电梯平衡系数及其检测

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1、论曳引电梯平衡系数及其检测平衡系数对电梯专业人员来说是一个既熟悉又生疏的参数。说它熟悉是因为大家都知道曳引式电梯对重的配置都有一个“平衡系数”，都知道国家标准中有规定“平衡系数应在40%~50%的范围内”，说它生疏是因为到底平衡系数在电梯上起什么作用？其取值大小将影响什么？应如何取值最为合适？以及到底如何测定才是准确的？许多电梯安装、检验人员并不清楚。   现时，各地特种设备检验检测机构在对电梯进行验收检验时，最费时，也最费人力、物力的，便是检测电梯的平衡系数。按检验规定：必须在轿厢分别承载0、25%、40%、50%、75%、100%、110

2、%额定载荷下，测定电梯运行的载荷—电流曲线，取其上、下行曲线的交汇点的载荷系数，便是该梯的平衡系数，交汇点在40%~50%范围内为合格。为了测定这一参数，除了两名检验人员，还需要多名来回搬运法码的工人。由于影响试验的因素太多，其结果是否可信尚且不说，即便测试结果在40%~50%的范围之内，一定合格吗？若是超出此范围，为什么就不合格呢？“平衡系数”的意义是什么？对电梯有什么影响？不知其所以然，测定“平衡系数”就失去了意义。1、“平衡系数”的实质   要探讨平衡系数的实质，必须从曳引式电梯的原理讲起。垂直电梯是使重物作垂直上下运动的升降设备。从力

3、学的角度，要使一重物在空中保持静止状态，必须有一拉力t与物体的重力q相平衡，即t=q,这时物体处于静止或匀速运动状态，称为力的平衡。此系统称为平衡系统。若要使物体向上运动，速度发生改变，则这一拉力t除了克服物体的重力q，还要提供一个产生加速度的力f，即   t=q+f=q+ma  (m--为物体的质量；a—为加速度)。   如果物体的重力q被另外一个平衡力w所平衡，w=q,即构成一个平衡系统，这时拉力t就不用去克服重力q了，而只需提供使物体产生加速度所需的力,即 t=f=ma 这样就大大减小了拉力t。这就是电梯上采用的“平衡原理”。这个平衡力

4、就是由对重来提供。因此我们要求对重的重力w，要与轿厢及载荷的重力(p+q)相等。   但要真正做到这一点，在电梯的实际应用中非常困难，或且说目前还没有想出一个办法来实现这一点。因为轿厢的载荷q是随机变化的，可能是0（空载）或者100%qh (满载)范围内的任意值，因此我们只能选择一个恰当的对重重量。即取  w=p+kqh ---------------（1）   这个系数k，就是“平衡系数”。因此，平衡系数的实质就是设计配置对重的质量大小。它将影响对重的质量和电梯的不平衡载荷。当轿厢与载荷为p+q ，（其中p—是轿厢的自重；q---是轿厢的实

5、际载荷；qh---轿厢的额定载荷），轿厢侧与对重侧的不平衡载荷为：△t =(p+q)–(p+kqh)=q–kqh--------（2） 2、平衡系数k的取值  从以上式（2）可以看出，只有当q=kqh时系统才处于平衡，因此，不论k取何值，平衡只是相对的，而不平衡是绝对的。我们只能希望系统尽可能地接近平衡。一种简单的办法便是取轿厢载荷变化的平均值。因为轿厢载荷的变化为：0~100%，因此取 k=50%左右都是合理的，很难说取多少更好些。电梯在出厂时并不完全了解实际运行使用时载荷的情况，要想真正达到比较理想的平衡，应该在电梯实际运行使用中，实际测

6、定日常运行载荷的变化。比如，目前大量的住宅电梯其实际的载荷变化基本在0~60%，极少出现满载的情况，因此取k=30%~40%应该更为合适。现在一般的乘客电梯在载荷超过80%时就进入直驶状态，因此真正满载的时候也较少，因此取平衡系数k=40%~50%为合适。相反，一些载货电梯，由于轿厢超面积，其载荷变化会在0~105%，因此平衡系数取k≥50%应该更为合适。必须指出，这里说k的取值是指电梯设计时对平衡系数k的取值，称为设计值，绝不是电梯安装时或使用后随意配置的k值。3、平衡系数k的取值对电梯的影响  上面已经说明，无论平衡系数k如何取值，要以不

7、变的k值应万变的载荷q是不可能的，因此在轿厢与对重系统上不平衡状态是绝对的，从设计的角度，k的取值首先影响作用于曳引轮两侧的不平衡力矩的大小，若最大载荷为超载载荷110%qh，k的取值按40%~50%，则空载时不平衡载荷为：（0.4~0.5）qh，超载时不平衡载荷为：（1.1-k）qh =(0.6~0.7)qh,若按电梯验收检验时的最严重载荷125%qh，则不平衡载荷为1.25-k=（0.75~0.85）qh,这是电梯可能的最大不平衡载荷（指静载荷），也就是电梯必须提供的最小静态曳引力。   这首先影响选用的主机电动机的功率p。主电动机的功率

8、p由下式决定： p∝(1-k)qhvh。如果电梯配套使用的电动机功率足够大，则k的选择将影响电梯运行时耗能的大小，如果选用电动机的功率余量较小，则平衡系数取值不合适