曳引式电梯平衡系数的合理配置探讨

秦宜奋

（上海市特种设备监督检验技术研究院，上海 200062）

曳引式电梯平衡系数的合理配置探讨

秦宜奋

（上海市特种设备监督检验技术研究院，上海 200062）

曳引式电梯是现代高层建筑常见的交通运输工具，电梯的安全越来越被人们所关注，而平衡系数是曳引式电梯重要的特性参数之一，关系到电梯安全运行性能和曳引机功率及能耗的大小，本文在介绍曳引式电梯曳引原理的基础上，分析了平衡系数的本质，以及平衡系数对电梯安全和节能方面的影响，讨论了曳引式电梯不同工作状况下的平衡系数合理配置。

曳引式电梯 平衡系数 合理配置

1　引言

电梯的驱动方式有强制式驱动、液压驱动、曳引式驱动等多种方式，曳引驱动又是现代电梯应用最普遍的驱动方式，而电梯平衡系数是电梯重要的特性参数之一，关系到电梯安全运行性能和曳引机功率及能耗大小。电梯平衡系数的本质是什么？在实际电梯如何合理设计、配置电梯平衡系数是本文所主要讨论的问题。

2　平衡系数的本质

只有正确理解平衡系数的本质，才能根据电梯的不同使用工况合理配置平衡系数。要正确理解平衡系数的本质，就必须先了解曳引式驱动电梯的工作原理（如图l所示）。

如图1所示， 曳引式驱动电梯的结构是悬挂与曳引轮上的钢丝绳一端连接轿厢，另一端连接对重，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，电机驱动曳引轮转动，依靠曳引轮轮槽与钢丝绳的摩擦力来驱动轿厢和对重在井道中上下相对运行。对重装置的作用是平衡轿厢及载荷重量，同时使钢丝绳在曳引轮上形成正压力，进而在曳引轮上产生摩擦曳引驱动力，对重的大小决定了平衡系数的大小。

GB7588-2003附录G规定平衡系数即是额定载荷及轿厢质量由对重或平衡重平衡的量。按照这个定义，平衡系数是电梯部件（轿厢系统与对重系统）的重量相互比例关系的一个量值。是一个静态参数，没有考虑电梯运行中的工况。

平衡系数的数学表达式是:k=（（W-P）/Q）*100%

式中:k——平衡系数；W——对重质量；P——轿厢质量；Q——额定载荷

有上述公式可知，平衡系数k就是对重的重量减去空轿厢的重量后所剩余重量与额定重量的比值。平衡系数的实质是设计配置对重质量的大小。

因为平衡系数的取值直接影响曳引轮两边的重量差，即影响电机功率，进而影响曳引电机使电梯运行所消耗的能量。平衡系数的大小将对钢丝绳在绳槽内的比压产生影响，平衡系数越大（在一定范围内）则系统总的质量增加，钢丝绳对曳引轮的比压也越大，则曳引钢丝绳提供的曳引能力就越强。因此平衡系数的取值既决定不平衡载荷，也将影响电梯的曳引能力。

3　如何合理配置平衡系数

上面平衡系数对电梯安全和能耗的影响可知，通过合理配重平衡系数可以提高电梯的曳引能力和降低能耗。当对重重量与轿厢自重和载荷相等，曳引电机只提供电梯上下运行的初速度，这时能耗最低，电梯拥有最佳性能。实际使用过程中是很难实现的，因为载荷是个变量，而对重是个定量，所以对重不可能与轿厢和载荷在任何时候都相等。所以我们只能选择一个适当的对重，使得大多数情况下对重重量与轿厢自重和载荷相等或接近相等。GB/T10058——2009《电梯技术条件》3.3.8条规定，各类电梯的平衡系数应为0.4～0.5范围内，这个推荐取值不能理解为电梯的平衡系数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。平衡系数K是个设计参数，设计时取0.4还是0.5并不重要，甚至可以取0.2或0. 6。至于如何取K值，则主要根据电梯具体应用在什么场合。目前住宅电梯载荷多在60%Q 以下，所以取K=0.3左右也许更合适，大多数轻载的别墅电梯也许可以取值更低。这些经常是轻载的电梯平衡系数K取值不一定非得在0-4 0.5之间，取值应为0.3～0.4或者更小，原因主要有以下两点:第一。可以更有效地平衡掉轿厢内小幅度变化的载荷，达到真正的节能效果；第二，平衡系数小，意味着可以减少对重块数量，直接体现为可以降低制造企业生产和运输成本；间接上降低了轿厢、对重系统的总质量M，更有利于曳引钢丝绳、曳引轮以及安全钳、缓冲器等安全部件的选型。载货电梯载荷多在50%额定载荷以上，取k=0.5以上也可能更好，对病床电梯经常是接近满载甚至可以取0.6。这些经常重载的平衡系数取较大值，主要是因为用户需要，保障曳引力和较低的能耗。因此平衡系数的合理配置关键要看电梯根据实际用途及运行环境在设计时选定的K值。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。

TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则-曳引与强制驱动电梯》8.5平衡系数实验要求曳引电梯的平衡系数应当在0. 40～0.50之间，或者符合制造（改造）单位的设计值。在GB7588—2003附录D的曳引检查中这样说明:“应检查平衡系数是否如安装者所说”，这里的“安装者所说”实指设计值，并非安装人员随心所欲的结果。这就要求电梯制造厂商务必将电梯设计的平衡系数值，告知安装施工人员，安装施工人员务必遵照设计值配置对重装置，并不得随意更改轿厢自重。验检测机构进行验收检验时必须测定其实际值与设计值是否一致，并检查其是否私自更动轿厢自重等参数。平衡系数的检测中，不仅要测试平衡系数值是否在40%～50%范围，还要审查设计制造资料，看测定的平衡系数是否和设计值一致，从而可总之，平衡系数的配置参考设置在在0.40～0.50之间，根据电梯的性能和使用的实际状况可以进行适当的调整，才能达到曳引式电梯的安全性和绿色节能的有机结合。

以判断分析轿厢是否有异常的装潢。

［1］毛怀新.电梯与自动扶梯的技术检验.北京：学苑出版社，2001.

［2］GB7588——2003，电梯制造与安装安全规范.

［3］GB/T 10058-2009，电梯技术条件［S］.

［4］GB/T 10059-2009，电梯试验方法［S］.

［5］TSG T7001-2009， 电梯监督检验和定期检验规则［S］.