電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)方法分析

邢建

摘 要：電梯平衡系數(shù)是電梯重要特性參數(shù)，平衡系數(shù)取值是否合理直接影響電梯的安全性和舒適性。在實(shí)際使用中，由于裝修等原因會(huì)導(dǎo)致轎廂或?qū)χ氐闹亓砍霈F(xiàn)變化，使電梯平衡系數(shù)過(guò)小或過(guò)大都會(huì)影響電梯的使用安全。基于此，文中筆者根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)就電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)方法進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。

關(guān)鍵詞：電梯；平衡系數(shù)；檢測(cè)方法；

據(jù)國(guó)家質(zhì)檢總局統(tǒng)計(jì)，截至2017年底，全國(guó)在用電梯數(shù)量732.69萬(wàn)臺(tái)，已成為人民群眾生活中不可或缺的日用工具。電梯平衡系數(shù)是電梯重要特性參數(shù)，平衡系數(shù)取值是否合理直接影響電梯的安全性和舒適性。因此，電梯平衡系數(shù)的測(cè)量極其重要，將直接關(guān)系到電梯運(yùn)行時(shí)的人員及設(shè)備安全問(wèn)題，也涉及到一個(gè)電梯的節(jié)能環(huán)保效益。近年來(lái)，人們給予電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)以廣泛關(guān)注，許多人員也付出巨大努力，然而，在平衡系數(shù)的設(shè)定方面仍然存有較大的盲目性，當(dāng)前的檢測(cè)方法也存在著一些不可忽視的缺點(diǎn)。為了能夠更快捷、更精準(zhǔn)地檢測(cè)電梯平衡系數(shù)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，了解目前的檢測(cè)方法、尋找新的檢測(cè)方法具有舉足輕重的意義。

一、電梯平衡系數(shù)的簡(jiǎn)單概述

1.電梯的平衡系統(tǒng)

對(duì)于一架符合標(biāo)準(zhǔn)的電梯來(lái)說(shuō)，平衡系統(tǒng)的設(shè)置檢測(cè)及操作運(yùn)行都是至關(guān)重要的。實(shí)際上，電梯的平衡系統(tǒng)的原理比較容易理解，也就是使對(duì)重載荷量同轎廂能夠達(dá)到相對(duì)平衡的狀態(tài)，確保轎廂與對(duì)重間的重量差在電梯工作過(guò)程中始終可以保持在一個(gè)具體限度之內(nèi)，促進(jìn)電梯的曳引、傳動(dòng)等操控都安全、平穩(wěn)地運(yùn)行。一般來(lái)說(shuō)，電梯的平衡系統(tǒng)是由兩大部分組成的，分別是對(duì)重裝置及重量補(bǔ)償裝置。

2.電梯的平衡系數(shù)

實(shí)踐證明，要想實(shí)現(xiàn)電梯平衡系統(tǒng)的有效運(yùn)行是具有很大難度的，因?yàn)檩d荷量始終在發(fā)生變化，而配重則是個(gè)定量，所以配重和轎廂和載荷在任何時(shí)候都相等的狀態(tài)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。為了應(yīng)對(duì)這種情況，我們必須要選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)呐渲?，使電梯的運(yùn)行基本上接近于理想的平衡狀態(tài)，這樣就引入了電梯平衡系數(shù)的概念。所謂平衡系數(shù)，指的是曳引電梯對(duì)重總重量和轎廂自重的差值與額定載荷的相對(duì)比值，是保證電梯正常操作、平穩(wěn)運(yùn)行的重要性能指標(biāo)。在計(jì)算電梯的平衡系數(shù)時(shí)，有明確的數(shù)學(xué)表達(dá)公式，即k=（w-P）/Q，其中的：P是指轎廂本身的自重，w代表對(duì)重的重量，Q則是指轎廂的額定載荷量，K就是我們所說(shuō)的“平衡系數(shù)”。從這一表達(dá)公式上可以看出，平衡系數(shù)是一個(gè)綜合性、整體性的參數(shù)，絕對(duì)不能單獨(dú)從某一方面片面地去設(shè)立平衡系數(shù)。對(duì)于電梯的平衡系數(shù)，我們國(guó)家有明確的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，各類電梯的平衡系數(shù)應(yīng)在0.4-0.5的范圍之內(nèi)，平衡系數(shù)在電梯制動(dòng)減速度、提升高度等具體條件下可以在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.4以下。

3.電梯平衡系數(shù)的影響

作為電梯最重要的性能指標(biāo)，電梯的平衡系數(shù)無(wú)疑會(huì)對(duì)電梯的整體構(gòu)造及系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生一系列嚴(yán)重的影響。其中比較明顯的是對(duì)選用的主機(jī)所帶電動(dòng)機(jī)的功率的影響，因?yàn)槠胶庀禂?shù)的差異會(huì)關(guān)系到平衡系統(tǒng)兩邊的重量差值，從而就影響了電機(jī)在電梯運(yùn)行時(shí)所消耗的能量，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是影響電機(jī)的功率k的取值，該值越大，兩邊的重量差值越小，電機(jī)的功率就會(huì)越小；與之相反，k的取值越小，電機(jī)的功率自然越大。平衡系數(shù)還會(huì)直接影響到整個(gè)電梯平衡系統(tǒng)的總重量，比如會(huì)影響到鋼絲繩、齒輪槽、繩槽、安全鉗、緩沖儀等具體部件的規(guī)格尺寸，以及受慣性的影響會(huì)改變電梯運(yùn)行中的起動(dòng)和制動(dòng)的加速度，這樣就會(huì)對(duì)電梯的安全系數(shù)產(chǎn)生一定的影響。除此之外，平衡系數(shù)還會(huì)對(duì)電梯兩側(cè)的鋼絲繩的張力產(chǎn)生一定影響，從而對(duì)鋼絲繩在繩槽內(nèi)的比壓產(chǎn)生影響，具體來(lái)說(shuō)，張力越大比壓就也越大，鋼絲繩所具備的曳引能力就越強(qiáng)，因此平衡系數(shù)除了會(huì)關(guān)涉到不平衡載荷量，還會(huì)對(duì)電梯的曳引能力產(chǎn)生不可忽視的影響。

二、電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)方法

1.空載功率法

空載功率法與電流-負(fù)荷曲線圖法的檢測(cè)結(jié)果一致性較好，技術(shù)相對(duì)成熟，因無(wú)需加載，效率提升一半以上。且此法不用砝碼，節(jié)省大量人力物力，將成本有效降低，應(yīng)大力推廣應(yīng)用。具體方法為：轎廂空載，將轎廂從頂層端站直駛至底層端站，記錄轎廂與對(duì)重運(yùn)行到同一水平位置時(shí)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)有效功率和轎廂運(yùn)行速度。然后轎廂空載，從底層端站直駛至頂層端站，記錄轎廂與對(duì)重運(yùn)行到同一水平位置時(shí)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)有效功率和轎廂運(yùn)行速度。再通過(guò)公式 電梯平衡系數(shù)；Q- 額定載重量（Kg）；NX- 轎廂空載下行功率（W）；NS- 轎廂空載上行功率（W）；vx- 轎廂空載下行速度（m/s）；vs- 轎廂空載上行速度（m/s）gn- 重力加速度，取9.8m/s?！壳蟪銎胶庀怠?/p>

2.電流檢驗(yàn)法

目前，我們也可以通過(guò)對(duì)電流的檢驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)，具體操作如下。我們應(yīng)該嚴(yán)格選取電梯空載及額定載荷轎的數(shù)量，按照這個(gè)數(shù)量的1/4、1/2、3/4和1分別裝入轎廂，然后對(duì)電梯進(jìn)行適當(dāng)技術(shù)操控，確保其能夠全程直駛運(yùn)行。此時(shí)的工作人員需要對(duì)轎廂所在同一水平面時(shí)的電流、電壓及速度等數(shù)值分別進(jìn)行詳細(xì)記錄，然后使用交流電動(dòng)機(jī)測(cè)量電流，并結(jié)合記錄下的數(shù)值去繪出相應(yīng)曲線，根據(jù)上、下運(yùn)行的曲線交點(diǎn)來(lái)確定電梯的平衡系數(shù)。這一電流檢驗(yàn)法是國(guó)家有關(guān)部門頒布實(shí)施的重要檢驗(yàn)方法，由于測(cè)量的數(shù)值較為準(zhǔn)確，又有法律制度的保障，近年來(lái)得到全國(guó)各地檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的廣泛青睞。然而，我們也應(yīng)該看到，這種方法的實(shí)際操作其實(shí)是比較困難的，因?yàn)檫@種方法需要在不同的負(fù)載條件下對(duì)上下運(yùn)行的電流、電壓及速度值進(jìn)行反復(fù)測(cè)量，具有較大的工作量，在測(cè)量電流時(shí)可能會(huì)因儀表和位置出現(xiàn)較大的誤差，另外，在繪制曲線時(shí)，人為因素可能會(huì)有較大影響。這些無(wú)疑都會(huì)對(duì)最終測(cè)量的電梯平衡系數(shù)值的準(zhǔn)確性產(chǎn)生一定影響，需要我們進(jìn)一步的完善和解決。

3.張力測(cè)量法

當(dāng)然，我們還可以充分利用現(xiàn)有的測(cè)力工具來(lái)完成對(duì)平衡系數(shù)的測(cè)量，比如我們可以用電子測(cè)力儀和彈簧測(cè)力計(jì)等測(cè)力裝置去逐一牽拉對(duì)重鋼絲繩到同樣的距離，計(jì)算出他們的平均值，再將每根鋼絲繩的拉力和平均值進(jìn)行對(duì)比，以方便接下來(lái)對(duì)鋼絲繩張力的相應(yīng)調(diào)整。到目前為止，對(duì)鋼絲繩張力測(cè)量的儀器眾多，功能各異，各自發(fā)揮著重要作用。其中的鋼絲繩張力均勻度分析檢測(cè)儀，便是比較受人們關(guān)注和青睞的一個(gè)，它通過(guò)儀器上的光電探頭等裝置去采集每根鋼絲繩的振動(dòng)頻率，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在單片機(jī)的內(nèi)存設(shè)備中，再通過(guò)該頻率與張力的數(shù)學(xué)公式計(jì)算出每根鋼絲繩的張力比值，最后由儀器顯示最終結(jié)果。由于該分析儀操作方便，結(jié)果直觀，不易受測(cè)量人為主觀因素的影響，因此測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確，應(yīng)用更加廣泛。

總結(jié)

近年來(lái)，隨著電梯應(yīng)用的發(fā)展和普及，我國(guó)有關(guān)部門對(duì)電梯平衡系數(shù)的測(cè)量水平的提升給予了足夠的重視，許多行業(yè)單位也付出了很大的努力。但由于我國(guó)的電梯技術(shù)的研發(fā)剛剛起步，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家在理論經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際操作方面都略有不足，在設(shè)計(jì)、檢測(cè)和使用時(shí)仍然有一定的問(wèn)題存在，這些問(wèn)題關(guān)乎著我國(guó)人民生活的安全水平，以及全電梯系統(tǒng)的正常運(yùn)作，因此發(fā)現(xiàn)電梯平衡系數(shù)不符合安全標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行整改。

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（作者單位：安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院）