一种互为配重的电梯设计理论研究

冯光权

摘要：说白了，电梯的运行原理就是用钢丝绳将两端的电梯轿厢和配重连接起来,缠绕在曳引轮和导向轮上,曳引机旋转带动曳引轮转动，从而实现轿厢的升降运动,达到运输人或货物的目的。所以，一种互为配重的电梯设计理念就成了广大电梯设计工作者乐此不疲的研究课题。作者长期人事电梯设计，现就一种互为配重的电梯设计理念与大家分享如下。

关键词：互为配重；电梯；理论研究

1、背景说明:

电梯主要由曳引机、钢丝绳、轿厢、配重、导轨、控制系统及其他安全部件等组成。其运行原理是：钢丝绳分别将两端的电梯轿厢和配重连接起来,缠绕在曳引轮和导向轮上,曳引机旋转带动曳引轮转动，由曳引轮与钢丝绳之间的产生的摩擦力实现轿厢的升降运动,达到运输人或货物的目的。

为了降低能耗，使钢丝绳两边受力平衡（相对平衡），设置了配重，配重根据电梯平衡系数来确定质量。电梯平衡系数在40%-50%之间，通常采用的平衡系数为45%，电梯平衡系数=（配重质量－电梯轿厢质量）÷电梯载重×100%。所以电梯在实际使用中配重系统往往是不能省略的。

2、以往设计的不足之处:

鉴于电梯的如上结构，在实际应用中大家往往都是围绕如何改变电梯轿厢结构、曳引机安装方式及安装位置、配重块的材料替换更新等等方面进行摸索、探讨和改进。

配重是电梯拖动系统的一个组成部分，它的作用是平衡轿厢的重量，配重位于轿厢的另一边，通过钢丝绳连接到轿厢上。配重在电梯曳引系统起到节能作用，该系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额内，保证电梯的曳引传动正常。

由于配重系统结构较为简单，大家在实际应用中忽略了对配重系统除了配重功能以外的其它功能进行更为广泛的探索和改进。

3、本设计的主要研究内容:

在保证电梯配重这一重要节能功能不变的情况下，增加了另一功能即载人（载货）功能，即两台电梯轿厢互为配重。主要解决办法是将两台电梯轿厢直接用钢丝绳连接，通过曳引轮驱动两台电梯轿厢上下运行，即一台电梯上升的同时另一台电梯同步下降。

见下面结构示意图：

 

4、对比以往研究的优势:

传统电梯每台电梯均设有独立的曳引系统、控制系统及配重系统，因配重系统需占用一定井道空间，所以造成电梯井道平面尺寸加大（或在相同井道平面尺寸内只能做较小载重的电梯），且每台电梯都有单独的配重系统而造成资源浪费。改用两台电梯互为配重，即两台电梯只使用一套曳引系统和一套控制系统，节省了一套曳引系统和一套控制系统，同时取消了传统的配重系统（见更改前图），节约了原配重系统所占井道空间（或在相同井道空间内可以做更大载重的电梯），同时节约了配重系统所占资源。该研究尤其适用于超高层建筑的前端快速递送，运输效率大大高于传统电梯。

5、后期的改进设想或其它领域推广前景:

后期的改进设想：采用该方案后，不仅仅节约了资源，同时提高了电梯运输效率（同等井道尺寸时增加了电梯载重），尤其解决了超高层建筑的前端快速递送问题。采用该方案后着重解决电梯层站较多时的运输效率问题，可以从以下几个方面来解决：一是电梯层站设较少层站，减少电梯运行停靠；二是增加电梯数量，根据使用需求分别使用电梯。

6、研究体会:

随着社会不断发展，现代化高层建筑越来越多，建筑高度也越来越高，建筑内的人口流动越来越大，电梯是高层建筑中必不可少的交通运输设备，人员能否快速、安全的上下高层建筑是评价电梯服务质量的重要指标。同时由于人们节能环保意识增强，电梯设备后续会继续朝着安全、节能环保的方向发展，该方案即能很好解决高层建筑的前端快速递送问题又能达到节能环保的要求，相信不久会大量应用于实际生活中。

参考文献

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[2] 卫广穹,张宁.电梯空调智能化控制技术探讨[J].科技创业家,2013,(07):141.

[3] 陈不凡.信息技术在电梯安全监测系统中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2020(04):7.