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論曳引電梯平衡系數(shù)及其檢測(cè)
發(fā)布者：重慶電梯維保廠家 發(fā)布時(shí)間：
平衡系數(shù)對(duì)電梯專(zhuān)業(yè)人員來(lái)說(shuō)是一個(gè)既熟悉又生疏的參數(shù)。說(shuō)它熟悉是因?yàn)榇蠹叶贾酪芬诫娞輰?duì)重的配置都有一個(gè)“平衡系數(shù)”，都知道國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定“平衡系數(shù)應(yīng)在40% ~50%的范圍內(nèi)”，說(shuō)它生疏是因?yàn)榈降灼胶庀禂?shù)在電梯上起什么作用？其取值大小將影響什么？應(yīng)如何取值最為合適？以及到底如何測(cè)定才是準(zhǔn)確的？許多電梯安裝、檢驗(yàn)人員并不清楚。
目前，各地特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)在對(duì)電梯進(jìn)行驗(yàn)收檢驗(yàn)時(shí)，最費(fèi)時(shí)，也最費(fèi)人力、物力的，便是檢測(cè)電梯的平衡系數(shù)。按檢驗(yàn)規(guī)定：必須在轎廂分別承載0、25%、40%、50%、75%、100%、110%額定載荷下，測(cè)定電梯運(yùn)行的載荷—電流曲線(xiàn)，取其上、下行曲線(xiàn)的交匯點(diǎn)的載荷系數(shù)，便是該梯的平衡系數(shù)，交匯點(diǎn)在40% ~50%范圍內(nèi)為合格。為了測(cè)定這一參數(shù)，除了兩名檢驗(yàn)人員，還需要多名來(lái)回搬運(yùn)法碼的工人。由于影響試驗(yàn)的因素太多，其結(jié)果是否可信尚且不說(shuō)，即便測(cè)試結(jié)果在40%~50%的范圍之內(nèi)，一定合格嗎？若是超出此范圍，為什么就不合格呢？“平衡系數(shù)”的意義是什么？對(duì)電梯有什么影響？不知其所以然，測(cè)定“平衡系數(shù)”就失去了意義。
1、平衡系數(shù)的實(shí)質(zhì)
要探討平衡系數(shù)的實(shí)質(zhì)，必須從曳引式電梯的原理講起。垂直電梯是使重物作垂直上下運(yùn)動(dòng)的升降設(shè)備。從力學(xué)的角度，要使一重物在空中保持靜止?fàn)顟B(tài)，必須有一拉力T與物體的重力Q相平衡，即T = Q , 這時(shí)物體處于靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，稱(chēng)為力的平衡。此系統(tǒng)稱(chēng)為平衡系統(tǒng)。若要使物體向上運(yùn)動(dòng)，速度發(fā)生改變，則這一拉力T除了克服物體的重力Q，還要提供一個(gè)產(chǎn)生加速度的力F，即 T = Q + F = Q + m a ( m -- 為物體的質(zhì)量；a—為加速度)。
如果物體的重力Q被另外一個(gè)平衡力W所平衡，W = Q , 即構(gòu)成一個(gè)平衡系統(tǒng)，這時(shí)拉力T就不用去克服重力Q了，而只需提供使物體產(chǎn)生加速度所需的力, 即 T = F= m a 這樣就大大減小了拉力T。這就是電梯上采用的“平衡原理”。這個(gè)平衡力就是由對(duì)重來(lái)提供。因此我們要求對(duì)重的重力W，要與轎廂及載荷的重力 (P+Q)相等。
但要真正做到這一點(diǎn)，在電梯的實(shí)際應(yīng)用中非常困難，或且說(shuō)目前還沒(méi)有想出一個(gè)辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。因?yàn)檗I廂的載荷Q 是隨機(jī)變化的，可能是0 （ 空載 ）或者 100%QH ( 滿(mǎn)載 ) 范圍內(nèi)的任意值，因此我們只能選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)膶?duì)重重量。
即取 W = P + K QH ---------------（1）
這個(gè)系數(shù)K，就是“平衡系數(shù)”。因此 ，平衡系數(shù)的實(shí)質(zhì)就是設(shè)計(jì)配置對(duì)重的質(zhì)量大小。它將影響對(duì)重的質(zhì)量和電梯的不平衡載荷。當(dāng)轎廂與載荷為 P + Q ，（其中 P—是轎廂的自重；Q---是轎廂的實(shí)際載荷；QH ---轎廂的額定載荷），轎廂側(cè)與對(duì)重側(cè)的不平衡載荷為：
△T = (P+Q) –( P+KQH ) = Q – KQH --------（2）
2、平衡系數(shù)K的取值
從以上式（2）可以看出，只有當(dāng) Q = KQH 時(shí)系統(tǒng)才處于平衡，因此，不論K取何值，平衡只是相對(duì)的，而不平衡是絕對(duì)的。我們只能希望系統(tǒng)盡可能地接近平衡。一種簡(jiǎn)單的辦法便是取轎廂載荷變化的平均值。因?yàn)檗I廂載荷的變化為：0 ~ 100%，因此取 K=50% 左右都是合理的，很難說(shuō)取多少更好些。電梯在出廠時(shí)并不完全了解實(shí)際運(yùn)行使用時(shí)載荷的情況，要想真正達(dá)到比較理想的平衡，應(yīng)該在電梯實(shí)際運(yùn)行使用中，實(shí)際測(cè)定日常運(yùn)行載荷的變化。比如，目前大量的住宅電梯其實(shí)際的載荷變化基本在 0 ~ 60% ，極少出現(xiàn)滿(mǎn)載的情況，因此取 K = 30% ~ 40% 應(yīng)該更為合適?，F(xiàn)在一般的乘客電梯在載荷超過(guò)80%時(shí)就進(jìn)入直駛狀態(tài)，因此真正滿(mǎn)載的時(shí)候也較少，因此取平衡系數(shù)K =40% ~ 50% 為合適。相反，一些載貨電梯，由于轎廂超面積，其載荷變化會(huì)在 0 ~ 105%，因此平衡系數(shù)取 K≥50% 應(yīng)該更為合適。必須指出，這里說(shuō)K的取值是指電梯設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)平衡系數(shù)K的取值，稱(chēng)為設(shè)計(jì)值，絕不是電梯安裝時(shí)或使用后隨意配置的K值。
目前，各地特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)在對(duì)電梯進(jìn)行驗(yàn)收檢驗(yàn)時(shí)，最費(fèi)時(shí)，也最費(fèi)人力、物力的，便是檢測(cè)電梯的平衡系數(shù)。按檢驗(yàn)規(guī)定：必須在轎廂分別承載0、25%、40%、50%、75%、100%、110%額定載荷下，測(cè)定電梯運(yùn)行的載荷—電流曲線(xiàn)，取其上、下行曲線(xiàn)的交匯點(diǎn)的載荷系數(shù)，便是該梯的平衡系數(shù)，交匯點(diǎn)在40% ~50%范圍內(nèi)為合格。為了測(cè)定這一參數(shù)，除了兩名檢驗(yàn)人員，還需要多名來(lái)回搬運(yùn)法碼的工人。由于影響試驗(yàn)的因素太多，其結(jié)果是否可信尚且不說(shuō)，即便測(cè)試結(jié)果在40%~50%的范圍之內(nèi)，一定合格嗎？若是超出此范圍，為什么就不合格呢？“平衡系數(shù)”的意義是什么？對(duì)電梯有什么影響？不知其所以然，測(cè)定“平衡系數(shù)”就失去了意義。
1、平衡系數(shù)的實(shí)質(zhì)
要探討平衡系數(shù)的實(shí)質(zhì)，必須從曳引式電梯的原理講起。垂直電梯是使重物作垂直上下運(yùn)動(dòng)的升降設(shè)備。從力學(xué)的角度，要使一重物在空中保持靜止?fàn)顟B(tài)，必須有一拉力T與物體的重力Q相平衡，即T = Q , 這時(shí)物體處于靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，稱(chēng)為力的平衡。此系統(tǒng)稱(chēng)為平衡系統(tǒng)。若要使物體向上運(yùn)動(dòng)，速度發(fā)生改變，則這一拉力T除了克服物體的重力Q，還要提供一個(gè)產(chǎn)生加速度的力F，即 T = Q + F = Q + m a ( m -- 為物體的質(zhì)量；a—為加速度)。
如果物體的重力Q被另外一個(gè)平衡力W所平衡，W = Q , 即構(gòu)成一個(gè)平衡系統(tǒng)，這時(shí)拉力T就不用去克服重力Q了，而只需提供使物體產(chǎn)生加速度所需的力, 即 T = F= m a 這樣就大大減小了拉力T。這就是電梯上采用的“平衡原理”。這個(gè)平衡力就是由對(duì)重來(lái)提供。因此我們要求對(duì)重的重力W，要與轎廂及載荷的重力 (P+Q)相等。
但要真正做到這一點(diǎn)，在電梯的實(shí)際應(yīng)用中非常困難，或且說(shuō)目前還沒(méi)有想出一個(gè)辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。因?yàn)檗I廂的載荷Q 是隨機(jī)變化的，可能是0 （ 空載 ）或者 100%QH ( 滿(mǎn)載 ) 范圍內(nèi)的任意值，因此我們只能選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)膶?duì)重重量。
即取 W = P + K QH ---------------（1）
這個(gè)系數(shù)K，就是“平衡系數(shù)”。因此 ，平衡系數(shù)的實(shí)質(zhì)就是設(shè)計(jì)配置對(duì)重的質(zhì)量大小。它將影響對(duì)重的質(zhì)量和電梯的不平衡載荷。當(dāng)轎廂與載荷為 P + Q ，（其中 P—是轎廂的自重；Q---是轎廂的實(shí)際載荷；QH ---轎廂的額定載荷），轎廂側(cè)與對(duì)重側(cè)的不平衡載荷為：
△T = (P+Q) –( P+KQH ) = Q – KQH --------（2）
2、平衡系數(shù)K的取值
從以上式（2）可以看出，只有當(dāng) Q = KQH 時(shí)系統(tǒng)才處于平衡，因此，不論K取何值，平衡只是相對(duì)的，而不平衡是絕對(duì)的。我們只能希望系統(tǒng)盡可能地接近平衡。一種簡(jiǎn)單的辦法便是取轎廂載荷變化的平均值。因?yàn)檗I廂載荷的變化為：0 ~ 100%，因此取 K=50% 左右都是合理的，很難說(shuō)取多少更好些。電梯在出廠時(shí)并不完全了解實(shí)際運(yùn)行使用時(shí)載荷的情況，要想真正達(dá)到比較理想的平衡，應(yīng)該在電梯實(shí)際運(yùn)行使用中，實(shí)際測(cè)定日常運(yùn)行載荷的變化。比如，目前大量的住宅電梯其實(shí)際的載荷變化基本在 0 ~ 60% ，極少出現(xiàn)滿(mǎn)載的情況，因此取 K = 30% ~ 40% 應(yīng)該更為合適?，F(xiàn)在一般的乘客電梯在載荷超過(guò)80%時(shí)就進(jìn)入直駛狀態(tài)，因此真正滿(mǎn)載的時(shí)候也較少，因此取平衡系數(shù)K =40% ~ 50% 為合適。相反，一些載貨電梯，由于轎廂超面積，其載荷變化會(huì)在 0 ~ 105%，因此平衡系數(shù)取 K≥50% 應(yīng)該更為合適。必須指出，這里說(shuō)K的取值是指電梯設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)平衡系數(shù)K的取值，稱(chēng)為設(shè)計(jì)值，絕不是電梯安裝時(shí)或使用后隨意配置的K值。
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