140763對(duì)電梯曳引力和平衡系數(shù)的研究及相關(guān)影響

1、對(duì)電梯曳引力和平衡系數(shù)的研究及相關(guān)影響劉德勇成都特種設(shè)備檢測(cè)院，成都610000摘要：電梯曳引力和平衡系數(shù)是電梯安全運(yùn)行，質(zhì)量保證最重要的兩個(gè)性能參數(shù)。電梯曳引力和平衡系數(shù)的好壞，將決定電梯使用的壽命和乘客的舒適感；也是判斷一臺(tái)電梯是否節(jié)能的一項(xiàng)重要參數(shù)；也是導(dǎo)致電梯嚴(yán)重事故發(fā)生的根源之一。關(guān)鍵詞：平衡系數(shù)；曳引力；摩擦系數(shù)；轉(zhuǎn)矩法thestudyofelevatortractionandbalancecoefficientandinfluenceLiuDe-yongI.Chengduinstituteofspecialequipmentinspection,Chengdu,610000Abs

2、tract:Theelevatortractionandbalancecoefficientisthesafeoperationoftheelevator,andqualityassurancetwoofthemostimportantperformanceparameters.Thegoodorbadofelevatortractionandbalancecoefficient,willdeterminetheelevatorusinglifeandpassengercomfort,isalsojudgewhetheraelevatorenergy-savingisanimportantpa

3、rameter.Itisalsooneofleadtoseriousaccidenthappenedattherootoftheelevator.Keywords:Balancecoefficient;Traction;Thefrictioncoefficient;Torquemethod0引言隨著我國(guó)城市化建設(shè)不斷深入，人民的生活水平不斷改善，需要一個(gè)舒適的生活環(huán)境，所以電梯是每一棟高樓必不可少的一種垂直升降工具。例如，成都市最近三年都是以20%勺速度遞增，到2014年6月份已達(dá)到8萬(wàn)臺(tái)左右，尤其是郊區(qū)縣城增加突出，因此對(duì)電梯曳引力和平衡系數(shù)的研究和相關(guān)影響是必要的，減少人身財(cái)產(chǎn)安全的隱患，

4、加強(qiáng)檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)電梯的安全管理和驗(yàn)收檢驗(yàn)工1平衡原理要使電梯勻速運(yùn)動(dòng)或靜止，就需要一個(gè)拉力F與物體的重力G相平衡，即F=G假如要想使電梯變速運(yùn)動(dòng)1,除了拉力F需要克服重力G以外，還需要提供一個(gè)產(chǎn)生加速度的力Fi,即F=G+F=G+mam是物體的質(zhì)量，a是加速度)，在電梯系統(tǒng)中，電梯的重力G被對(duì)重的重力W所平衡，即拉力F=E=ma對(duì)重的重力W等于轎多！自重P和電梯載荷Q之和，即W=P+1Q有因?yàn)檩d荷Q是一個(gè)隨機(jī)變化的值，它可能是空載，輕載；也可能是滿載，因此W=P+QP+KQ(Q是額定載荷，K是01之間的常數(shù))。由此可以推出電梯的不平衡載荷AT,T=(P+Qi”(P+KQ)(1-1)劉德勇，男

5、，1985年出生，四川，碩士，中級(jí)工程師，主要從事信號(hào)處理、檢測(cè)技術(shù)，已公開(kāi)發(fā)表3篇論文。要是電梯載荷平衡，就要使T=0,由此可以推出:Qi=KQ,K=(12)Q1W-P-=QQK就是平衡系數(shù)1.1 平衡系數(shù)的計(jì)算方法平衡系數(shù)的計(jì)算方法有直接法和間接法，直接法有稱重法、電流法；間接法有盤(pán)車手輪轉(zhuǎn)矩法。目前用得最多是電流法和盤(pán)車手輪轉(zhuǎn)矩法。1.1.1 電流法電流法就是用鉗形數(shù)字電流表記錄電梯上行和下行時(shí)，轎廂和對(duì)重運(yùn)行到同一水平位置交匯的瞬間，主電機(jī)進(jìn)線時(shí)的電流值大小。分別記錄在額定載荷30%,40%,45%,50%,60%行和下行時(shí)電流的大小2,繪制載荷-電流曲線圖，平衡系數(shù)就是上行和下行曲線

6、相交的點(diǎn)，由檢規(guī)可知平衡系數(shù)K的取值在0.40.5之間。電流法的步驟如下：(1)當(dāng)對(duì)重和轎廂運(yùn)行到同一水平位置時(shí)在曳引繩上標(biāo)記一條線；(2)用鉗形數(shù)字電流表分別記錄載荷在空載和額定載荷的30%,40%,45%,50%,60%110%k行和下行時(shí)對(duì)重和轎廂運(yùn)行到同一水平位置，主電機(jī)進(jìn)線的電流大??；(3)分別畫(huà)出上行和下行的負(fù)載-電流曲線圖；(4)曲線的交點(diǎn)就是平衡系數(shù)；(5)平衡系數(shù)在0.40.5之間，則結(jié)束；否則，調(diào)整載荷，重新返回到(2)。用計(jì)算機(jī)處理的表格和曲線圖如表11和圖12。圖1-2載荷-電流曲線圖表1-1電流大小載荷30%40%45%50%60%下行電流A3.52.52.11.31

7、上行電流A0.81.422.83.31.1.2盤(pán)車手輪轉(zhuǎn)矩法電流法由于種種原因，如：在動(dòng)態(tài)條件下進(jìn)行人工測(cè)試電流存在較大的讀數(shù)誤差、儀器自身誤差、儀器反應(yīng)誤差、人為繪圖的誤差，多次搬運(yùn)整碼所積累的誤差，這些導(dǎo)致平衡系數(shù)的誤差較大網(wǎng)。而盤(pán)車手輪轉(zhuǎn)矩法比電流法的誤差要小。利用電梯手動(dòng)盤(pán)車裝置，通過(guò)盤(pán)車力矩測(cè)試裝置測(cè)試盤(pán)車力矩?cái)?shù)值D,進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)處理。其中機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)阻力f在靜態(tài)力矩平衡中影響微小，通過(guò)同一位置向上、向下兩次盤(pán)車讀出數(shù)值求取平均值方法抵消了其對(duì)D值的影響。根據(jù)力矩平衡原理推算出Dfi與電梯平衡系數(shù)關(guān)系公式：當(dāng)實(shí)驗(yàn)載荷等于額定載荷時(shí)：Q=Q'K_(W.P)._(W-P)R(WM

8、-P)R(W-P-M)R一Q"QR"2W-P-M)R(QPM-W)R1(1-3)d3d22(D2D1)其中D1、D2、D3為電梯轎廂處于不同停靠位置或不同載荷工況時(shí)(如圖1-3)力矩測(cè)試裝置上、下盤(pán)車測(cè)試讀值的平均值。當(dāng)實(shí)驗(yàn)載荷不等于額定載荷時(shí)：Q=i*Q',則K'=i*k。圖1-3不同載荷力矩測(cè)試2曳引力的計(jì)算曳引力是靠曳引輪與曳引繩之間的摩擦力來(lái)拉動(dòng)轎廂。曳引力應(yīng)該滿足以下三個(gè)條件4:(1)轎廂裝載至125癡定載荷的情況下應(yīng)保持平層狀態(tài)不打滑；(2)必須保證在任何緊急制動(dòng)的狀態(tài)下，不管轎廂內(nèi)是空載還是滿載，其減速度的值不能超過(guò)緩沖器(包括減行程的緩沖器)

9、作用時(shí)減速度的值；(3)當(dāng)對(duì)重壓在緩沖器上而曳引機(jī)按電梯上行方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)不可能提升空載轎廂。按GB7588-2003附錄M提示曳引力計(jì)算采用下面的公式：T2<eaf用于轎廂裝載和緊急制動(dòng)工況;T1.eaf用于轎廂滯留工況(對(duì)重壓在緩沖器上，曳引輪向上方向旋轉(zhuǎn))丁2式中：f-當(dāng)量摩擦系數(shù)；a-鋼絲繩在輪上的包角，rad;Ti、T2-是曳引輪兩側(cè)曳引純的拉力；e-自然對(duì)數(shù)的底，e=2.718。2.1當(dāng)量摩擦系數(shù)f的計(jì)算a)對(duì)曳引輪為半圓槽和帶切口半圓槽的公式：(yp、4cos-sin22(2-1)二u二-sinP，sin式中：u為摩擦系數(shù)；3為下部切口角度值值rad,不應(yīng)小于35度。如圖2

10、-1。rad,最大不應(yīng)超過(guò)106度；r為上部槽的角度圖2-1帶切口半圓槽圖2-2V形槽b)對(duì)曳引輪為V形槽的公式：轎廂裝載和緊急制動(dòng)工況：,P、4(1-sin-)f=二一s；f二usin一2轎廂裝載時(shí)，u=0.1;緊急制動(dòng)時(shí),(2-2)對(duì)于經(jīng)硬化處理的槽(2-3)對(duì)于經(jīng)硬化處理的槽0.1vs轎廂額定速度下對(duì)應(yīng)純速s10轎廂滯留工況:1f-uysin一2(2-4)對(duì)于經(jīng)硬化和未硬化處理的槽u=0.202.2T1、T2的計(jì)算轎廂裝載工況:Tx=pkQwxgn(2-5)P為轎廂自重，Q為額定載重量，gn為重力加速度，r為曳引鋼絲純的倍率，X=1時(shí)，w為鋼絲純質(zhì)量，k=1.25;X=2時(shí)，血補(bǔ)償鏈的質(zhì)

11、量，k為平衡系數(shù)；緊急制動(dòng)工況：(2-6)(2-7)(2-8)(2-9)(pkQ)(gna)w1,、(pW2W3)(gn-a)I2=W為隨行電纜懸掛的質(zhì)量轎廂滯留工況：Ti-(gnar)pw2w323gnrT2=nw1gr3兩者的關(guān)系曳引力是指依賴于曳引輪和鋼絲繩之間的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)、保障電梯的一種能力，而平衡系數(shù)是指對(duì)重與轎廂處在同一水平面上時(shí)，上行和下行電流一載荷的交點(diǎn)，根據(jù)電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則平衡系數(shù)K取值0.4-0.5之間。由于平衡系數(shù)K是固定的，而載荷是變化的，K的取值首先影響曳引輪兩側(cè)不平衡力矩的大小，若最大載荷為超載載荷125%QK值取0.4Q-0.5Q,那么不平衡載荷為：T

12、=1.25Q-0.40.5Q=0.750.85Q(3-1)也就是說(shuō)電梯提供的最小曳引力為(0.750.85)Q4兩者的影響及相應(yīng)措施電梯的平衡系數(shù)會(huì)影響電梯沖頂或蹲底，而曳引力會(huì)影響電梯的蹲底或溜車。沖頂和蹲底是電梯事故中最不愿意看到的情況，因?yàn)榘l(fā)生這種情況，輕則傷,重則死。因此，我們必須要對(duì)電梯沖頂或蹲底的原因進(jìn)行分析，為電梯的安全管理和檢驗(yàn)工作做好事前控制。當(dāng)然產(chǎn)生電梯沖頂或蹲底的原因有很多，在此只針對(duì)電梯的平衡系數(shù)和曳引力進(jìn)行分析。如表4-1。對(duì)電梯溜車的原因分析有很多，如：制動(dòng)閘瓦磨損、彈簧力不足、制動(dòng)器不抱閘和電梯超載，但這里不是所研究的重點(diǎn)，本文研究的重點(diǎn)是曳引力不足所帶來(lái)的溜車，

13、根據(jù)前面的理論研究知道曳引力與曳引輪的摩擦因數(shù)有關(guān)，那就是曳引輪磨損的程度有很大關(guān)系。曳引輪的磨損的原因有：曳引輪制作材料不合符國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)；安裝和更換鋼絲繩造成鋼絲繩扭結(jié)，磨損曳引輪；受力不均勻；比壓過(guò)大；長(zhǎng)時(shí)間使用，自然磨損等等。對(duì)不同工況、原因下平衡系數(shù)過(guò)大，過(guò)小和曳引力不足造成的沖頂、蹲底、溜車，采取的措施各不相同。如表4-1所示。4-1電梯的平衡系數(shù)和曳引力的影響原因工況影響相應(yīng)措施平衡系*輕載上行沖頂減少對(duì)重塊或增加轎廂重量數(shù)過(guò)小滿載下行蹲底增加對(duì)重塊或減小轎廂重量曳引力曳引力不足，比壓過(guò)大，曳引輪滿載下行蹲底.增加摩擦系數(shù)，增加包角，增加磨損等等，提升重物電梯啟動(dòng)、停止溜車轎廂重量，增大曳引輪直徑困難5結(jié)論對(duì)電梯曳引力和平衡系數(shù)的研究，有利于事前控制，減少安全事故的發(fā)生，防止發(fā)生電梯沖頂或者蹲底，但發(fā)生電梯沖頂或者蹲底的原因有很多，采取的措施根據(jù)不同的原因各不相同。對(duì)平衡系數(shù)檢測(cè)的方法中，雖然電流法在檢驗(yàn)中用得比較多，但偏差較大