電梯檢驗(yàn)中平衡系數(shù)測(cè)量方法分析

摘 要：電梯檢驗(yàn)屬于常態(tài)性工作，旨在保障電梯的安全穩(wěn)定運(yùn)行。平衡系數(shù)測(cè)量作為重要檢驗(yàn)內(nèi)容之一，反映了電梯運(yùn)行的性能指標(biāo)，因此必須給予高度關(guān)注。本文結(jié)合電梯檢驗(yàn)中平衡系數(shù)的概念，充分闡述電梯平衡系測(cè)量方法，并結(jié)合常用的電流測(cè)量法實(shí)例進(jìn)行分析，以期為電梯檢測(cè)提供有益參考。

關(guān)鍵詞：電梯檢驗(yàn);平衡系數(shù);測(cè)量方法

中圖分類號(hào)：TU857 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）32-0020-03

Analysis of Measurement Method of Balance Coefficient in Elevator

Inspection

LI Dianwei

（Fujian Special Equipment Inspection & Research Institute， Quanzhou Branch， Quanzhou Fujian 362200）

Abstract： Elevator Inspection belongs to normal work， which aims to ensure the safe and stable operation of elevator. As one of the important inspection contents， the measurement of balance coefficient reflects the performance index of elevator operation， so we must pay high attention to it. Combined with the concept of balance coefficient in elevator inspection， this paper fully expounds the measurement method of elevator balance system， and analyzes the examples of common current measurement methods， so as to provide useful reference for elevator inspection.

Keywords： elevator inspection;equilibrium coefficient;measuring method

伴隨我國(guó)高層建筑規(guī)模的擴(kuò)大，人們對(duì)電梯的依賴性越來(lái)越強(qiáng)。電梯設(shè)備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)能夠?yàn)槿藗兂鲂刑峁O大便捷。電梯作為頻繁使用的機(jī)械設(shè)備，其安全性和穩(wěn)定性備受關(guān)注，必須有效掌握其運(yùn)行參數(shù)，以確保電梯運(yùn)行的安全和穩(wěn)定。平衡系數(shù)作為電梯檢驗(yàn)的關(guān)鍵指標(biāo)，在電梯運(yùn)行中具有重要地位，是評(píng)估電梯運(yùn)行質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一。通常，它的平衡系數(shù)應(yīng)保持在0.4～0.5，否則難以保障電梯設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，在電梯檢測(cè)中應(yīng)當(dāng)將平衡系數(shù)測(cè)量作為重要內(nèi)容予以考量。

1 電梯平衡系數(shù)的概念及測(cè)量要求

1.1 電梯平衡系數(shù)的概念

所謂電梯平衡系數(shù)，即對(duì)重與轎廂質(zhì)量之差與額定載質(zhì)量間的比值。根據(jù)電梯檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法，計(jì)算公式如下：

K=W-P/Q （1）

式中：K表示平衡系數(shù);W表示對(duì)重質(zhì)量，單位為kg;P表示轎廂系統(tǒng)總質(zhì)量，單位為kg;Q表示額定載質(zhì)量，單位為kg。根據(jù)式（1）中表現(xiàn)的計(jì)算關(guān)系可知，電梯平衡系數(shù)的決定因素包括對(duì)重質(zhì)量、轎廂質(zhì)量及額定載質(zhì)量。通常額定載質(zhì)量在電梯設(shè)計(jì)時(shí)確定，因此平衡系數(shù)更易受對(duì)重質(zhì)量和轎廂質(zhì)量的影響。

1.2 電梯平衡系數(shù)測(cè)量要求

根據(jù)《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則——曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》（TSG T7001—2009）的要求，電梯的平衡系數(shù)應(yīng)保持在0.4～0.5[1]。因此，在電梯檢驗(yàn)中，平衡系數(shù)測(cè)量如果限值出現(xiàn)較大波動(dòng)或差異，則不符合相關(guān)的使用要求，應(yīng)當(dāng)及時(shí)實(shí)施維護(hù)及檢修，確保電梯使用的安全性、穩(wěn)定性及效率。另外，在監(jiān)督檢驗(yàn)中，平衡系數(shù)試驗(yàn)屬于B類檢驗(yàn)項(xiàng)目，必須在其平衡系數(shù)符合規(guī)范要求時(shí)才能夠?qū)嵤┖罄m(xù)的相關(guān)檢驗(yàn)。例如，基于額定載質(zhì)量的30%、40%、45%、50%和60%實(shí)施裝載測(cè)量，并根據(jù)電梯上下運(yùn)行中所產(chǎn)生的電流值變化繪制相應(yīng)的電流負(fù)荷曲線圖，從而測(cè)量平衡系數(shù)[2]。定期檢測(cè)時(shí)，平衡系數(shù)試驗(yàn)屬于C類檢驗(yàn)項(xiàng)目，要求每5年不少于一次125%額定載質(zhì)量制動(dòng)試驗(yàn)，以確保其達(dá)到相關(guān)的技術(shù)要求。

2 電梯平衡系數(shù)的相關(guān)測(cè)量方法分析

2.1 電流測(cè)量法

該測(cè)量方法在電梯檢驗(yàn)中較為常見(jiàn)，具體是指利用額定載質(zhì)量的30%、40%、45%、50%和60%實(shí)施裝載測(cè)量。電梯上行和下行過(guò)程中，利用鉗形電流表測(cè)量轎廂及對(duì)重運(yùn)行至同一水平位置時(shí)的電機(jī)電流值，并根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)繪制電流-載荷關(guān)系曲線圖，將上行曲線和下行曲線的交點(diǎn)作為電梯平衡系數(shù)值，如圖1所示。

2.2 溜車法

該測(cè)量方法指利用轎廂與對(duì)重質(zhì)量相等，測(cè)量電梯的平衡系數(shù)。它具體由3個(gè)步驟構(gòu)成：①確保對(duì)重與轎廂處于同一水平位置;②將額定載質(zhì)量的40%配重放入轎廂;③采取搬運(yùn)松閘裝置打開(kāi)抱閘，并觀察轎廂的移動(dòng)方向。若上移則表明平衡系數(shù)高于40%，此時(shí)持續(xù)向轎廂增加載荷，直至其實(shí)現(xiàn)靜止，此時(shí)轎廂內(nèi)載荷即視為對(duì)重與轎廂的質(zhì)量差;反之，若轎廂出現(xiàn)下移，則采取相反的方法進(jìn)行計(jì)算，最終獲得電梯的平衡系數(shù)。

2.3 盤(pán)車手輪扭矩測(cè)量法

這種測(cè)量方法旨在利用盤(pán)車手輪產(chǎn)生的扭矩測(cè)量轎廂和對(duì)重質(zhì)量，以計(jì)算質(zhì)量差來(lái)測(cè)量平衡系數(shù)。測(cè)量的具體步驟為：①保持轎廂與對(duì)重處于同一水平位置;②松開(kāi)抱閘，發(fā)揮盤(pán)車手輪的作用，以使轎廂與對(duì)重達(dá)到靜態(tài)平衡，并根據(jù)測(cè)量要求測(cè)量轎廂上行及下行的扭矩;③在綜合扭矩計(jì)算中，利用不同方向扭矩的平均值作為轎廂側(cè)與對(duì)重測(cè)質(zhì)量差，最后利用力矩平衡方程計(jì)算兩者的質(zhì)量差，以反映電梯的平衡系數(shù)。

2.4 鋼絲繩測(cè)力法

根據(jù)現(xiàn)階段電梯平衡系數(shù)的測(cè)量方法，鋼絲繩測(cè)力法也有諸多裝置。雖然操作上有所差異，但其基本原理均保持一致。具體測(cè)量方法如圖2所示。

根據(jù)圖2的測(cè)量方法，可以將其歸納為如下步驟：①保持轎廂與對(duì)重在同一水平位置;②使用兩個(gè)分別處于上下位置的夾具，將空載轎廂側(cè)鋼絲繩夾緊;③利用手動(dòng)液壓泵收縮夾具兩端，確保鋼絲繩處于不受力狀態(tài);④觀察測(cè)力傳感器的數(shù)據(jù)，將其作為空載轎廂的質(zhì)量;⑤將夾具置于對(duì)重側(cè)，采取相同的方式和流程重新操作，由此獲得對(duì)重的質(zhì)量數(shù)據(jù)，再利用兩個(gè)結(jié)果之間的對(duì)比和換算，計(jì)算電梯的平衡系數(shù)。

2.5 功率法

功率法主要基于平衡系數(shù)測(cè)量的定義，借助數(shù)學(xué)公式之間的換算獲得平衡系數(shù)與功率、速度間的關(guān)系。測(cè)量裝置由速度測(cè)量裝置、功率測(cè)量裝置及數(shù)據(jù)處理模塊等構(gòu)成[3]。按照功率法的測(cè)量要求，測(cè)量步驟如下：①將鋼絲繩與速度測(cè)量裝置波輪貼合，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量轎廂上下行速度;②電機(jī)電壓及電流數(shù)據(jù)由功率測(cè)量裝置采集完成，并獲得電梯運(yùn)行的實(shí)時(shí)功率;③將獲取的數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)處理模塊，最終獲得電梯的平衡系數(shù)。

3 電梯平衡系數(shù)測(cè)量實(shí)例分析

本案例以常見(jiàn)的電流測(cè)量法為主，選擇確定某高層建筑的曳引式電梯。該電梯為9層9站9門(mén)，額定載荷為1 000 kg，運(yùn)行速度為1.75 m/s。為便于實(shí)施數(shù)據(jù)處理及分析，將試驗(yàn)劃分為A、B、C、D共4組。

具體測(cè)量步驟如下：①電源輸入端電壓測(cè)量采用萬(wàn)用表實(shí)施測(cè)量，通過(guò)測(cè)量觀察該電源輸入是否在額定電壓值的±7%范圍內(nèi)波動(dòng)，以確保其達(dá)到測(cè)量要求;②運(yùn)用高精度鉗形電流表，選擇測(cè)量點(diǎn)時(shí)要以電梯變頻器輸出端或電機(jī)輸入端任意動(dòng)力線為主，按照要求確定量程，在明確后利用鉗形電流表夾緊動(dòng)力線;③加載載荷選擇每件25 kg的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量砝碼，為保證測(cè)量的精確性，應(yīng)當(dāng)去除轎廂內(nèi)非標(biāo)準(zhǔn)砝碼以外的重物，并且依據(jù)相關(guān)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)不同工況下的上行、下行電流值實(shí)施測(cè)量。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)記錄方法如表1所示。

在平衡系數(shù)測(cè)量中需要注意，由于電梯額定載荷存在差異，因此在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇合適的砝碼，以避免在計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)較大偏差，如采用整數(shù)砝碼質(zhì)量替代理論計(jì)算值等現(xiàn)象[4-5]。測(cè)量時(shí)可以利用實(shí)際載荷百分比繪制電流-負(fù)荷曲線，以消除整數(shù)砝碼質(zhì)量產(chǎn)生的誤差，并且規(guī)避如主機(jī)性能、導(dǎo)軌安裝及電網(wǎng)電壓等產(chǎn)生的影響因素，保障平衡系數(shù)測(cè)量的精確性。

4 結(jié)語(yǔ)

電梯檢驗(yàn)中平衡系數(shù)測(cè)量，事關(guān)電梯運(yùn)行的安全及穩(wěn)定，在實(shí)際測(cè)量中必須掌握有效的方法，確保測(cè)量的準(zhǔn)確性、安全性和可靠性，切實(shí)防范安全隱患的產(chǎn)生，真正把好電梯使用的質(zhì)量關(guān)和檢測(cè)關(guān)。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則：曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯：TSGT 7001—2009[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[2]劉利文，李冬如.曳引電梯平衡系數(shù)的測(cè)量方法及其對(duì)電梯運(yùn)行的影響分析[J].機(jī)電信息，2016（9）：91-92.

[3]李典偉.基于單次載荷測(cè)試電梯平衡系數(shù)方法的研究[J].中國(guó)電梯，2019（3）：34-35.

[4]張超，周云彬.關(guān)于曳引電梯平衡系數(shù)試驗(yàn)的檢驗(yàn)分析[J].科技風(fēng)，2020（30）：161-162.

[5]韓亮斌，安俊.電梯平衡系數(shù)檢驗(yàn)中的相關(guān)問(wèn)題[J].特種設(shè)備安全技術(shù)，2020（5）：36-37.