電梯檢測(cè)中電梯運(yùn)行共振原因探討

胡映 田欣

摘 要：結(jié)合工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，論述了電梯運(yùn)行共振產(chǎn)生的現(xiàn)象及主要原因。并提出了主要的應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：電梯檢測(cè)；電梯運(yùn)行；共振原因；因素；措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-3198（2012）07-0190-02

1 引言

電梯在上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行日常電梯檢驗(yàn)檢測(cè)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)轎廂有明顯的振動(dòng)的嗡嗡響聲，電梯的振動(dòng)主要是由多種因素造成的。電梯的重要性能指標(biāo)是乘坐電梯的舒適感盡管人乘座的時(shí)候電梯的振動(dòng)幅值較小且乘坐的時(shí)間不長(zhǎng)，在電梯系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)主要的影響在于影響電梯曾用人在電梯運(yùn)行過(guò)程中的舒適感同時(shí)還會(huì)加快磨損某些重要部件使其使用壽命大大減少。在正常情況下當(dāng)電梯的振動(dòng)累積到一定的量值時(shí)恰好此時(shí)的振動(dòng)頻率介于人的敏感頻帶時(shí)會(huì)使乘座者感受到十分明顯的難受感。但是，這些也不足達(dá)到影響乘用者的人身安全及身體健康。究其原因這些共振的產(chǎn)生主要是由于電梯在運(yùn)行的過(guò)程中的某些部件摩擦所產(chǎn)生的低頻共振或者是系統(tǒng)設(shè)備的旋轉(zhuǎn)造成的。

2 電梯運(yùn)行中共振產(chǎn)生的主要原因分析

曳引機(jī)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的脈動(dòng)是轎廂振動(dòng)的振源其最常見(jiàn)的振動(dòng)發(fā)生根源主要來(lái)源于轎廂的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，曳引機(jī)在工作時(shí)電機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其轉(zhuǎn)速約在額定轉(zhuǎn)速時(shí)轎廂的振動(dòng)表現(xiàn)十分明顯，其中曳引機(jī)傳動(dòng)部分的蝸輪蝸桿組裝嚙合不好也同樣會(huì)產(chǎn)生一定大的振動(dòng)，造成電梯運(yùn)行中振動(dòng)的主要因素有以下幾方面：

（1）產(chǎn)生噪音的周期振動(dòng)。電梯作為運(yùn)載工具在運(yùn)行過(guò)程中由于物體固有頻率接近時(shí)以及振動(dòng)的頻率時(shí)就產(chǎn)生了共振現(xiàn)象，曳引機(jī)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)會(huì)形成為一個(gè)彈性系統(tǒng)，這在曳引機(jī)通過(guò)曳引繩傳至轎廂產(chǎn)生的振動(dòng)中最為常見(jiàn)。一些運(yùn)動(dòng)部件會(huì)變成為激振源產(chǎn)生自己的固有振動(dòng)頻率并且產(chǎn)生了激振力頻率。電梯將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)當(dāng)兩種頻率相等或接近時(shí)就會(huì)產(chǎn)生共振，也是電梯的主要運(yùn)動(dòng)形式是激振力頻率的產(chǎn)生源。在某些運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度范圍內(nèi)在機(jī)房所感受到的振動(dòng)與轎廂中所聽(tīng)見(jiàn)與感受到的振動(dòng)相差甚遠(yuǎn)，在某些樓層范圍內(nèi)這種振動(dòng)在傳輸過(guò)程中也能夠產(chǎn)生共振。共振現(xiàn)象可以通過(guò)改變系統(tǒng)的剛度和改變系統(tǒng)固有頻率以及改變激振頻率來(lái)進(jìn)行消除。在電梯的額定速度范圍內(nèi)進(jìn)行主速度的合理調(diào)整是避免電梯產(chǎn)生共振的一種行之有效的簡(jiǎn)便方式，在整個(gè)電梯轎廂的半載范圍電梯在運(yùn)動(dòng)至行程中段時(shí)的速度控制在大于額定速度的92%最為適宜。因此，對(duì)電梯的調(diào)速觀察可在這個(gè)參考的速度的標(biāo)準(zhǔn)里進(jìn)行合理的調(diào)整，當(dāng)電梯的速度變化在±50r/min效果不明顯，當(dāng)電梯的速度變化±100r/min有明顯效果。

（2）導(dǎo)靴與導(dǎo)軌。電梯下行起動(dòng)時(shí)人在轎廂內(nèi)明顯地感受到了突然的振動(dòng)最直接原因是導(dǎo)軌表面潤(rùn)滑狀況不好，分析這種振動(dòng)還可能來(lái)自于電梯導(dǎo)靴方面的原因，其次是導(dǎo)靴損壞可更換導(dǎo)靴或添加適量的潤(rùn)滑油，再有就是導(dǎo)軌安裝不好也可使電梯產(chǎn)生水平振動(dòng)，其十分重要的原因是轎廂導(dǎo)軌接頭的間隙和導(dǎo)軌安裝的垂直度不符合規(guī)范的要求。因此，電梯導(dǎo)軌安裝誤差應(yīng)控制到規(guī)范要求的最低限度在導(dǎo)軌制造與安裝、架設(shè)時(shí)應(yīng)有嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施。

（3）抱閘間隙。變頻調(diào)速的電梯還沒(méi)有調(diào)整至最佳狀態(tài)起動(dòng)或停止的瞬間有臺(tái)階感雖然不影響使用但總是給乘坐者以不舒適的感覺(jué)。這種故障可能原因有：控制器有關(guān)參數(shù)不合適抱閘間隙調(diào)整不太好，抱閘時(shí)間與停車(chē)時(shí)間不一致閘瓦與制動(dòng)輪間間隙過(guò)小或過(guò)大以及起動(dòng)的曲線太陡或調(diào)速器減速時(shí)間太長(zhǎng)等原因。解決此問(wèn)題時(shí)可采取以下措施：首先將調(diào)速器有關(guān)參數(shù)重新設(shè)定抱閘間隙調(diào)整合適；檢查和調(diào)整控制器的技術(shù)參數(shù)。

（4）曳引鋼絲繩受力不均勻。轎廂的懸掛中心偏離或補(bǔ)償電纜的懸掛，轎廂的偏載都會(huì)使轎廂造成較強(qiáng)烈的抖動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)不平衡力。應(yīng)正確放置重物或調(diào)整懸掛中心或補(bǔ)償電纜使轎廂的傾斜小于3%。在某一時(shí)刻內(nèi)受力較大的曳引輪繩槽必然磨損加快，從而帶動(dòng)轎廂抖動(dòng)形成節(jié)徑差產(chǎn)生異常抖動(dòng)，應(yīng)調(diào)整各鋼絲繩張力在平均值的5%范圍內(nèi)使各鋼絲繩的張力處于合理的范圍。因此，影響電梯乘用者舒適感的因素主要有：①機(jī)械因素：鋼絲繩張力均勻度、導(dǎo)軌垂直度、導(dǎo)靴松緊度、表面平整度等技術(shù)指標(biāo)。②運(yùn)行曲線相關(guān)因素：起動(dòng)停車(chē)抱閘延時(shí)、加減速度，曲線拐角時(shí)間等。③變頻器相關(guān)參數(shù)：濾波時(shí)間、矢量控制相關(guān)參數(shù)，慣量參數(shù)、主機(jī)參數(shù)等技術(shù)指標(biāo)。

3 調(diào)試電梯的過(guò)程中機(jī)械因素方面著手的主要應(yīng)對(duì)措施

（1）導(dǎo)軌和導(dǎo)靴因素。因?yàn)榘惭b工人對(duì)這方面的安裝常常不夠重視導(dǎo)致轎箱突然的振動(dòng)。因此，對(duì)導(dǎo)靴及導(dǎo)軌的檢查也是必不可少的這種突然振動(dòng)有可能來(lái)自導(dǎo)靴與導(dǎo)軌等方面。導(dǎo)軌的垂直度和兩導(dǎo)軌的平行度，應(yīng)滿(mǎn)足的標(biāo)準(zhǔn)是轎廂導(dǎo)軌為0.5/5000，+2mm：對(duì)重導(dǎo)軌為0.8/5000，+4mm誤差范圍過(guò)大能夠?qū)е码娞葸\(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)或抖動(dòng)個(gè)別位置轎廂會(huì)左右晃動(dòng)。導(dǎo)軌的工作接頭應(yīng)符合臺(tái)階小于等于0.1mm、轎廂導(dǎo)軌局部縫隙小于等于05mm、不設(shè)安全鉗的對(duì)重接頭縫隙小于等于0.5mm和臺(tái)階小于等于0.03mm的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，接頭處理不好的話(huà)導(dǎo)靴太緊電梯起動(dòng)時(shí)有臺(tái)階感，轎廂在個(gè)別位置會(huì)出現(xiàn)臺(tái)階感導(dǎo)靴太松運(yùn)行中轎廂會(huì)有晃動(dòng)感，導(dǎo)靴松緊度對(duì)電梯的平穩(wěn)度也有很大影響。可以加上少許油如滑動(dòng)導(dǎo)靴與導(dǎo)軌之間應(yīng)有少量間隙。簡(jiǎn)易測(cè)試方法：如轎廂能明顯的在左右方向有少許位移測(cè)試時(shí)可以站在轎頂上用腳左右用力晃動(dòng)轎廂。

（2）曳引機(jī)。曳引機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分是最常見(jiàn)的振動(dòng)發(fā)生根源。有齒輪曳引機(jī)：使用時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)出現(xiàn)電梯加減速時(shí)有軸向竄動(dòng)渦輪蝸桿與齒輪之間磨損較大；有時(shí)曳引機(jī)由于裝配不當(dāng)渦輪蝸桿或齒輪間嚙合不好導(dǎo)致減速或加速有臺(tái)階感。永磁同步無(wú)齒輪曳引機(jī)：省略了傳統(tǒng)減速箱等減速部件由制動(dòng)器、永磁同步電機(jī)和曳引輪三個(gè)部分組成，在電梯的應(yīng)用上體現(xiàn)了如下優(yōu)點(diǎn)：振動(dòng)小重量輕、體積小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高安全可靠、噪音低能夠滿(mǎn)足頻繁啟動(dòng)與制動(dòng)，運(yùn)行平穩(wěn)舒適維護(hù)簡(jiǎn)便且綠色環(huán)保。

（3）鋼絲繩張緊均勻度。鋼絲繩張緊不均勻有幾根很松有幾根受力繃緊會(huì)使電梯運(yùn)行時(shí)鋼絲繩受力不均勻，在某一時(shí)刻內(nèi)形成異常抖動(dòng)形成節(jié)徑差受力較大的曳引輪繩槽必然磨損加快帶動(dòng)轎廂抖動(dòng)。節(jié)徑差又引發(fā)繩間相對(duì)滑移是不能調(diào)節(jié)的對(duì)運(yùn)行中的振動(dòng)和噪音的影響更大。調(diào)整各鋼絲繩張力使各鋼絲繩張力在平均值的5%范圍內(nèi)。測(cè)試方法：測(cè)試時(shí)讓電梯停在中間偏上樓層，在轎廂上用手以相同的力拉對(duì)重側(cè)每根鋼絲繩。鋼絲繩張緊均勻如果拉開(kāi)距離大致相同，否則必須調(diào)節(jié)其松緊度。另外鋼絲繩安裝前盤(pán)旋捆扎內(nèi)有回復(fù)扭應(yīng)力安裝前應(yīng)充分釋放這種力否則直接安裝的話(huà)很容易引起電梯運(yùn)行中的抖動(dòng)。

（4）轎廂安裝的緊固、密封度。電梯高速運(yùn)行時(shí)，轎廂要承受很大的作用力，當(dāng)電梯高速運(yùn)行時(shí)如果轎廂架或轎壁等處某個(gè)部件沒(méi)有緊固好該部件容易產(chǎn)生相對(duì)位移就引起了電梯的振動(dòng)。靜平衡就是將電梯停在底層轎廂的動(dòng)平衡和靜平衡沒(méi)有作好卸下轎底導(dǎo)靴看轎廂是否傾斜。運(yùn)行中會(huì)有抖動(dòng)或振動(dòng)感動(dòng)平衡是致電梯運(yùn)行時(shí)導(dǎo)靴緊蹭導(dǎo)軌面，平衡系數(shù)差別較大時(shí)也會(huì)引起電梯運(yùn)行中舒適感不好或有故障發(fā)生。如果有問(wèn)題可改變轎底電纜、補(bǔ)償鏈的懸掛點(diǎn)來(lái)改善動(dòng)平衡。

（5）防機(jī)械共振裝置的檢查。風(fēng)扇與轎廂共振也會(huì)引起噪音門(mén)機(jī)在關(guān)閉后堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩非常大很容易造成轎廂頂部共振，所以主動(dòng)減震裝置對(duì)于減少噪聲和振動(dòng)非常重要。電梯中安裝了多個(gè)減震裝置檢查主機(jī)有無(wú)被螺絲并死有無(wú)錯(cuò)位、隔音橡膠墊安裝是否正確等；轎頂橡膠或轎底減振彈簧是否安裝正確；錯(cuò)誤的安裝方式可能導(dǎo)致轎底跟下梁為硬性連接鋼絲繩從轎底穿過(guò)的轎廂要注意轎底跟下梁的連接螺絲轎廂會(huì)有抖動(dòng)現(xiàn)象；另外特別是高層高速梯較輕的轎廂容易產(chǎn)生機(jī)械共振。消除機(jī)械共振可以加適量負(fù)載來(lái)改變轎廂的固有頻率。

（6）抱閘的調(diào)節(jié)。運(yùn)行中有抖動(dòng)或振動(dòng)抱閘的間隙過(guò)緊會(huì)導(dǎo)致電梯起動(dòng)停車(chē)以及過(guò)松會(huì)引起電梯倒溜甚至引發(fā)嚴(yán)重的電梯運(yùn)行安全質(zhì)量事故。如導(dǎo)軌間隙不均勻、稱(chēng)重開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作、安全鉗鍥塊和導(dǎo)向輪的平行度等等。除了機(jī)械因素，運(yùn)行曲線參數(shù)的調(diào)整也至關(guān)重要。運(yùn)行曲線參數(shù)主要有抱閘打開(kāi)關(guān)閉延時(shí)、加減速度以及拐角段過(guò)渡時(shí)間等技術(shù)指標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

減小電梯系統(tǒng)的振動(dòng)是電梯制造、安裝的重要課題。按照現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采用振動(dòng)隔離技術(shù)、阻斷振動(dòng)減小和消除振源、降低振動(dòng)的響應(yīng)保證各運(yùn)動(dòng)部件的平衡提高系統(tǒng)抗振能力。只有這樣才能保證電梯平穩(wěn)安全快速地運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

［1］@謝騰飛，彭海，肖璇，超高速電梯橫向振動(dòng)控制策略的探討［J］.中國(guó)電梯，2011，（19）:24-25.