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        論電梯系統平衡的重要性

        來源:發布時間:2019-05-27 17:16:19點擊率:

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        摘要:電梯平衡系數是電梯重要的特性參數之一,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機功率、電梯曳引能力等因素。本文從分析平衡系數與曳引能力的關系以及影響,進而論證系統平衡對電梯的重要性。

        關鍵詞:電梯、平衡系數、曳引能力


        平衡系數作為電梯整體設計的重要的參數之一,是曳引式驅動電梯的一個很重要的性能指標。平衡系數的取值將直接影響到電梯的安全性、可靠性及節能降耗等重要方面,所以平衡系數的檢測是電梯檢驗中一項很重要的功能試驗項目,《電梯監督檢驗和定期檢驗規則——曳引與強制驅動電梯》第8.5條明確規定電梯平衡系數應在0.4~0.5之間。其試驗方法為:轎廂分別裝載額定載重量的30%、40%、45%、50%、60%作上下全程運行,當轎廂和對重運行到同一水平位置時,記錄電動機的電流值,繪制電流-負荷曲線以上、下行運行曲線的交點確定平衡系數。賽爾電梯網http://dt.saier360.com

        實際上,在電梯驗收過程中,由于場地、設備、效率等原因,檢測人員采取了更加方便的實驗方法,把轎廂和對重停留在同一水平位置,然后在轎廂放入相應重量的砝碼并松開制動器,使用盤車裝置感覺兩側力矩平衡,來測定這個位置時候的平衡系數。

        該試驗方法是測量轎廂和對重在同一個水平位置時的平衡系數,并不能反映轎廂在任何一個位置時轎廂側與對重側的平衡系數。也就是說,并不代表整個系統的平衡系數。所以往往有個別整梯廠在電梯設計時只抓住轎廂與對重位置的一個平衡系數,而忽略了整個電梯的一個平衡性,因而導致了由于系統相對不平衡而產生的一系列問題。

        假設某有機房電梯提升高度H,曳引比為i,轎廂重量為P,電梯額定載重量為Q,試驗平衡系數為k,對重質量W=P+kQ,鋼絲繩總質量為G1,補償鏈總質量G2,隨行電纜單位總質量為G3,那么:賽爾電梯網http://dt.saier360.com

        當空轎廂與對重在同一水平位置時:

        轎廂側拉力為

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

        對重側拉力為

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

        那么轎廂側與對重側拉力差

        F1’=T2-T1=(kQ-G3/4)/i


        當空轎廂在頂層時:

        轎廂側拉力為

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

        對重側拉力為

        T2=(P+kQ+ G1)/i

        那么轎廂側與對重側拉力差

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


        當空轎廂在底層時:
        轎廂側拉力為
        T1=(P+ G1)/i
        對重側拉力為
        T2=(P+kQ+ G2)/i
        那么轎廂側與對重側拉力差
        F3=T2-T1=(kQ+G2-G1)/i
         
        從以上3種工況下來看,由于隨行電纜的質量可以忽略,那么從以上3式可以看出,當G1=G2的時候:賽爾電梯網http://dt.saier360.com
        F1=F2=F3=kQ
        也就是說,此時系統是平衡的。
         
        當G1≠G2時,我們可以得出轎廂在頂層和底層的系統平衡系數應該分別為:
        k1=[kQ+(G1-G2)]/Q
        k2=[kQ-(G1-G2)]/Q
        由上式我們可以看出,整個系統平衡系數跟鋼絲繩與補償鏈的重量差G1-G2有關。當這個差值過大時,會直接影響到整個電梯的系統平衡,其值甚至超出0.4~0.5這個范圍。
        例如:某醫院有一醫梯曳引比為4:1,額定載重量為2000kg,額定梯速為1m/s,在驗收時發現緊急制停時,鋼絲繩在曳引輪繩槽打滑。
        筆者在現場檢查時發現,該梯并沒有配置補償鏈,并且曳引繩槽為U型槽。經咨詢電梯公司,其原始數據如下:
        轎廂重量P=2100kg
        平衡系數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平衡系數應該分別為:
        K1=(0.45*2000+0.34*6*27*4)/2000
        =0.56
        K2=(0.45*2000-0.34*6*27*4)/2000
        =0.34
        計算出來的2個值都不在0.4~0.5的范圍之內,那么當系統平衡系數過大或者過小的時候有什么風險呢?

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


        在本例中,當空轎廂在頂層緊急制停時:


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

        = 1.83

        是遠遠不滿足緊急制停工況的,并且當系統平衡系數k1越大,由于沒有補償鏈的重量,T1/T2的值就越大,所以本次案例中,需要設置合適的補償鏈,使系統的平衡系數達到設計值,才可以解決鋼絲繩在緊急制動情況下打滑的現象。
        不但如此,當提升高度較高,曳引比較大時,如果平衡系數不合理,將會使T1/T2的值偏大或者偏小,都使電梯不能滿足以下曳引條件:賽爾電梯網http://dt.saier360.com
        (裝載和緊急制動工況)
        (轎廂滯留工況)
            另外,由于系統平衡系數的降低或者升高,曳引機工作時經常超負荷運行,對于曳引機的壽命也有一定的影響。
         
        結論
           電梯的平衡系數是曳引式電梯整體設計的重要的參數之一,也是關系電梯安全、可靠、舒適、使用壽命、節能運行的一項重要參數。在電梯安裝過程中,需要保證整個電梯系統的平衡性,以避免由于系統失衡而導致的一系列曳引能力不夠的風險。


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