王绘朝
甘肃省特种设备检验检测研究院甘肃省兰州73005
摘要：对于电梯行业而言，TSGT7001-2009《电梯监督检验和定期检验检规—曳引与强制驱动电梯》(含第1、2号修改单)(以下简称检规)等6项安全技术规范实施以来，从安装改造到维护保养，从监督检验到定期检验，无不以更严格、更全面的标准，来要求电梯的从业人员做好相应工作。这些安全技术规范使得普通乘客在使用电梯时，可以安全和放心。
关键词：电梯平衡系数；检验问题；处理措施
引言
电梯平衡系数是曳引式驱动电梯的重要特性参数之一，是保证曳引条件的重要特性指标，对电梯的运行性能和曳引机输出功率有很大影响。合理配置平衡系数在电梯设计安装中，对提高电梯曳引安全性和保证曳引传动的安全可靠有决定性的作用。同时，在电梯运行过程中，合理的平衡系数能最大程度上降低能耗，节约能源。合理配置平衡系数对优化电梯系统的工作条件、减少轿厢重量、降低曳引机功率等有很大的影响。
1平衡系数实质
要正确理解平衡系数的实质，需了解曳引式电梯系统及工作原理。轿厢与对重装置的重力使曳引钢丝绳压紧在曳引轮绳槽内，电动机转动时，由绳槽与钢丝绳之间产生的摩擦力带动轿厢和对重作相对运动，将人（货物）运送到目标层站。从力学角度分析，要使轿厢在空中保持静止，必须有一拉力T与轿厢重力P相平衡，即T=P，称为力的平衡。若使轿厢向上运动，则拉力T还要提供一个产生加速度的力F，即T=P+F=P+ma(m为轿厢的质量；a为加速度)。如果轿厢重力P被另外一个对重重力W所平衡，即W=P，这时，拉力T只需提供使轿厢产生加速度所需的力，即T=F=ma，因此，大大减小了拉力T，这就是电梯采用的“平衡原理”。在平衡系统中最理想的状态是对重重量与轿厢重量（包括轿厢自重和运输载荷重量）相等，但运输载荷是一个变量，实际中曳引轮两侧的重量很难相等，因此，选择一个恰当的对重重量很重要。GB7588《电梯制造与安装安全规范》的附录G给出了电梯平衡系数的定义：“平衡系数，即额定载荷及轿厢质量由对重或平衡重平衡的量。”，其数学表达式为：
（1）
式中，K为电梯平衡系数；W为电梯对重质量，kg；P为电梯轿厢质量，kg；Q为电梯额定载荷，kg。
由公式(1)可以看出：由于轿厢质量和额定载重是确定的，平衡系数K的实质就是设计配置对重的质量大小，即W=P+KQ。
设电梯运行时实际载荷为，此时，不平衡载荷△T可表示为：
△T=(P+Qh)-W=(P+Qh)-(P+KQ)=Qh-KQ（2）
由公式(2)可以看出：平衡系数K也决定了最大不平衡载荷的大小。
2电梯平衡系数检验中的相关问题
2.1电动机质量问题
由于一台电动机的三相电流是不会绝对平衡的，最主要的原因是电动机的制造工艺和材料无法保证三相绕组平衡。当一台电动机制造水平不高或者绕组烧毁重新修复的时候，三相不平衡通常会比较严重，以至于测量平衡系数时取不同的相线测量出来的电流值相差会很大。对于此情况，无论通过哪一根相线测量，得出来的平衡系数都是不准确的。
2.2电压波动问题
有些平衡系数测量方法需要通过测量电动机电流来获得转矩或者绘制电流-负荷曲线，间接得出电梯的平衡系数。而电动机电流不仅与负载有关，也与供电电源电压有关，供电电源电压的波动会对测量数值产生影响，这时，即使是较小的误差也有可能影响检验结论的准确性。
2.3重块本身质量问题
如今对重块的制造材料通常是金属皮内包混凝土，如果同一批次电梯所用的对重块为不同批次产品，就有可能出现对重块外观一致而向内浇灌混凝土的质量不同，出现对重块本身重量不同。假如同一电梯安装队只进行一台电梯平衡系数测量，其他同规格同型号电梯按照这一台配置对重块数量，则有可能因对重块重量不一致进而影响平衡系数。再者，安装对重块时如重心未放在对重架中央位置，造成对重装置重心偏斜，对重装置上下运行时导靴与轨道之间摩擦力变化也会对平衡系数的测量产生影响。
3电梯平衡系数检验问题的处理措施
3.1电动机质量处理措施
在电动机的质量方面，多数电梯的电动机质量比较可靠，但同时电动机也可能出现某些质量问题，比如三相电流不平衡属于较为常见的问题之一，产生这一问题的主要原因在于电动机的生产材料和制作过程。特别是对于制造水平较低的电动机以及重新维修的电动机，这一现象更为明显。如果出现这一问题，就会对电梯平衡系数的检验造成不良影响，会导致平衡系数测量过程中，测量不同相线的电流值存在很大差异，这种情况下难以确定出准确的平衡系数。在处理这一问题时，可以运用盘车装置，对平衡系数是否符合要求进行检测。而对于一些不具备盘车装置的电梯，还可以采用空载功率法对电梯的平衡系数进行测量，空载功率法是指运用平衡系数检测仪，在空载工况下，对电梯上下行的电流与速度进行记录，根据电梯运行功率、效率、速度与载荷的函数关系得到平衡系数值。具体操作方面，首先将测量功率的装置连接驱动电机电源线，该装置由电压测量与电流测量两部分组成。然后将速度测量装置安装到曳引钢丝绳上，电梯空载进行上下运行，这一过程中对速度和功率的数据进行测量记录，将测量数据结合电梯基本参数等数据，通过计算得出电梯平衡系数。这一方法不需要反复装卸砝码，有效提高了工作效率，并减少了人为因素对检测结果的影响。
3.2导轨安装处理措施
电梯导轨安装的精度也会对电梯平衡系数的检测造成影响，相关标准对电梯导轨的安装精度做出了规定，导轨工作面每5米铅垂线测量值的最大偏差值，不设安全钳的T型对重导轨为2.0mm；轿厢导轨与设置安全钳的T型对重导轨为1.2mm。导轨顶面间距偏差轿厢0～+2mm,对重0～+3mm。如果导轨的安装精度较低，在轿厢和对重通过导轨时，会造成电流与正常值存在差异。如果电梯轿厢上行或下行时，电流值出现“瓶颈”变化，说明出现这一变化的位置存在导轨偏差较大的问题。在进行平衡系数检验时，如果“瓶颈”变化出现在轿厢与对重绳头对齐位置，就不能用于曲线绘制。针对这一问题，首先可以用轿厢通过时的理论值作为参考，还可以运用盘车的方法对平衡系数进行检测。
结语
若想保证电梯安全运行，稳定电梯平衡系统非常重要，在评估电梯安全中电梯平衡系数为不能缺少的参数之一。电梯在长时间的应用中，会由于轿厢装潢等因素导致平衡系统变化，从而造成电梯运行隐患，甚至影响应用年限。据国家电梯产品质量监督检验中心的抽查的统计研究，电梯平衡系数检测不达标的电梯数量高达百分之五十以上；一些电梯平衡系数甚至不足零点一，已成为严重的安全问题。为此，在评估电梯安全中，应用行之有效的检测手段检测电梯平衡系数至关重要。
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