電梯振動(dòng)失效的原因及檢驗(yàn)方法

葉陳勇

福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院, 福州 350008

1 設(shè)備存在的主要缺陷描述

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展和電梯的廣泛使用，用戶對(duì)乘坐電梯的舒適性也提出了更高的要求。其中，電梯的振動(dòng)就是人們關(guān)注的一個(gè)問題。某單位使用的15年老舊電梯使用參數(shù)為載荷1000kg，額定速度為1.75m/s，樓層為19層19站，該設(shè)備以檢修速度上下行時(shí)振動(dòng)不明顯，當(dāng)以正常速度上下行時(shí)，電梯振動(dòng)明顯并常常帶有嗡嗡的共振響聲。經(jīng)用EVA進(jìn)行測(cè)量分析，測(cè)量的結(jié)果中電梯垂直振動(dòng)最大峰峰值為0.456m/s2，大于GB-100582009 電梯技術(shù)條件中規(guī)定的乘客電梯運(yùn)行在恒加速度區(qū)域內(nèi)垂直（Z軸）振動(dòng)的最大峰峰值不應(yīng)大于0.3m/s2，如圖1所示。

2 原因分析

通常電梯振動(dòng)按頻率分可分為高頻振動(dòng)與低頻振動(dòng)，低頻振動(dòng)原因主要由轎廂系統(tǒng)和導(dǎo)軌安裝不規(guī)范引起的。高頻振動(dòng)原因較多，通常主機(jī)、鋼絲繩、對(duì)重等安裝制造不規(guī)范等都能影起電梯高頻振動(dòng)。按振動(dòng)的方向分可分為水平振動(dòng)與垂直振動(dòng)，引起水平振動(dòng)的原因集中在導(dǎo)軌系統(tǒng)和導(dǎo)滑系統(tǒng)，而引起垂直振動(dòng)的原因較復(fù)雜，大多數(shù)振動(dòng)源都能引起垂直振動(dòng)。

2.1 曳引系統(tǒng)引起的振動(dòng)

2.1.1 主機(jī)曳引輪、減速箱、聯(lián)軸器、軸承系統(tǒng)運(yùn)行不良產(chǎn)生抖動(dòng)

曳引輪引起的振動(dòng)原因有：1）由于曳引輪表面硬度不均，當(dāng)與鋼絲繩摩擦?xí)r，繩槽表面將產(chǎn)生凹凸不平，從而引起轎廂振動(dòng)。2）曳引輪由于受到加工誤差影響，圓度值發(fā)生變化，引起曳引輪節(jié)圓變成橢圓，進(jìn)而通過鋼絲傳遞到轎廂，引起轎廂振動(dòng)。3）電氣調(diào)整不良產(chǎn)生抖動(dòng)，主機(jī)曳引力矩的波動(dòng)是電梯振動(dòng)的激勵(lì)源，當(dāng)起動(dòng)時(shí)力矩調(diào)整不當(dāng)，力矩過小出現(xiàn)反拉，力矩過大出現(xiàn)先行，均產(chǎn)生抖動(dòng)。

減速箱的引起的振動(dòng)原因有：1）老舊電梯中減速箱蝸輪蝸桿上將產(chǎn)生軸向竄動(dòng)，該竄動(dòng)會(huì)變成了蝸桿對(duì)蝸輪副的沖擊，從而產(chǎn)生轎廂振動(dòng)。2）隨著電梯的使用年限的增加，齒輪箱蝸輪副間隙增大，從而在傳遞力的過程中產(chǎn)生沖擊，引起電梯轎廂振動(dòng)。

軸承系統(tǒng)引起的振動(dòng)原因：曳引輪的軸承系統(tǒng)損壞或間隙變大引起的曳引輪的徑向跳動(dòng)或曳引輪和導(dǎo)向輪自身的動(dòng)態(tài)平衡不良，從而引起電梯振動(dòng)。

2.1.2 主機(jī)系統(tǒng)安裝不規(guī)范或曳引鋼絲繩張力不均引起的振動(dòng)

圖1 EVA測(cè)試圖，兩個(gè)圈處為最大值

1）主機(jī)系統(tǒng)安裝不規(guī)范引起的抖動(dòng)主要原因是：主機(jī)底座減振橡膠由于橡膠老化或損壞時(shí)鋼度及阻力不一，曳引機(jī)失去緩沖產(chǎn)生抖動(dòng)。2）鋼絲繩張力不均引起的振動(dòng)原因是：當(dāng)鋼絲繩拉力不均，超過國(guó)標(biāo)的規(guī)定，鋼絲繩運(yùn)行不能同步，鋼絲繩產(chǎn)生抖動(dòng)，特別是當(dāng)轎廂運(yùn)行至上下端站時(shí)，乘客可以發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象非常普遍。

2.2 導(dǎo)向系統(tǒng)引起的振動(dòng)

2.2.1 電梯導(dǎo)軌安裝不良引起的振動(dòng)

1）主導(dǎo)軌接頭處臺(tái)階及間隙安裝不符合規(guī)范引起的振動(dòng)。GB7588-2003規(guī)定，安全鉗的導(dǎo)軌接頭處臺(tái)階不超過0.05mm，間隙不超過0.5mm，當(dāng)電梯轎廂導(dǎo)軌臺(tái)階或間隙不符合要求時(shí)，電梯運(yùn)行則會(huì)出現(xiàn)間歇性振動(dòng)。2）導(dǎo)軌工作面垂直度安裝不符合規(guī)范引起的振動(dòng)。3）安裝過程對(duì)產(chǎn)品保護(hù)不良造成導(dǎo)軌局部扭曲、導(dǎo)軌工作面出現(xiàn)凹坑或電焊的疤痕，均能在轎廂上下運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。4）導(dǎo)靴選型錯(cuò)誤引起的振動(dòng)，導(dǎo)靴的選型與電梯的額定速度相關(guān)，如果轎廂導(dǎo)靴的選型不妥，對(duì)電梯的震動(dòng)影響也很大。

2.2.2 電梯使用過程中產(chǎn)生的振動(dòng)

1）使用過程中導(dǎo)軌支架及導(dǎo)靴架固定螺栓有部分松動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致導(dǎo)靴與導(dǎo)軌間隙增大，引起電梯振動(dòng)。

2）靴襯與導(dǎo)軌之間的間隙在使用過程中間隙增加引起的振動(dòng)。靴襯與導(dǎo)軌之間的間隙安裝時(shí)要求每側(cè)都有不超過5mm的活動(dòng)間隙，但是隨著電梯靴襯的磨損，間隙量增大，導(dǎo)致在電梯運(yùn)行的水平方向會(huì)產(chǎn)生以導(dǎo)靴間隙兩倍距離為振幅的振動(dòng)，間隙越大，振動(dòng)越劇烈。3）電梯潤(rùn)滑不足引起的抖動(dòng)，主要有導(dǎo)軌潤(rùn)滑不良引起的干摩擦抖動(dòng)。

2.3 轎廂系統(tǒng)或重量平衡系統(tǒng)引起的振動(dòng)

2.3.1 轎廂處產(chǎn)生的振動(dòng)：1）轎底水平度不良致使轎廂重心偏移，靜態(tài)平衡不良產(chǎn)生振動(dòng)；2）曳引輪繩槽中心與轎廂中心不在同一直線上，偏差較大；3）轎廂內(nèi)裝修物運(yùn)行過程抖動(dòng)中引起的電梯振動(dòng)。

2.3.2 重量平衡系統(tǒng)引起的振動(dòng)：1）一般情況下，由于電梯在運(yùn)行過程中，補(bǔ)償鏈(繩)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，很可能導(dǎo)致部分鏈節(jié)扭曲，直接產(chǎn)生沖擊性振動(dòng)，傳遞到轎廂引起的振動(dòng)。2）隨著電梯使用年限的增加，補(bǔ)償鏈由于自身的彈性會(huì)伸長(zhǎng)，當(dāng)補(bǔ)償鏈伸長(zhǎng)與地面或?qū)χ刈o(hù)欄碰時(shí)，將引起電梯振動(dòng)。3）對(duì)重框處產(chǎn)生抖動(dòng)，有對(duì)重塊堆放不良，對(duì)重塊壓板安裝不良，電梯運(yùn)行時(shí)對(duì)重塊晃動(dòng)引起的振動(dòng)。

2.4 引起該臺(tái)電梯振動(dòng)的原因分析

2.4.1 EVA-625儀器介紹

EVA-625電梯/扶梯振動(dòng)和噪音分析儀是由美國(guó)PMT公司研制的一種計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)系統(tǒng)，是應(yīng)全球電梯和扶梯工業(yè)的要求而創(chuàng)建的。該儀器能夠量化加速度和噪音的測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)電梯和扶梯的多項(xiàng)特性參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，如噪音、運(yùn)行距離、速度、加(減)速度、加速度、振動(dòng)等特性。而且測(cè)得的數(shù)據(jù)可以保存并由計(jì)算機(jī)處理以曲線圖顯示，對(duì)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使有缺陷和已磨損的組件在電梯發(fā)生故障前就可以辨別出來。

2.4.2 引起該臺(tái)電梯振動(dòng)原因分析

通過對(duì)圖1進(jìn)行分析，可以看出該臺(tái)電梯水平振動(dòng)不明顯，并且水平振動(dòng)均勻，沒有局部振動(dòng)，通常電梯水平振動(dòng)原因大多數(shù)涉及導(dǎo)軌系統(tǒng)、導(dǎo)滑系統(tǒng)（導(dǎo)靴），通過查看現(xiàn)場(chǎng)印證，導(dǎo)軌安裝正常，導(dǎo)軌油潤(rùn)滑正常，導(dǎo)靴無過度磨損，因而可以排除導(dǎo)向系統(tǒng)中導(dǎo)軌安裝、電梯潤(rùn)滑、導(dǎo)靴磨損等原因。

圖2 對(duì)重塊排列均勻，但未壓實(shí)

圖3 鋼絲繩受力不均

圖4 轎廂內(nèi)裝修物未固定

圖5 整改后的運(yùn)行狀況，兩個(gè)圈處距離處為最大峰峰值

通過對(duì)EVA圖形進(jìn)行分析，電梯振動(dòng)主要集中在垂直方向振動(dòng)。而電梯垂直振動(dòng)原因較復(fù)雜，上述其它因素均能對(duì)垂直方向振動(dòng)產(chǎn)生影響，故只能對(duì)電梯進(jìn)行全面檢查，通過檢查可以排除機(jī)房主機(jī)曳引輪、導(dǎo)向輪的軸承等運(yùn)行不良、排除補(bǔ)償鏈安裝不良、電梯電氣調(diào)整不良產(chǎn)生的抖動(dòng)；通過排除分析發(fā)現(xiàn)電梯抖動(dòng)原因有對(duì)重框處對(duì)重未完全壓實(shí)產(chǎn)生抖動(dòng)，如圖2所示；轎廂內(nèi)裝修物未充分固定如圖3所示；鋼絲繩張緊力不均引起的抖動(dòng)，如圖4所示；該電梯振動(dòng)原因主要是鋼絲繩張緊力不均引起振動(dòng)帶動(dòng)對(duì)重塊和轎廂內(nèi)裝修物一起振動(dòng)。

3 處理意見

1）對(duì)轎廂內(nèi)裝修物進(jìn)行固定；2）調(diào)整鋼絲繩的張緊力，使各鋼絲繩張緊力相差不大于5%，或者在鋼索棒繩頭上方300～500mm位置用堅(jiān)木把幾根鋼絲繩夾住來改善共振；3）對(duì)重完全壓實(shí)。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整改，電梯性能能夠滿足要求，通過EVA測(cè)量，結(jié)果符合要求，如圖5所示。

4 今后應(yīng)注意的事項(xiàng)

1）電梯振動(dòng)超標(biāo)現(xiàn)象會(huì)引起乘客恐慌，給乘客帶來心理陰影，因而振動(dòng)問題在檢驗(yàn)中應(yīng)引起重視，由于電梯振動(dòng)問題經(jīng)常發(fā)生，并且原因多而雜，許多安裝人員安裝時(shí)一點(diǎn)不注意的小問題均能引起振動(dòng)，因而檢驗(yàn)過程中給予充分的注意。2）引起電梯振動(dòng)的原因有許多，在平時(shí)檢驗(yàn)中容易忽視電梯鋼絲繩的拉力、電梯潤(rùn)滑、補(bǔ)償鏈固定、對(duì)重壓實(shí)等問題，而這些問題往往影響電梯的運(yùn)行質(zhì)量，因而在檢驗(yàn)過程中應(yīng)給與充分的重視。3）檢驗(yàn)過程中遇到電梯異常振動(dòng)的情況，可借助于EVA等儀器來進(jìn)行檢驗(yàn)判定。

[1]TSG T7001.2009，電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則一曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯[S].

[2]GB 7588-2003，電梯制造與安裝安全規(guī)范[S].