空載時，

△T=-KQ （4）

這個時候我們希望K的取值越小越好，最理想的值就是0。當轎廂滿載時，

△T=（1-K）Q （5）

這個時候我們希望K的取值越大越好，最理想的就是1。

由此可見，平衡系數K的取值范圍在0～1之間。國家標準GB/T10058-2009《電梯技術條件》3.3.8規定：曳引電梯的平衡系數K值應在0.4～0.5范圍內。當K小于0.4時，假如轎廂滿載上行時，會加大驅動主機的負荷，容易使電機發熱；一旦滿載下行時，則會導致轎廂不平層，鋼絲繩在曳引輪上出現打滑現象，而且制動器松閘后轎廂也容易溜車。而如果K大于0.5時，則空載運行時容易導致轎廂沖頂的嚴重后果。

但是，TSG T 7001-2009《電梯監督檢驗和定期檢驗規則》8.5條規定：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。也就是說，電梯平衡系數只要符合制造單位的設計值，即使不在0.4～0.5之間也是符合要求的。如果某些電梯經常輕載運行，平衡系數較小的時候有利于減少損耗，如果曳引力足夠而且其他條件也滿足，那么平衡系數可以小于0.4；同理，對于某些經常載重量比較大的電梯，平衡系數也可以大于0.5。

3 平衡系數的檢測

目前有不少關于平衡系數的檢測方法，如直接稱重法、手動盤車法、電流法等，但是不管使用哪一種方法，都要真正掌握平衡系數的本質和含義，這樣才能得到準確的結果。

3.1 直接稱重法

這是最直接也是最直觀的檢驗方法，根據（3）式 K=（W-P）/Q 直接稱出對重的整體質量W和轎廂的整體質量P，而額定載荷Q又是已知的，這樣就可以直接計算出平衡系數K了，再將計算出的K與制作單位的設計值進行比較，如果不符合要求，則可以通過調整對重塊的重量來使計算得出的K與設計值相符。這種方法的好處是簡單易懂，但是實際操作相當麻煩，無法對需要稱量的每一部件都做到位，在電梯檢驗中一般不適用。

3.2 手動盤車法

在轎廂中裝載KQ的重量，那么根據平衡系數的定義，此時轎廂系統跟對重系統應該處于平衡狀態。松開驅動主機抱閘，用人力在盤車手輪上感覺兩側曳引力矩是否平衡，以此來判斷這時的K是否符合要求。但是該方法人為因素的影響比較大，因此在實際檢驗中也比較少用。

3.3 電流法

這是電梯檢驗員在電梯監督檢驗時候最常使用的方法。TSG T 7001-2009《電梯監督檢驗和定期檢驗規則》中對此方法的描述如下：轎廂分別空載、裝載額定載重量的25%、40%、50%、75%、100%、110%做上下全程運行，當轎廂和對重運行到同一水平位置時，記錄電動機的電流值，繪制電流-負荷曲線以上、下行運行曲線的交點確定平衡系數。以電動機電源輸入端為電流檢測點。

這種方法也存在一定的誤差，比如如何把握轎廂與對重剛好在同一位置時讀取電流值；如何確保電流表的準確性，此外，曲線的繪制也存在一定的人為主觀因素。

作為電梯檢驗員，在實際檢驗過程中要盡量避免或減少這些誤差帶來的影響。檢驗過程中要集中注意力，準確讀取轎廂與對重剛好在同一位置時的電流值；至于電流表要確保是在有效校驗期內；關于曲線繪制的人為誤差，現在可以采用Excel表格中的功能來繪制曲線，這樣可以大大減少人為誤差。

此外，還有超聲電流法等檢測方法，相信隨著科學技術的不斷進步，檢驗方法也會相應改進，平衡系數的檢驗誤差會越來越小。

4 結束語

作為曳引式電梯的重要參數，我們應該正確理解平衡系數的本質和意義，平衡系數取值的改變對電梯的影響，同時要了解檢測方法并掌握正確的測量方法。作為一名電梯檢驗的工作者，我們要有扎實的理論基礎，在檢驗過程中要仔細謹慎，本著認真負責的態度做好電梯檢驗工作，要對實際測量的數據進行提煉分析，采用Excel表格等現代科技方法進行處理，得出正確的檢測結果。同時要學會總結與歸納，舉一反三，才能做一名合格出色的電梯檢驗員。

參考文獻

[1]TSG T 7001-2009.電梯監督檢驗和定期檢驗規則[S].

[2]GB/T 10058-2009.電梯技術條件[S].

[3]T/CASEI T101-2015.中國特種設備檢驗協會標準[S].

[4]GB7588-2003.電梯制造與安裝安全規范[S].