關(guān)于曳引式電梯檢驗(yàn)中平衡系數(shù)的探討

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

關(guān)鍵詞：曳引式電梯；平衡系數(shù)；意義；檢測方法

近年來，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的帶動下，高層建筑如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，電梯已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚墓ぞ?，與此同時，關(guān)于電梯的事故也時有發(fā)生，安全問題已受到社會的廣泛關(guān)注。平衡系數(shù)是電梯最重要的基本參數(shù)之一，是電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和型式試驗(yàn)的重要項(xiàng)目。作為電梯檢驗(yàn)員，只有深入了解平衡系數(shù)的意義，掌握正確的檢驗(yàn)方法，才能正確完成電梯檢驗(yàn)工作。

1 平衡系數(shù)的本質(zhì)

中國特種設(shè)備檢驗(yàn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)T/CASEI T101-2015中對平衡系數(shù)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(tǒng)質(zhì)量和轎廂系統(tǒng)質(zhì)量之差與電梯額定載重之比。

要正確掌握平衡系數(shù)的含義，我們先來了解曳引式驅(qū)動電梯的工作原理。所謂曳引式電梯，是指提升繩靠主機(jī)的驅(qū)動輪繩槽的摩擦力驅(qū)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(yùn)動，轎廂與對重在井道中沿各自導(dǎo)軌上下運(yùn)動，對重系統(tǒng)起平衡作用。對重系統(tǒng)是曳引驅(qū)動不可缺少的部分，用來平衡轎廂系統(tǒng)的重量，降低了驅(qū)動電機(jī)的功率損耗。

我們假設(shè)對重系統(tǒng)質(zhì)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(shù)，對重系統(tǒng)的總質(zhì)量一般由式1決定：

W=P+KQ （1）

由式（1）可以看出：K的實(shí)質(zhì)就是設(shè)計(jì)配置對重質(zhì)量的大小，均衡對重系統(tǒng)和轎廂系統(tǒng)的一個參數(shù)，它的取值大小直接影響對重系統(tǒng)重量和電梯的不平衡載荷。

這里再假設(shè)電梯運(yùn)行時轎廂實(shí)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(shù)K是為了平衡部分轎廂重量而設(shè)置的對重與轎廂的額定載荷之間的比值。其表達(dá)式為：

K=（W-P）/Q （3）

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

2 平衡系數(shù)的取值以及對電梯的影響

根據(jù)平衡系數(shù)的本質(zhì)可知，最理想的狀態(tài)就是△T=0，這時候的曳引條件是最理想的。但在實(shí)際運(yùn)行中，轎廂載重量是隨機(jī)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(shù)取值能使電梯處于相對合理的運(yùn)行狀態(tài)，這樣只能選擇一個合適的K值，使△T在多數(shù)情況下盡可能地小。

我們假設(shè)兩種極限情況，就是轎廂空載跟滿載。當(dāng)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(dāng)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(shù)K的取值范圍在0～1之間。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10058-2009《電梯技術(shù)條件》3.3.8規(guī)定：曳引電梯的平衡系數(shù)K值應(yīng)在0.4～0.5范圍內(nèi)。當(dāng)K小于0.4時，假如轎廂滿載上行時，會加大驅(qū)動主機(jī)的負(fù)荷，容易使電機(jī)發(fā)熱；一旦滿載下行時，則會導(dǎo)致轎廂不平層，鋼絲繩在曳引輪上出現(xiàn)打滑現(xiàn)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(yùn)行時容易導(dǎo)致轎廂沖頂?shù)膰?yán)重后果。

但是，TSG T 7001-2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則》8.5條規(guī)定：曳引電梯的平衡系數(shù)應(yīng)當(dāng)在0.40～0.50之間，或者符合制造（改造）單位的設(shè)計(jì)值。也就是說，電梯平衡系數(shù)只要符合制造單位的設(shè)計(jì)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(jīng)常輕載運(yùn)行，平衡系數(shù)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(shù)可以小于0.4；同理，對于某些經(jīng)常載重量比較大的電梯，平衡系數(shù)也可以大于0.5。

3 平衡系數(shù)的檢測

目前有不少關(guān)于平衡系數(shù)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(shù)的本質(zhì)和含義，這樣才能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

3.1 直接稱重法

這是最直接也是最直觀的檢驗(yàn)方法，根據(jù)（3）式 K=（W-P）/Q 直接稱出對重的整體質(zhì)量W和轎廂的整體質(zhì)量P，而額定載荷Q又是已知的，這樣就可以直接計(jì)算出平衡系數(shù)K了，再將計(jì)算出的K與制作單位的設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，如果不符合要求，則可以通過調(diào)整對重塊的重量來使計(jì)算得出的K與設(shè)計(jì)值相符。這種方法的好處是簡單易懂，但是實(shí)際操作相當(dāng)麻煩，無法對需要稱量的每一部件都做到位，在電梯檢驗(yàn)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(jù)平衡系數(shù)的定義，此時轎廂系統(tǒng)跟對重系統(tǒng)應(yīng)該處于平衡狀態(tài)。松開驅(qū)動主機(jī)抱閘，用人力在盤車手輪上感覺兩側(cè)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(shí)際檢驗(yàn)中也比較少用。

3.3 電流法

這是電梯檢驗(yàn)員在電梯監(jiān)督檢驗(yàn)時候最常使用的方法。TSG T 7001-2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)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(yùn)行，當(dāng)轎廂和對重運(yùn)行到同一水平位置時，記錄電動機(jī)的電流值，繪制電流-負(fù)荷曲線以上、下行運(yùn)行曲線的交點(diǎn)確定平衡系數(shù)。以電動機(jī)電源輸入端為電流檢測點(diǎn)。

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(zhǔn)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(yàn)員，在實(shí)際檢驗(yàn)過程中要盡量避免或減少這些誤差帶來的影響。檢驗(yàn)過程中要集中注意力，準(zhǔn)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(yàn)期內(nèi)；關(guān)于曲線繪制的人為誤差，現(xiàn)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(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，檢驗(yàn)方法也會相應(yīng)改進(jìn)，平衡系數(shù)的檢驗(yàn)誤差會越來越小。

4 結(jié)束語

作為曳引式電梯的重要參數(shù)，我們應(yīng)該正確理解平衡系數(shù)的本質(zhì)和意義，平衡系數(shù)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(yàn)的工作者，我們要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，在檢驗(yàn)過程中要仔細(xì)謹(jǐn)慎，本著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度做好電梯檢驗(yàn)工作，要對實(shí)際測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行提煉分析，采用Excel表格等現(xiàn)代科技方法進(jìn)行處理，得出正確的檢測結(jié)果。同時要學(xué)會總結(jié)與歸納，舉一反三，才能做一名合格出色的電梯檢驗(yàn)員。

參考文獻(xiàn)

[1]TSG T 7001-2009.電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則[S].

[2]GB/T 10058-2009.電梯技術(shù)條件[S].

[3]T/CASEI T101-2015.中國特種設(shè)備檢驗(yàn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]GB7588-2003.電梯制造與安裝安全規(guī)范[S].