影响电梯平衡系数的因素分析

陈强

摘 要：随着社会的发展，建筑物规模的加大，楼层的加高，电梯的稳定性、舒适性和美观等方面要求就更高。电梯种类方面也实现了多样化发展，作为特种设备，电梯上已经采取了多种安全保护措施。在电梯运行过程中，平衡系数是决定其稳定性与安全性的关键，将实际系数与标准系数相对比，判断其大小，可以评估电梯是否存在性能方面的问题。电梯在设计阶段都会对机械和电气采用了最大安全系数或保险系数计算。基于此，文中笔者就影响电梯平衡系数的因素进行简要阐述。

关键词：电梯；平衡系数；因素；

随着社会的发展，建筑物规模的加大，楼层的加高，电梯的稳定性、舒适性和美观等方面要求就更高。在电梯运行过程中，平衡系数的选择会直接影响对重的质量和电梯的不平衡载荷。因此，电梯要想平稳运行，必须选择一个合适的平衡系数值。由于电梯的作用是载人上下楼，每次的载重都不确定，为保持电梯能够平稳地运行，《电梯制造与安装安全规范》中明确规定电梯的安全系数应该设定在0.4～0.5之间。

一、电梯的工作原理

电梯是依靠驱动来工作的，曳引驱动、液压驱动、强制驱动都是电梯常见的驱动方式，目前广泛使用的驱动方式是曳引驱动。所谓的曳引驱动就是利用曳引钢丝绳和曳引轮之间的相对摩擦力对电梯进行驱动的方式，曳引轮在曳引机的驱动下运转，电梯在这种强大的曳引驱动力驱动下开始工作。在曳引钢丝绳的两端分别固定着轿厢和对重装置，对重装置可以平衡掉一部分轿厢的载重，从而减少一定的电能消耗。曳引钢丝绳紧贴在曳引轮之中，在曳引机的驱动下，曳引轮与钢丝绳发生相对运动的趋势，从而产生摩擦力，这种摩擦力是轿厢和对重可以远动的动力，轿厢或者对重发生运动就是电梯发生运动。

二、平衡系数的定义

对曳引驱动电梯而言，平衡系数是其重要的性能指标。对重装置用来平衡轿厢的部分载重，从而使电动机的的运行负载减轻。电梯本身的质量是固定的，但是电梯在运行的过程中负载确是无法确定的，而对重的质量也是一定的，所以为了使得电梯在不同的负载情况下运行地比较平稳，必须选择一个合适的平衡系数。平衡系数的计算公式如下：

q=（GP）/Q式中，q为平衡系数，G为对重的质量，P为轿厢本身的重量，Q为电梯的额定载荷。

三、影响平衡系数的因素

平衡系数对电梯运行的影响主要体现在会影响电动机的功率方面。除此之外，该系数的大小还与对重和轿厢的质量相关，具体体现在以下几个方面。

1.对电动机功率的影响

电动机是实现驱动，为电梯提供动力来源的主要部件，其功率与平衡系数存在线性联系。以电动机的剩余功率为例，如果其量过小，无法确保电动机正常运行，此时平衡系数也会变小，在剩余功率小到某一程度时，平衡系数会降低到0.4之下，最终导致电梯曳引力达不到标准范围，这会对电梯的运行产生极大的不良影响。电梯事故中，一部分表现为电梯向上溜车，该事故便由上述原因所导致，归根究底，属于平衡系数的控制出现了问题。由此可见，想要确保电梯的安全，必须加强对平衡系数的控制。

2.与对重和轿厢质量的关系

平衡系数与轿厢质量同样存在联系。电梯运行时，每一次启动与刹车都会导致速度突然增加或减小，而其增加与减小的值则与对重和轿厢质量存在联系。除此之外，对重与轿厢质量还会影响电梯其他部件的安全，例如缓冲器等。电梯投入运行之前，需要首先经过检测，检测内容较为全面，其中平衡系数便属于一项重点。为确保电梯检测通过，工作人员会在标准的取值范围内将其数值设置得尽可能大，而为了使其能够与对重和轿厢等的质量达到平衡，避免电梯出现安全故障，就必须适当调整两者的质量。由此可见，平衡系数的大小同样会对电梯对重和轿厢质量产生影响。

3.曳引机功率对平衡系数的影响。

假设曳引机的功率用P来表示，曳引机的功率的计算公式为：P=（1q）QV。其中Q为轿厢的载荷，V为电梯运行的速度。当曳引机的功率为某一定值时，平衡系数q的取值会对电梯运行的能耗所有影响，而当曳引机的功率不是一个定值时，若此值较小，因为平衡系数取值不合理的问题，电梯在运行的过程中就有可能出现事故，如因为曳引力不足而造成溜车或者冲顶事故等等。因此，平衡系数的确定要充分考虑不平衡载荷的取值，同时还要考虑到曳引轮两侧钢丝绳的张力大小，所以曳引机的功率大小对于电梯的安全运行有着很大的影响，设计是必须考虑进平衡系数对于功率的影响。

4.曳引力有平衡系数的关系。

上文中已讲，当曳引轮在电动机的驱动下运转时，曳引轮和曳引钢丝绳会有相对运动的趋势，从而产生摩擦力，在摩擦力驱动下电梯发生运动。为了保证电梯能够安全的运行，曳引必须满足以下三个条件：第一，当轿厢的载重达到额定载荷的1.25倍时应该保证电梯不打滑；第二，在任何紧急的状态下都应该保证电梯减速度的值不超过缓冲器作用时的减速度值；第三，当对重压在缓冲器上而曳引机按电梯上行方向旋转时，应不可能提升空载轿厢。平衡系数一般会选取在0.4～0.5之间，而电梯的载荷是不断发生变化的，若假定最大载荷为1.25倍的额定载荷，根据平衡系数在0.4到0.5之间波动，那么不平衡载荷的应该为0.75到0.85倍的额定载荷，即电梯提供的曳引力也要在这个范围之内。

四、平衡系数对电梯安全运行的意义

综上所述可以看出，电梯的平衡系数和曳引电动机的功率、轿厢和对重的质量、曳引力的大小等因素紧密相关，在使用过程中，如果随意改装轿厢或者改变对重的质量，以此来改变平衡系数，一旦发生事故必然会造成重大的人生和财产损失。尤其对于当下的建筑物而言，往往都是高层建筑，事故带来的危害比以往任何时候都要更加巨大。另一方面，由于曳引论和钢丝绳的摩擦力是曳引力的来源，因此，在日常的维护中一定要多加关注于曳引轮槽和钢丝绳在使用过程中的磨损程度，防止因为曳引力不足而造成的电梯冲顶或者下滑事故。由此可以看出，平衡系数的选择涉及到电梯生产到运行的各个环节，也涉及到电梯制造过程中各个部分的搭配选取，选择合适的平衡系数可以让电梯更加平稳安全地运行。

结束语

电梯的作用是服务于人，尤其是在高层建筑中，必须要保证电梯运行的安全性。电梯的平衡系数与众多的影响因素有关，平衡系数是反映电梯运行稳定情况的重要指标，标准数值应在0.4～0.5之间，工作人员必须采用多种方法对平衡系数进行计算或测量，使其数值能稳定在上述范围内，进而提高电梯的安全程度。需要注意的是，平衡系数的确定有多种方法，可根据实际情况，综合选择不同的方法，例如通过人力的方法实现对轿厢和对重两者平衡状态的判断和调整等，以此为电梯的平稳运行奠定基础。

参考文献

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（作者單位：安徽省特种设备检测院）