电梯补偿链动态悬挂特性研究

黄邦芝 章德林 陈宗瑶 杨齐捷 陈继宣

摘  要：本文在考虑到电梯补偿链实际运动形式的基础上，建立了电梯补偿链在运动状态下的微分方程，并且通过对数值进行求解的方式，了解相较于静态状态，补偿链在加速状态下会偏移向轿厢或对重侧，通过这种研究方式，在明确当前电梯补偿链安装方式的基础上，合理应用分析结果，开展补偿链的有效安装，进一步提升电梯安装运行的安全性与稳定性，希望能够给读者带来启发。

关键词：电梯;补偿链;动态悬挂特性

引言：

为消除电梯上下时轿厢、对重侧重量的不平衡变化情况，在电梯设计安装过程中，人们使用补偿链对曳引钢丝绳的重量变化情况加以平衡，这一情况的出现不仅能推动电梯朝着安全、节能、平稳的方向发展，还可以为电梯制造生产以及建筑整体质量安全的提升，提供有效的支持。

一、电梯补偿链的结构

补偿链作为电梯上的一种常见装置，主要被用于平衡曳引钢丝绳、随行电缆的重量，保持电梯运行的稳定性，其配备情况与楼层高度、电梯额定速度、额定荷载等信息之间存在着直接的联系。具体来说，当前大部分电梯的补偿链为铁链，通过U型栓，补偿链的两端分别被固定在轿厢与对重底部，若电梯的轿厢位于顶层，那么曳引钢丝绳主要位于对重侧，补偿链主要位于轿厢侧;若电梯的轿厢位于底层，那么曳引钢丝绳主要位于轿厢侧，补偿链主要位于对重侧[1]。

二、电梯补偿链动态悬挂特性

（一）建立模型

现阶段，对电梯补偿链的动态悬挂链特性加以研究，不仅可以有效平衡曳引钢丝绳两端的重量，还能为井道部件设置工作的顺利开展提供有效的支持。如图1所示为电梯补偿链的悬挂示意图，设补偿链悬挂的最低点坐标为（0，C），并以此为基准建立补偿链坐标系，轿厢侧补偿链悬挂点的坐标为（x1，y1），对重侧补偿链悬挂点的坐标为（x2，y2），在计算过程中，忽略电梯、补偿链振动、变形等问题的影响，取图1中的任意一段，对其进行微分受力分析[2]。

电梯补偿链微分受力情况如图2所示，设微分段补偿链的张力为T，单位为N;补偿链的密度为ρ，单位为kg/m;重力加速度为g，单位为m/s2，补偿链与水平线间的夹角为θ，单位为rad;补偿链的运行加速度为a，单位为m/s2;dT指的是补偿链张力的微变化量;dθ指的是补偿链角度的微变化量;ds指的是补偿链长度的微变化量。以图2的受力情况为依据，可以构建该微分段补偿链的微分动态受力平衡方程：

（二）数值法

在对补偿链进行分析时，已知左右悬挂吊点的y方向位置分别为y1与y2，补偿链的总长度为L，补偿链的密度为，运行加速度为a，左右悬挂吊点的水平距离为Lx，现阶段，设s（ds弧段）为整个补偿链的离散长度，那么这条补偿链的总段数可以为N=，同时，补偿链的受力单元的受力图如图3所示，此时以图3为基础，对公式（3）、（4）、（5）、（6）进行整理，则可以得到差分方程：

对上述差分方程进行分析，并以此为基础开展最低点（0，C）、右侧补偿链特性、y值是否达到右侧顶点、左侧补偿链等补偿位置的计算。通过不断开展迭代计算的方式，最终获得整条补偿链的每个微分段的具体位置，并以此为基础，了解整个补偿链的悬挂特性。

（三）实例分析

某款曳引乘客电梯为保证电梯运行的稳定性，在设计安装时应用了一根总长度为40.5m、密度为2.98kg/m的补偿链，并且补偿链悬挂吊点的水平距离为35cm，电梯的下行加速度是0.5m/s2，当轿厢位置在顶层时，轿厢侧补偿链的高度为38.5m;对重侧补偿链的高度为2.5m;当轿厢位置在中间位置时，轿厢侧补偿链的高度为18.5m;对重侧补偿链的高度为22.5m;当轿厢位置在顶层时，轿厢侧补偿链的高度为2.5m;对重侧补偿链的高度为38.5m。假设该补偿链的加速度为0，分别用悬链线法与数值法对补偿链的动态位置进行计算，并将计算结果以曲线图的形式展现出来，可以发现，这两种计算方法的曲线圖趋于一致，在高度相同的情况下，两种方法计算得到的最大水平差异距离约为2mm，这种情况的存在说明在当前电梯工程施工过程中，数值法的应用可以满足工程建设对于电梯安装精准度的需要。

结论：总而言之，在当前的电梯设计安装过程中，对补偿链的动态悬挂特性进行分析，可以帮助人们更好地认清在电梯运转过程中，补偿链与电梯井道中其它位置部件之间的关系，在为后续部件安装提供参照的同时，保证电梯始终能够保持相对平稳的运动状态，降低电梯晃动问题出现的可能性。

参考文献：

[1]冯双昌，陈杰，沈文浩.电梯补偿链断链或过度伸长预警装置的设计[J].机电信息，2021（20）：49-50.

[2]傅武军.电梯补偿链动态悬挂特性分析[J].机械工程师，2021（05）： 42-43+48.2C2BCF93-6A25-4765-87B2-28DD418F2B89