摘要：電梯平衡系數(shù)是電梯重要的特性參數(shù)之一，它直接影響著曳引電梯的整體性能。它的取值直接影響到電梯的主電動(dòng)機(jī)功率、電梯曳引能力等因素。本文從分析平衡系數(shù)與曳引能力的關(guān)系以及影響，進(jìn)而論證系統(tǒng)平衡對(duì)電梯的重要性。

關(guān)鍵詞：電梯、平衡系數(shù)、曳引能力

平衡系數(shù)作為電梯整體設(shè)計(jì)的重要的參數(shù)之一，是曳引式驅(qū)動(dòng)電梯的一個(gè)很重要的性能指標(biāo)。平衡系數(shù)的取值將直接影響到電梯的安全性、可靠性及節(jié)能降耗等重要方面，所以平衡系數(shù)的檢測(cè)是電梯檢驗(yàn)中一項(xiàng)很重要的功能試驗(yàn)項(xiàng)目，《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》第8.5條明確規(guī)定電梯平衡系數(shù)應(yīng)在0.4～0.5之間。其試驗(yàn)方法為：轎廂分別裝載額定載重量的30%、40%、45%、50%、60%作上下全程運(yùn)行，當(dāng)轎廂和對(duì)重運(yùn)行到同一水平位置時(shí)，記錄電動(dòng)機(jī)的電流值，繪制電流-負(fù)荷曲線以上、下行運(yùn)行曲線的交點(diǎn)確定平衡系數(shù)。賽爾電梯網(wǎng)http://dt.saier360.com

實(shí)際上，在電梯驗(yàn)收過程中，由于場(chǎng)地、設(shè)備、效率等原因，檢測(cè)人員采取了更加方便的實(shí)驗(yàn)方法，把轎廂和對(duì)重停留在同一水平位置，然后在轎廂放入相應(yīng)重量的砝碼并松開制動(dòng)器，使用盤車裝置感覺兩側(cè)力矩平衡，來測(cè)定這個(gè)位置時(shí)候的平衡系數(shù)。

該試驗(yàn)方法是測(cè)量轎廂和對(duì)重在同一個(gè)水平位置時(shí)的平衡系數(shù)，并不能反映轎廂在任何一個(gè)位置時(shí)轎廂側(cè)與對(duì)重側(cè)的平衡系數(shù)。也就是說，并不代表整個(gè)系統(tǒng)的平衡系數(shù)。所以往往有個(gè)別整梯廠在電梯設(shè)計(jì)時(shí)只抓住轎廂與對(duì)重位置的一個(gè)平衡系數(shù)，而忽略了整個(gè)電梯的一個(gè)平衡性，因而導(dǎo)致了由于系統(tǒng)相對(duì)不平衡而產(chǎn)生的一系列問題。

假設(shè)某有機(jī)房電梯提升高度H，曳引比為i，轎廂重量為P，電梯額定載重量為Q，試驗(yàn)平衡系數(shù)為k，對(duì)重質(zhì)量W=P+kQ，鋼絲繩總質(zhì)量為G1，補(bǔ)償鏈總質(zhì)量G2，隨行電纜單位總質(zhì)量為G3，那么：賽爾電梯網(wǎng)http://dt.saier360.com

當(dāng)空轎廂與對(duì)重在同一水平位置時(shí)：

轎廂側(cè)拉力為

T1=(P+G1/2+G2/2+G3/4)/i

對(duì)重側(cè)拉力為

T2=(P+kQ+ G1/2+G2/2)/i

那么轎廂側(cè)與對(duì)重側(cè)拉力差

F1’=T2-T1=(kQ-G3/4)/i

當(dāng)空轎廂在頂層時(shí)：

轎廂側(cè)拉力為

T1=(P+ G2+G3/2)/i

對(duì)重側(cè)拉力為

T2=(P+kQ+ G1)/i

那么轎廂側(cè)與對(duì)重側(cè)拉力差

F2=T2-T1=( kQ+G1-G2-G3/2)/i

當(dāng)空轎廂在底層時(shí)：
轎廂側(cè)拉力為
T1=(P+ G1)/i
對(duì)重側(cè)拉力為
T2=(P+kQ+ G2)/i
那么轎廂側(cè)與對(duì)重側(cè)拉力差
F3=T2-T1=(kQ+G2-G1)/i
 
從以上3種工況下來看，由于隨行電纜的質(zhì)量可以忽略，那么從以上3式可以看出，當(dāng)G1=G2的時(shí)候：賽爾電梯網(wǎng)http://dt.saier360.com
F1=F2=F3=kQ
也就是說，此時(shí)系統(tǒng)是平衡的。
 
當(dāng)G1≠G2時(shí)，我們可以得出轎廂在頂層和底層的系統(tǒng)平衡系數(shù)應(yīng)該分別為：
k1=[kQ+(G1-G2)]/Q
k2=[kQ-(G1-G2)]/Q
由上式我們可以看出，整個(gè)系統(tǒng)平衡系數(shù)跟鋼絲繩與補(bǔ)償鏈的重量差G1-G2有關(guān)。當(dāng)這個(gè)差值過大時(shí)，會(huì)直接影響到整個(gè)電梯的系統(tǒng)平衡，其值甚至超出0.4～0.5這個(gè)范圍。
例如：某醫(yī)院有一醫(yī)梯曳引比為4:1，額定載重量為2000kg，額定梯速為1m/s，在驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn)緊急制停時(shí)，鋼絲繩在曳引輪繩槽打滑。
筆者在現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，該梯并沒有配置補(bǔ)償鏈，并且曳引繩槽為U型槽。經(jīng)咨詢電梯公司，其原始數(shù)據(jù)如下：
轎廂重量P=2100kg
平衡系數(shù)k=0.45
提升高度H=27m
包角α=160°
V型槽γ=40°，β=105°
鋼絲繩單位重量g1=0.34kg/m
鋼絲繩根數(shù)n1=6
隨行電纜單位重量g2=0.8kg/m
以上得出轎廂在頂層和底層的系統(tǒng)平衡系數(shù)應(yīng)該分別為：
K1=（0.45*2000+0.34*6*27*4）/2000
=0.56
K2=（0.45*2000-0.34*6*27*4）/2000
=0.34
計(jì)算出來的2個(gè)值都不在0.4～0.5的范圍之內(nèi)，那么當(dāng)系統(tǒng)平衡系數(shù)過大或者過小的時(shí)候有什么風(fēng)險(xiǎn)呢？

根據(jù)GB 7588 《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中提到，在裝載或者緊急制動(dòng)工況下，需要滿足以下條件：

在本例中，當(dāng)空轎廂在頂層緊急制停時(shí)：

而   T1/T2=[(P+kQ)*(gn+a)+g1*n1*H*(gn+a*i)/ [P*（gn-a）]

= 1.83