电梯悬挂比和绕绳比的概念探析

作者：李刚 ，李雪荣 ，朱锋林 ，王衡（1.建研机械检验检测(北京)有限公司(国家电梯质量检验检测中心)；2.巨人通力电梯有限公司；3.苏州江南嘉捷电梯有限公司） ｜ 《中国电梯》2025年第8期

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在电梯选型配置过程中，悬挂比(又称曳引比，针对曳引驱动电梯而言)和绕绳比(针对液压驱动电梯而言)是需选择的重要参数，直接影响电梯的载重能力、运行速度、能耗等指标。在电梯的设计计算环节，需要精确运用悬挂比和绕绳比这两个参数进行校核，以确保电梯的安全性与稳定性。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11114.html

在进行电梯型式试验时，电梯适用范围的界定也与这两个参数相关，不同悬挂比和绕绳比的选取决定了电梯适用的条件和场景。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11114.html

由于曳引驱动电梯的应用较为广泛，大多数从业人员在日常工作、技术学习中，会频繁接触与曳引驱动电梯悬挂比相关的内容。然而，近年来由于液压驱动电梯的市场占有率逐渐减少，与之相关的绕绳比的概念逐渐淡出了大多数从业人员的视野。所以，当偶尔遇到涉及液压驱动电梯绕绳比的问题时，大多数从业人员会感到棘手。下面，笔者梳理国家标准中悬挂比和绕绳比概念的发展历程，对悬挂比和绕绳比进行图示解析，总结定义悬挂比和绕绳比的目的及意义，旨在明晰悬挂比和绕绳比的概念。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11114.html

1 国家标准中悬挂比和绕绳比概念的发展历程

1.1 悬挂比概念的发展历程

悬挂比概念在GB(GB/T)7024《电梯、自动扶梯和自动人行道术语》的历次版本中都有相关定义。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11114.html

GB 7024.1—86《电梯、自动扶梯和自动人行道术语　第一部分：电梯》第2.44条将“电梯曳引绳曳引比”定义为：在使用曳引机驱动电梯运行中，欲使电动机功率不变，而运送大载重量，可以应用滑轮组的原理组成曳引绳不同曳引比的方案。通常曳引比为1:1或2:1，特殊情况下为3:1。此定义并没有描述出悬挂比的具体计算方法，只是列出了电梯常用的悬挂比。现在看来这并不是定义，而是对提出悬挂比定义的原因的一个说明。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11114.html

GB/T 7024—1997《电梯、自动扶梯和自动人行道术语》第3.44条将“电梯曳引绳曳引比”定义为：悬吊轿厢的钢丝绳根数与曳引轮单侧的钢丝绳根数之比。此定义虽然给出了悬挂比的具体计算方法，但没有考虑到悬挂钢丝绳在曳引轮上复绕的情况，不够严谨。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11114.html

GB/T 7024—2008《电梯、自动扶梯和自动人行道术语》第3.1.42条将“电梯曳引绳曳引比”定义为：悬吊轿厢的钢丝绳根数与曳引轮轿厢侧下垂的钢丝绳根数之比。此版本(现行有效版本)中对悬挂比的定义相较于GB/T 7024—1997版本进行了完善，但是也存在漏洞，并未考虑到不同的电梯采用悬挂钢丝绳的根数是不同的。例如，采用5根悬挂钢丝绳的电梯，按照此定义悬挂比可能为10:5，也可能为20:5，这显然是不合理的。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11114.html

GB/T 7024—202×《电梯、自动扶梯和自动人行道术语》(征求意见稿)第4.1.6条将“电梯曳引比(悬挂比)”定义为：悬吊轿厢的曳引悬挂装置数量(如根数)与曳引轮轿厢侧下垂的曳引悬挂装置数量(如根数)之比。此定义在GB/T 7024—2008版本的基础上考虑了悬挂装置的情况，但是并没有解决悬挂比不约分的问题，建议在正式发布的标准中有所完善。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11114.html

1.2 绕绳比概念的发展历程

绕绳比的概念在GB/T 7024—2008中首次被提及。液压驱动电梯绕绳比和曳引驱动电梯悬挂比还是有较大区别的。

GB/T 7024—2008第6.10条将“绕绳比”定义为：间接驱动的液压驱动电梯，两端均具有独立的端接装置的一根钢丝绳或链条，在液压驱动电梯的一个液压缸驱动装置上缠绕的次数，与它在轿厢上缠绕的次数之比，此比值不能约分。此定义中对“缠绕”一词的描述是比较模糊的，这不是一个非常明确的定义，不能对绕绳比进行有效的计算。

GB/T 7024—202×第6.7条将“绕绳比”定义为：间接驱动的液压驱动电梯，两端均具有独立的端接装置的一根钢丝绳或链条，在液压驱动电梯的一个液压缸驱动装置上缠绕的次数，与它在轿厢上缠绕的次数之比，此比值不能约分。此版本中对绕绳比的定义相较于GB/T 7024—2008版本未作任何改变，建议对各产品标准中涉及此定义的相关条款内容进行充分研究后，再进行准确定义。

2 对悬挂比和绕绳比的图示解析

2.1 对悬挂比的图示解析

为了让大家对各类悬挂比有更加直观的认识，笔者分别绘制了悬挂比为1:1(对重无滑轮)、1:1(对重有滑轮)、2:1(对重无滑轮)、2:1(对重有滑轮)、3:1和4:1的悬挂系统示意图(见图1)。通过这些示意图，可以清晰地看到不同悬挂比下电梯的钢丝绳悬挂方式以及轿厢与对重之间的关系。在本文中所标示的悬挂比均遵循GB/T 7024—2008第3.1.42条对悬挂比的定义，同时也与当下电梯行业内普遍达成的共识高度契合。

图1b)和图1c)所示的悬挂系统在实际产品中是不常见的，这是由于悬吊轿厢和对重的钢丝绳根数不一致的情况仅适用于轿厢或对重的行程受限的特殊场合。图1e)所示的悬挂系统在实际产品中也是不常见的，主要是因为悬挂比为奇数的悬挂系统的轿架受力不均匀(有偏载)，且只能采用轿厢顶吊的悬吊方式。此外，偏载产生的侧向力还可能增加整个电梯运行的不稳定因素，带来电梯安全隐患。图1a)、图1d)、图1f)所示的悬挂系统在实际产品中是最常见的，在大吨位曳引驱动载货电梯的实际产品中还有悬挂比为8:1、12:1、16:1的悬挂系统[悬挂系统结构与图1f)所示的悬挂系统类似]。

图1a)～图1d)所示的悬挂系统的对重质量分别为

式中：Mcwt——对重质量，kg；

P——轿厢质量，kg；

k——平衡系数；

Q——额定载重量，kg。

对以上公式进行对比分析，可以看出：图1a)和图1b)中悬挂比都为1:1，但是对重质量却是2倍关系， 图1c)和图1d)所示的悬挂系统的悬挂比都为2:1，对重质量也是2倍关系。因此，即使悬挂比相同，悬吊方式和对重质量也可能不同，因为悬挂比是根据轿厢侧的悬吊方式来定义的。

2.2 对绕绳比的图示解析

同样，为了让大家对各类绕绳比有更加直观的认识，笔者分别绘制了绕绳比为2:1、2:2、1:2、3:2、4:2(顶升式)和42(拉升式)的绕绳系统示意图(见图2)。通过这些示意图，可以清晰地看到不同绕绳比下电梯的钢丝绳绕绳方式及轿厢与液压缸之间的关系。在本文中所标示的绕绳比均遵循GB/T 7024—2008第6.10条对绕绳比的定义。笔者对液压驱动电梯绕绳比的理解为：电梯轿厢的运行速度与液压柱塞运动速度的比值。但由于直顶式液压驱动电梯是直接连接的，没有绕绳比的说法，计算时可以认为绕绳比为1:1。

图2a)所示的绕绳系统是液压电梯常见的绕绳系统，较多应用于轿厢架为背包架结构、双缸侧顶式的液压驱动电梯。图2b)所示的绕绳系统的轿厢速度与直顶式的液压电梯的轿厢速度一致，主要是为了方便液压缸和滑轮在电梯井道内的布置，有一些实际产品存在。图2c)所示的绕绳系统在实际产品中并不常见，主要是由于这种绕绳系统无法使液压缸承载力大的优势充分发挥出来，仅在一些载重量大、运行速度低的特殊场合(例如在某些大型工业厂房内部，需要运输超重设备，但对运输速度要求不高)才考虑应用。图2d)所示的绕绳系统在实际产品中也很少被采用，主要原因是绕绳比为奇数比的绕绳系统会导致液压缸和轿厢受力不均匀，产生偏载现象。这种偏载不仅会使液压缸的稳定性受到一定程度的影响，还会使轿厢导靴与导轨之间的摩擦力增大，加速导靴和导轨的磨损，进而影响电梯的安全性与整体使用寿命。图2e)所示的绕绳系统比较常见，采用柱塞式液压缸，有一些实际产品，目前已有成熟的设计理论和丰富的实践经验可供参考。图2f )所示的绕绳系统比较罕见，采用活塞式液压缸，基本上没有实际产品，缺乏设计理论和实践经验。当然，在液压驱动电梯中还可能存在绕绳比为1:4、8:2等的绕绳系统，但在实际产品中都不常见。

3 定义悬挂比和绕绳比的目的及意义

1)电梯各系统布置的需要。随着电梯产品发展进入精细化、智能化的阶段，人们对电梯在各种复杂建筑环境中的安装和布局提出了新的要求，尤其是对驱动主机在井道内不同位置的灵活布置需求日益增多。在此背景下，悬挂比成为电梯设计人员必须仔细斟酌和权衡的重要参数之一。例如，蒂升Twins系列电梯采用独特的双轿厢结构，对运行平衡和空间利用的要求更高；无机房电梯为了节省建筑空间，往往需要对驱动主机等部件进行更为紧凑和巧妙的布置。在这些情况下，选择合理的悬挂比，能够在不显著增加设备成本和占用空间的前提下，对电梯的运输效率、载重能力及系统稳定性进行优化，从而为整个电梯的精确计算和优化设计提供坚实的基础，确保电梯在各种复杂工况下都能安全、平稳、高效的运行。在液压驱动电梯的设计过程中，引入绕绳比的定义，能够为精确计算液压驱动电梯的额定载重量和额定速度提供必要的理论支持和计算依据。通过选择合理的绕绳比，可以在充分发挥液压缸动力性能的同时，对电梯的运行速度和载重能力进行优化。

2)轿厢受力结构优化的需要。具有较大宽度、深度或者采用多导轨布置的轿厢的受力情况非常复杂。在此情况下，就需要在轿顶或轿底的合适位置增加反绳轮，并通过采用合理的悬挂比或绕绳比改变钢丝绳的走向和受力分布，从而减小轿架及导轨承受的作用力，使轿厢在各种复杂工况下依然能够稳定运行，保障电梯的安全性与可靠性。同时，也有助于延长电梯各部件的使用寿命，降低维护成本与潜在的安全风险。

3)永磁同步驱动主机应用的需要。永磁同步驱动主机省略了传统驱动主机的减速箱结构，在带来诸多优势(例如节能、运行平稳、噪声低、体积小等)的同时，也带来了新的问题，即输出的扭矩相对有限，难以直接驱动较大额定载重量的轿厢。为了解决这一难题，电梯设计人员巧妙地在悬挂系统上进行创新，通过在轿厢上增加动滑轮并选择合理的悬挂比，对力的传递和分配进行优化。如此一来，原本由驱动主机减速箱承担的部分功能，现在改由钢丝绳和动滑轮的组合结构来实现，有效地提升了电梯的载重能力，使永磁同步驱动主机也能应用于更广泛的场景。此外，在大载重量低速曳引驱动载货电梯的设计中，通过选择合理的悬挂比，可以在不改变驱动主机基本性能的前提下，显著提高载货电梯的额定载重量，以满足工业生产、物流运输等行业对于超大重量货物垂直运输的需求。同样的原理也适用于液压驱动电梯。液压驱动电梯依靠液压缸作为动力源，其优势在于能够在较短的行程内产生较大的举升力，尤其适合一些载重量较大但升降高度相对有限的应用场景。为了更好地发挥液压驱动电梯的优势，电梯设计人员通常会根据电梯的具体参数和使用要求选择合理的绕绳比。通过选择合理的绕绳比，不仅可以优化力的传递路径，提高传动系统的机械效率，还能够进一步提升液压驱动电梯的载重能力和运行稳定性，确保液压驱动电梯在各种工况下都能安全、可靠的运行。

4)相关计算过程的需要。对于曳引驱动电梯，曳引条件验证中曳引轮两侧钢丝绳拉力的计算，轿厢运行速度的计算，驱动主机主轴的复核计算，悬挂钢丝绳破断力和安全系数的计算，在规定平衡系数下的对重质量计算，补偿装置质量的计算，钢丝绳绳头组合的受力计算等都与悬挂比有关。对于液压驱动电梯，破裂阀的相关计算，液压缸活塞速度与轿厢运行速度的计算，液压缸稳定性(抗压弯)计算等都与绕绳比有关。

4 结语

在本文中，笔者首先梳理了国家标准中电梯悬挂比和绕绳比概念的发展历程，指出这些概念的定义存在不足之处。然后通过直观的示意图对几种常用和极少应用的悬挂比和绕绳比进行了解析，同时对相关国家标准中涉及悬挂比和绕绳比定义的有关条款内容进行了解读。最后总结了定义悬挂比和绕绳比的目的及意义。笔者期望相关国家标准在修订时能对悬挂比和绕绳比给出更加明晰的定义和解释，例如给出悬挂比的约分要求，给出缠绕的明确图示，帮助从业人员正确理解和区分悬挂比和绕绳比，避免在日常工作、技术学习中出现差错。