关于电梯设备中电梯平衡系数的探讨

王亮

摘要：随着社会的不断发展，电梯业正处于快速发展阶段，因此电梯的质量安全也普遍受到人们的关注，所以电梯的检验成为相关部门工作的重中之重！电梯平衡系数是电梯监督检验中较为特殊的一个检测项目，而其对于电梯专业人员来说往往是一个生疏又熟悉的参数。本文就关于电梯检测中电梯平衡系数的相关内容进行探讨！

关键词：电梯平衡系数探讨

Abstract: with the continuous development of society, the elevator industry is in rapid development stage, so the quality and safety of the elevator generally also got the attention of people, so the elevator as related inspection department priority! The elevator balance coefficient is the elevator in the supervision and inspection of some special a project detection, and the elevator professional personnel to it often is a rusty and familiar parameters. This paper is about the elevator detection elevator balance coefficients in the relevant contents of discussion!

Keywords: elevator balance coefficient is discussed

中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号

一、平衡系数的含义

电梯的驱动有多种方式，主要有强制式驱动、液压式动、曳引式驱动等，而曳引式驱动是当前电梯业中应用最为广泛的驱动方式。平衡系数作为电梯整体设计的最重要的参数之一，是曳引式驱动电梯的一个很重要的性能指标。所以平衡系数的检测是电梯监督检验中一项很重要的功能试验项目。要正确理解平衡系数的含义，就必须先掌握曳引式驱动电梯的工作原理（如图1 所示）。

曳引电梯工作原理：曳引式电梯就是一种载人或重物沿轨道升降的起重设备。曳引式电梯由安装在机房的电动机、减速箱、制动器等组成的曳引机作为动力装置，钢丝绳通过曳引轮一端连接轿厢，另一端连接对重装置。轿厢与对重装置的重力使曳引钢丝绳压紧在曳引轮的绳槽内，电动机转动时由曳引轮绳槽与曳引钢丝绳之间产生的摩擦力，带动钢丝绳使轿厢和对重作相对运动，轿厢在井道内沿导轨上下运动，将人或重物运送到相应的层站。

1. 电动机 2. 制动器 3. 减速器 4. 曳引钢丝绳

5. 导向轮 6. 绳头组合 7. 轿厢 8. 对重

图1 曳引式驱动电梯的工作原理图

由以上工作原理可知，在电梯运行过程中，对重装置通过对重导靴在对重导轨上滑行，起平

衡作用。对重装置是曳引驱动不可缺少的部分，用来平衡轿厢的重量和部分载荷重量，减少了电动机的功率损耗。

对重的总质量一般由下式决定：W=P+ KQ h（1）

式中：W——对重重量

P—— 轿厢自重

K—— 电梯平衡系数

Q h——电梯额定载重量

由公式（1）可以看出：平衡系数K 的实质就是设计配置对重质量的大小，它的取值大小直接影响对重质量和电梯的不平衡载荷。如果设电梯运行时轿厢实际载荷为Q，此时不平衡载荷△T可表示为：△T=(P+Q)-(P+K Q h)=Q-KQ h （2）

由以上可知，电梯平衡系数K 是为了平衡部分轿厢重量而设置的对重与轿厢的额定载荷之间的比值。其表达式为：K=(W-P)/Q h（3）

因此，电梯平衡系数的作用就是不仅决定了对重质量的大小，也决定了最大不平衡载荷的大小。

二、平衡系数K值的意义

由以上分析可知，如果始终能使△T=0，即Q=KQ h（或 W=P+Q），是最理想的曳引状态，但是轿厢实际载荷Q是一个变量，而且变化是随机的，可能是空载（Q=0）到满载（Q=Q h）范围内的任意值，所以K无论取何值平衡都是相对的，不平衡却是绝对的。这样只能选择一个合适的K值，使△T在多数情况下尽可能地小。国家标准GB/T10058—2009《电梯技术条件》3.3.8规定：曳引电梯的平衡系数K值应在0.4～0.5范围内。国标这个推荐取值不能理解为电梯的K只有在这个范围内才合格，只是绝大多数电梯取这个值是合适的，并非绝对的值。这可能也是考虑到乘客电梯在实际运行中轻载运行机率更大，这样也会使对重偏小些，对空载时防止曳引失效更有利如果假设设计时取K=0.5，则满载时不平衡载荷为（1—K）Q h=0.5Qh，空载时不平衡载荷也是0.5Qh（只是由不平衡载荷产生的不平衡力的方向在空载和满载时相反），如果考虑到电梯要做125%Qh静载试验，则此时最大静不平衡载荷为（1.25－K）Q h=0.75 Q h。电梯运行或静载试验中最大不平衡载荷所产生的最大不平衡力，就是电梯曳引机所要提供的最小曳引力。

因此K的取值，首先影响主电动机功率p的选择。因为p∝（1－K）Q h V h，如果与电梯配套使用的电动机功率足够大，则K的取值将影响电梯运行时能耗的大小；如果电动机功率余量较小，K的取值不合适的话将有可能造成电梯启动后出现倒拉的现象，导致冲顶或溜车事故的发生，严重影响电梯的安全。其次K的取值影响了电梯的曳引能力。K 值大小影响曳引轮两侧钢丝绳的张力的大小，钢丝绳张力的大小又将影响钢丝绳在绳槽内的比压大小，即影响钢丝绳与轮槽之间摩擦力的大小，从而影响了电梯的曳引力的大小。当最大不平衡载荷大于电梯所能提供的最大曳引力时，钢丝绳将与曳引轮槽之间产生相对滑动，即钢丝绳打滑，发生溜车事故，也将影响电梯的安全。第三K的取值将影响电梯对重及轿厢系统的总质量的大小。从而影响着电梯钢丝绳、曳引轮、制动器、限速器-安全钳、缓冲器等各零部件主要参数的选择，所以K的取值直接影响着电梯的安全运行。

三、检测平衡系数K

电梯平衡系数的检验方法有很多，如手动盘车法、直接称重法、无载荷法、电流法等，任何一种方法都有利也有弊。但无论用任何一种方法，都要在真正理解K 的基础上进行，才能得出正确合理的检测结果。TSG T7001～2009《电梯监督检验和定期检验规则》（非正式稿）对K的检验要求：曳引电梯的平衡系数应在0.4～0.5之间，或者符合制造单位的设计值。检验方法：轿厢分别空载、装载额定载重量的25%、40%、50%、75%、100%、110%作上下全程运行，当轿厢和对重运行到同一水平位置时，记录电动机的电流值，绘制电流-负荷曲线以上、下行运行曲线的交点确定平衡系数。以电动机电源输入端为电流检测点。

作为检验人员对检规的这个要求有的并没真正理解，对所有需检电梯都按以上方法做试验，

如果检测得出K=0.4～0.5，则合格，反之为不合格。GB7588—2003《电梯制造与安装安全规范》附录D：应检查平衡系数是否如安装者所说，这种检查可通过电流检测并结合：速度测量（用于交流电动机）或电压测量（用于直流电动机）。这里已经说得非常明确，作为检验人员，在检测之前，首先要做的是了解所要检测的电梯的平衡系数设计值是多少，其次是“检查是否如安装者所说”（这里应注意，并不是说是否在0.4～0.5之间），最后才是使用正确的检测方法，保证平衡系数测试的正确性和准确性。

对经二次装潢过的电梯是否可以按以上方法做K的试验？实践证明，二次装潢过的电梯按常规方法做K的试验已无意义。二次装潢后检测K相当于建立了以下数学模型：装潢后轿厢自重增加，如果设因装潢增加质量为M，这时轿厢自重变为P+M，则：K=（W-P-M）/ Q h （4）

式（4）和式（3）比较，显然由式（4）计算出来的K值变小了。实际检测的结果也是和计算的结果是一致的，得出所谓的K值变小了。并且这个值很容易低于0.4，如果由此得出结论说电梯平衡系数不合格，就不符合K的本意了。这样检测出的K已经不是平衡系数了，因为检验的前提已经错了。K值是个设计值，一经选定，不再随外界条件的改变而改变。经二次装潢过的电梯，除非知道了装潢后增加的质量M，在操作时将M当作轿厢载荷予以考虑，否则将不能准确测量出K。有的安装单位、维保单位等对经二次装潢过的电梯用增加对重的方法来使平衡系数达到原来的值，这种做法非常不妥。这样的后果是直接地增加了轿厢和对重系统的总质量，增加了电梯的负担，使原设计的安全系数得不到保障，增加了安全陷患。

四、结束语

作为一名电梯检验的工作者，我们要做到对我们正在检测的项目，不仅要知其然，更要知其所以然，这样才不至于只浮于表面。要善于对所测得的数据进行分析、总结与归纳，得出准确、正确的检测结果。

参考文献：

[1] TSG T 7001—2009，电梯监督检验和定期检验规则[S].

[2]GB/T 10058—2009，电梯技术条件[S].

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。