電梯補償鏈動態懸掛特性研究

黃邦芝 章德林 陳宗瑤 楊齊捷 陳繼宣

摘? 要：本文在考慮到電梯補償鏈實際運動形式的基礎上，建立了電梯補償鏈在運動狀態下的微分方程，并且通過對數值進行求解的方式，了解相較于靜態狀態，補償鏈在加速狀態下會偏移向轎廂或對重側，通過這種研究方式，在明確當前電梯補償鏈安裝方式的基礎上，合理應用分析結果，開展補償鏈的有效安裝，進一步提升電梯安裝運行的安全性與穩定性，希望能夠給讀者帶來啟發。

關鍵詞：電梯;補償鏈;動態懸掛特性

引言：

為消除電梯上下時轎廂、對重側重量的不平衡變化情況，在電梯設計安裝過程中，人們使用補償鏈對曳引鋼絲繩的重量變化情況加以平衡，這一情況的出現不僅能推動電梯朝著安全、節能、平穩的方向發展，還可以為電梯制造生產以及建筑整體質量安全的提升，提供有效的支持。

一、電梯補償鏈的結構

補償鏈作為電梯上的一種常見裝置，主要被用于平衡曳引鋼絲繩、隨行電纜的重量，保持電梯運行的穩定性，其配備情況與樓層高度、電梯額定速度、額定荷載等信息之間存在著直接的聯系。具體來說，當前大部分電梯的補償鏈為鐵鏈，通過U型栓，補償鏈的兩端分別被固定在轎廂與對重底部，若電梯的轎廂位于頂層，那么曳引鋼絲繩主要位于對重側，補償鏈主要位于轎廂側;若電梯的轎廂位于底層，那么曳引鋼絲繩主要位于轎廂側，補償鏈主要位于對重側[1]。

二、電梯補償鏈動態懸掛特性

（一）建立模型

現階段，對電梯補償鏈的動態懸掛鏈特性加以研究，不僅可以有效平衡曳引鋼絲繩兩端的重量，還能為井道部件設置工作的順利開展提供有效的支持。如圖1所示為電梯補償鏈的懸掛示意圖，設補償鏈懸掛的最低點坐標為（0，C），并以此為基準建立補償鏈坐標系，轎廂側補償鏈懸掛點的坐標為（x1，y1），對重側補償鏈懸掛點的坐標為（x2，y2），在計算過程中，忽略電梯、補償鏈振動、變形等問題的影響，取圖1中的任意一段，對其進行微分受力分析[2]。

電梯補償鏈微分受力情況如圖2所示，設微分段補償鏈的張力為T，單位為N;補償鏈的密度為ρ，單位為kg/m;重力加速度為g，單位為m/s2，補償鏈與水平線間的夾角為θ，單位為rad;補償鏈的運行加速度為a，單位為m/s2;dT指的是補償鏈張力的微變化量;dθ指的是補償鏈角度的微變化量;ds指的是補償鏈長度的微變化量。以圖2的受力情況為依據，可以構建該微分段補償鏈的微分動態受力平衡方程：

（二）數值法

在對補償鏈進行分析時，已知左右懸掛吊點的y方向位置分別為y1與y2，補償鏈的總長度為L，補償鏈的密度為，運行加速度為a，左右懸掛吊點的水平距離為Lx，現階段，設s（ds弧段）為整個補償鏈的離散長度，那么這條補償鏈的總段數可以為N=，同時，補償鏈的受力單元的受力圖如圖3所示，此時以圖3為基礎，對公式（3）、（4）、（5）、（6）進行整理，則可以得到差分方程：

對上述差分方程進行分析，并以此為基礎開展最低點（0，C）、右側補償鏈特性、y值是否達到右側頂點、左側補償鏈等補償位置的計算。通過不斷開展迭代計算的方式，最終獲得整條補償鏈的每個微分段的具體位置，并以此為基礎，了解整個補償鏈的懸掛特性。

（三）實例分析

某款曳引乘客電梯為保證電梯運行的穩定性，在設計安裝時應用了一根總長度為40.5m、密度為2.98kg/m的補償鏈，并且補償鏈懸掛吊點的水平距離為35cm，電梯的下行加速度是0.5m/s2，當轎廂位置在頂層時，轎廂側補償鏈的高度為38.5m;對重側補償鏈的高度為2.5m;當轎廂位置在中間位置時，轎廂側補償鏈的高度為18.5m;對重側補償鏈的高度為22.5m;當轎廂位置在頂層時，轎廂側補償鏈的高度為2.5m;對重側補償鏈的高度為38.5m。假設該補償鏈的加速度為0，分別用懸鏈線法與數值法對補償鏈的動態位置進行計算，并將計算結果以曲線圖的形式展現出來，可以發現，這兩種計算方法的曲線圖趨于一致，在高度相同的情況下，兩種方法計算得到的最大水平差異距離約為2mm，這種情況的存在說明在當前電梯工程施工過程中，數值法的應用可以滿足工程建設對于電梯安裝精準度的需要。

結論：總而言之，在當前的電梯設計安裝過程中，對補償鏈的動態懸掛特性進行分析，可以幫助人們更好地認清在電梯運轉過程中，補償鏈與電梯井道中其它位置部件之間的關系，在為后續部件安裝提供參照的同時，保證電梯始終能夠保持相對平穩的運動狀態，降低電梯晃動問題出現的可能性。

參考文獻：

[1]馮雙昌，陳杰，沈文浩.電梯補償鏈斷鏈或過度伸長預警裝置的設計[J].機電信息，2021（20）：49-50.

[2]傅武軍.電梯補償鏈動態懸掛特性分析[J].機械工程師，2021（05）： 42-43+48.2C2BCF93-6A25-4765-87B2-28DD418F2B89