浅谈电梯平衡系数的影响因素及对电梯安全运行的意义

何鎏

摘要：電梯已经成为高档小区、商务写字楼的必备公共交通工具，在为人们的生活提供便利的同时，其运行的安全性也越来越受到人们的关注。电梯的平衡系数对于电梯的安全运行是一个重要的性能指标，它与曳引机功率、曳引力、轿厢和对重的质量等众多因素有关，合适的平衡系数对于电梯的运行具有重要意义。

关键词：电梯平衡系数；影响因素；安全运行

平衡系数对于电梯的运行于节能而言是非常重要的一项参数，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[1]。

1 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。

2 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。

3 平衡系数的影响因素

从平衡系数的计算公式可以看出，在载荷变化情况下，要使得不同的载荷对应同一个平衡系数是不可能的，平衡系数会随着载荷的不同而发生发变化，因此，只能让平衡系数在一定的范围内波动，使电梯的运行最大程度的接近于平衡状态。考虑电梯平衡系数的影响因素，可以从曳引机功率、轿厢和对重的质量、曳引力三个方面来考虑。

第一方面，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。

第二方面，轿厢和对重的质量对于平衡系数的影响。

轿厢和对重是电梯中两个最重要的部分，轿厢负责运输负载，而对重则是为了平衡掉轿厢的一部分载荷而设置的。为了增强电梯运行的效率，也为了更好的节省能量，利用对重来平衡轿厢的载重。根据平衡系数的计算公式可以看出，轿厢和对重的质量对于平衡系数的选取有着直接的影响。除此之外，轿厢和对重的质量对于电梯的安全运行以及曳引钢丝绳等部件的参数也有很大的影响。从直观的角度去理解，轿厢和对重的质量直接影响着电梯的刹车和启动，所以它影响着电梯对于安全钳和缓冲器的选择。电梯的安装人员为了能够保证电梯顺利通过按键，往往都会将平衡系数定在一个合适的范围之内，对于相同载重的电梯，如果增大q值则必然需要增加对重的质量，从而造成其他部件的变化。因此，平衡系数对于轿厢和对重质量的确定有很大影响[2]。

第三个方面，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，当對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。

4 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[3]。

5 结语

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，本文介绍了平衡系数与曳引机功率、曳引力、轿厢和对重的质量之间的关系。选择合适的平衡系数是其他部件设计和选择的前提，同时也是保证电梯安全性的重要前提，因此，平衡系数对于电梯的安全运行具有重要的意义。

参考文献：

[1]李中兴，薛涛，刘英杰，陈国华.平衡系数对电梯安全的影响及测试方法优化[J].中国安全科学学报，2015，25（11）：72.

[2]肖长青，王璇.电梯平衡补偿装置设置的影响因素分析[J].中国特种设备安全，2016，06：3233.

[3]孙崇智，李帅.浅谈电梯平衡系数的影响因素及对电梯安全运行的意义[J].甘肃科技，2016，32（24）：5556.