关于曳引电梯平衡系数试验的检验分析

    张超 周云彬

    

    

    

    摘 要：平衡系数既是衡量电梯能否安全运行的一项重要性能指标，也是检验过程中的重要环节。本文详细阐述了电梯平衡系数的概念与检验要求，以乘客电梯为研究对象对平衡系数的检验进行探讨，深入分析电梯平衡系数发生改变的原因，并提出了相應的解决方法，以便检验人员在进行该项目的检验时学习和参考。

    关键词：电梯;平衡系数;测量;检验

    在进行监督检验和定期检验时，平衡系数试验是必须要检验的项目，TSG T7001-2009第2号修改单中也明确规定，只有在平衡系数符合要求的情况下，才能进行8.2～8.13项的检验[1]。由此可见，平衡系数试验是检验所有试验项目的先决条件。

    1 电梯平衡系数的概念与检验要求

    1.1 电梯平衡系数的概念

    电梯平衡系数是对重与轿厢重量之差与额定载重量的比值。公式如下：

    K=（W-P）/Q（1）

    式中：K—平衡系数;W—对重重量，Kg;P—轿厢系统总重量（包括空轿厢和由轿厢支撑的零部件的质量[2]，以下简称轿厢重量），Kg;Q—额定载重量，Kg。从公式中可以得出，对重重量、轿厢重量、额定载重量三者决定了平衡系数的大小，额定载重量一般在电梯设计之初就已确定，因而平衡系数主要受到对重重量和轿厢重量的影响。

    1.2 电梯平衡系数的检验要求

    检规中要求，曳引电梯的平衡系数应当在0.40～0.50之间，或者符合制造（改造）单位的设计值。在实际的检验中会发现，电梯平衡系数会出现高于检规上限值或低于下限值的情况，是不符合检规要求的，这不仅给电梯的安全带来隐患，也加重了电梯检验的工作量，降低了检验效率。因此，选择符合检规要求的平衡系数，具有很重要的意义，不仅能使电梯处于最佳安全状态下运行，而且可以获得较好的平稳性、可靠的平层精度、较小的电能损耗。

    监督检验时，平衡系数试验是B类检验项目，首先要判定平衡系数是否符合检规要求，才能进行后续试验项目的检验。将30%，40%，45%，50%，60%的额定载重量分别装载至轿厢，在上、下的全程运行中，记录轿厢与对重处于同一位置时的电流值，绘制电流-负荷曲线图，以确定平衡系数。

    定期检验时，平衡系数试验是C类检验项目，检规中明确规定乘客电梯每5年进行一次轿厢装载125%额定载重量的制动试验。对于未到5年的乘客电梯，可以进行资料确认符合即可，不需要进行该项试验。对于已达到5年的乘客电梯，需要按照监督检验时B类项目的要求进行平衡系数试验，符合要求之后，才能进行125%额定载重量的制动试验。

    2 电梯平衡系数的检验与发生改变的原因分析及解决方法

    2.1 电梯平衡系数的检验

    电梯平衡系数的测量方法较多，采用电流测量法较为常见。本文以额定载重量为1000KG，9层9站9门，1.75m/s的乘客电梯为例，为了便于分析，试验分为a、b、c、d四组。检验步骤如下：

    ①用验电笔或者万用表测量电源输入端电压，以确定电源输入端的电压是否在额定电压值

    ②选用具有一定精度的钳形电流表，在变频器的输出端或者电机的输入端任选一项动力线作为测试点，选择合适的量程将待测试的动力线夹入钳形电流的钳形铁芯内;

    ③采用25Kg/件的标准砝码作为加载载荷，为了得出准确的测量结果，轿厢内应不堆放除标准砝码以外的重物;

    按照检规8.1项要求分别测试6种载荷工况下的上、下行电流值，测量结果如下表所示。

    2.2 电梯平衡系数发生改变的原因分析及解决方法

    将a、b、c、d四组测出的电流值分别绘制成电流-负荷曲线图，各组的平衡系数如下图所示。

    a图，平衡系数为0.475，在0.40～0.50之间，测量结果是正确的，只要平衡系数是这一区间的任何值，都是符合要求的。如果从节能的角度来考虑，平衡系数越是接近0.50，电机的输出功率越小，电梯所消耗的电能就越少，反之亦然。

    b图，平衡系数为0.515，大于0.50，不在0.40～0.50之间，不符合要求。根据（1）式可以推断出，造成平衡系数偏大的原因主要是轿厢重量较小或是对重重量偏重，需要通过适当减少对重侧的对重块数量来调节对重重量或者在轿厢底部（如果有）适当增加平衡砝码来调节轿厢重量，即可调整平衡系数。在定期检验时，经常看见轿顶上有多余的对重块，其目的就是为了增加轿厢重量，但是这一做法是不可取的，应该拆除轿顶上多余的对重块，重新测量平衡系数。

    c图，平衡系数为0.385，小于0.40，不在0.40～0.50之间，不符合要求。根据（1）式可以推断出，造成平衡系数偏小的原因主要是轿厢重量偏重或是对重重量较小，需要通过适当增加对重侧的对重块数量来调节对重重量或者在轿厢底部（如果有）适当减少平衡砝码来调节轿厢重量，即可调整平衡系数。在定期检验时，有时会遇到轿厢装潢的电梯，由于额外增加轿厢重量，会造成平衡系数变小，应该让受检单位拆除装潢，重新测量平衡系数。

    根据2019年6月1日施行的《电梯施工类别划分表》规定，在检验中发现轿厢自重发生改变，如果制造单位没有明确的预留装饰重量或者累计增加、减少的质量超过额定载重量的5%[3]，可终止检验，并要求受检单位申报改造。

    d图，电梯上、下行电流值的连线是两条没有交点的直线，没有平衡系数，这显然是不正确的，造成这种现象的原因往往是选择的测量点不正确或是选用的测量仪器不当，应该让施工或者维保单位重新选择测量点和有效的测量仪器重新测量。

    从图b、c中可以看出平衡系数无论是高于0.50还是低于0.40都存在一定的安全隐患。平衡系数偏大或者偏小都会引起曳引轮两侧曳引钢丝绳的拉力发生较大变化，会加速曳引轮与曳引钢丝绳之间的磨损，影响限速器-安全钳的准确动作，加重电驱控制系统的负担，给电梯运行带来了诸多的不安全因素，因此，平衡系数一定要调整到合理的范围之内。

    本文所选电梯在进行试验时，所计算的砝码数量均为整数，但是对于额定载重量为825Kg、1050Kg、1350Kg等电梯，在做该项试验时，如果所计算的砝码数量不是整数，若采用整数砝码重量代替理论计算值，会造成一定的平衡系数检验误差，为避免因载重量偏差造成的测量误差，可以采用整数砝码重量所对应的实际载荷百分比来绘制电流-负荷曲线图，以消除上述的检验误差[4]。

    实际上，除了对重重量和轿厢重量的改变会造成平衡系数不符合要求之外，还有一些因素也会影响平衡系数的测量。如：测试方法、电网电压的波动、驱动主机的性能、轿厢和对重导轨的安装等等。

    3 结语

    平衡系数是电梯整体性能的直观体现，是电梯安全运行的关键，符合要求的平衡系数不仅可以提高电梯的安全性能，而且还能够有效防范电梯事故的发生和延长电梯的使用寿命。在电梯的检验中，我们要结合检规要求严把质量关，确保在用电梯能够安全可靠的运行。

    参考文献：

    [1]TSG 7001-2009电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯（第2号修改单）[S].

    [2]GB7588—2003电梯制造和安装安全规范[S].

    [3]电梯施工类别划分表[S].

    [4]张宏亮，李杰峰.电梯检验工艺手册（第二版）[M].北京：中国质检出版社，中国标准出版社，2018：319-320.