摘要：卷帘门的平衡系统是改善卷帘门操控性能和提高使用寿命的关键部件。本文结合本公司的产品论述了卷帘门在卷轴上产生的扭矩及卷帘门开启高度与扭簧配置的关系，为合理配置扭簧平衡系统提供了实用的解决方法。
   
    关键词：卷帘门平衡系统异形轴套 
    新型电动卷帘门籍助于对门楣要求低、占用空间小的特点，迅速地在国内车库门、商铺门市场中占据一席之地。作为一种电动门类产品，解决好停电状态下门扇的开启是至关重要的。针对帘片式卷门，目前市场上解决停电开启的方案有三种：手摇杆、后备电源和扭簧平衡装置。
    一、手动开门方案及特点
   
    1、手摇杆：
   
    通过手摇杆带动开门机使卷帘门能缓慢启闭。但这种方式较费力且启闭时间长，而且手摇杆携带不方便，尤其是用户在操作时难以判断手摇杆的转动方向，致使开门机限位跑位，电源再次接通，卷帘门无法正常开启。
   
    2、后备电源：
   
    在市电没有的情况下，通过蓄电池的电流逆变成220V交流电来启动开门机，实现门扇的启闭，但是成本高而且蓄电池的维护麻烦、寿命较短。
   
    3、扭簧平衡系统：
   
    采用扭簧平衡门体的重量，在停电时，打开开门机的离合，人工启闭门体。这种方式手动开门比较方便、可靠，使用小功率开门机就能驱动门体，成本低而且节约电能。
   
    二、扭簧平衡系统扭矩计算的特点及常见问题
   
    但扭簧平衡系统不能完全平衡门体的重量，在弹性极限范围内，扭簧被扭转变形后所产生的扭矩与被扭转的圈数成正比，与门开启的高度不成正比，在卷帘门开启过程中，帘片缠绕在卷轴上的直径是由小变大的，故门在启闭过程中，扭簧被扭转变形后所产生的扭矩与门体缠绕在卷轴上产生的扭矩是不完全相等的。如果配得不好，手动开门需要较大的力。
   
    三、扭簧平衡的计算方法
   
    下面以门高2.6米，门重67.5㎏，77型门片、卷轴为Φ90mm的卷门为例，对系统平衡的相关问题进行论证。
   
    　卷帘门在开启过程中，由于卷帘门开始缠绕卷轴上的直径较小，即力臂较短，故当卷门在卷轴上缠绕一圈后，虽然门体下垂部分的重量减轻了约9㎏，但受力点的半径由R55mm增加到R80mm（如图1所示）。
   
    　　帘片刚开始对轴管产生的扭矩，可用以下公式计算：
   
    T1=67.5㎏×9.8N/㎏×0.055m=36.4 N·m
   
    帘片在轴管上绕了一圈后产生的扭矩，可用以下公式计算：
   
    T2=（67.5-9）㎏×9.8N/㎏×0.080m=45.9 N·m
   
    依次类推，在门的开启过程中，帘片的重量逐步减轻，但卷径也不规则的逐步增加,如图1所示。所以帘片在卷轴上产生的扭矩如图2中的a1曲线所示。
   
    扭簧在门的开启过程中，由于在弹性限度范围内，扭簧被扭转变形后所产生的扭矩是与被扭转的圈数成正比的，与门体开启的高度不成正比。在门开启过程中，由于刚开始卷帘门缠绕在卷轴上的直径较小，扭簧被转过一圈后，门体开启高度约为380mm，而**后一圈，门体开启高度约为780mm。故在门体在开启过程中扭簧的扭矩与门的开启高度的关系如图2中曲线b1所示。对比曲线a1与曲线b1，在门较平衡的情况下，曲线a1和曲线b1是相交状态。
   
    门在**底端时，扭簧产生的扭矩大于帘片产生的扭矩；在门开启到顶端时，扭簧产生的扭矩还是大于帘片产生的扭矩，而在中间有些部位却是帘片产生的扭矩大于扭簧产生的扭矩，所以在门的启闭过程中，开门机有时会带着门启闭，有时会阻止门启闭，由于开门机的各个部件中存在间隙，门体在运行过程中会出现颤动和不规律的运行的现象。这种状态下，要使门体更好的平衡，是把图2中的扭簧与门体的扭矩差TA、TB、TC、TD尽可能相近。但综合考虑开门机电动时所需的力和手动时启闭门所用的力对卷帘门作用的方式是不同的。电动时，开门机力作用在卷轴上；手动时，人力作用是在门体上。在产生TC、TD的位置时，因为门体缠绕在卷轴上的圈数较多，受力点半径较大，所以TC、TD可以适当加大，即增加扭簧的圈数，手动还是比较轻松。（但一味的增加扭簧的圈数，手动时或许会轻松一点，但对开门机而言，在门体开启到**顶端的那部分时，阻止门体上升的力是整个运行过程中**大，因此会缩短开门机的使用年限）。由此可见，卷轴直径小，门体在启闭过程中，受力点半径变化过大，故曲线a1、b1很难接近，门就难以平衡。
   
    四、解决扭簧扭力与帘片扭力不均衡的措施
   
    解决上述问题的一种简单方法，就是把缠绕帘片的轴套设计成不规则形状。若在Φ90mm卷轴上加上不规则轴套，这样既加大了卷门在初始时的受力点半径，又使门体缠绕在卷轴上的圈数变少，**终使受力点半径变小。更重要的是，此种轴套是不规则的，它使缠绕在轴套上的**层帘片的内层紧贴轴套，外层接近平面螺纹（如图3所示）；而不是将轴套的外形做成平面螺纹（因为卷帘门开启后的卷径不能太大，所以轴套不能做得太大，这样虽然轴套的外形是平面螺纹，但缠绕在轴套上的**层帘片内层与轴套不吻合，外层也并不接近平面螺纹）如图4所示。