施工升降機(jī)吊籠抖動(dòng)的成因分析及減消措施

張成亮

（山西省工程機(jī)械廠,山西 太原 030003）

施工升降機(jī)作為是垂直運(yùn)送建筑材料和人員的高效率施工機(jī)械，在建筑行業(yè)運(yùn)用日益廣泛。近年來隨著制造單位和使用單位對施工升降機(jī)運(yùn)行舒適度的要求越來越高，吊籠運(yùn)行過程中的抖動(dòng)問題也成為了行業(yè)內(nèi)普遍頭疼的問題之一?，F(xiàn)結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)工作的經(jīng)驗(yàn)，就造成施工升降機(jī)吊籠運(yùn)行中抖動(dòng)的成因及減消措施進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)分析，僅供參考。

1 吊籠抖動(dòng)成因的分析

吊籠運(yùn)行中產(chǎn)生的抖動(dòng)成因比較復(fù)雜，有時(shí)為單一因素造成的，有時(shí)候則是由多個(gè)因素造成的。但總結(jié)下來大體有以下四大方面成因。

1.1 設(shè)計(jì)方面

根據(jù)吊籠抖動(dòng)會(huì)發(fā)生傳遞和擴(kuò)散的機(jī)理分析，技術(shù)人員在吊籠抖動(dòng)問題的優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)進(jìn)行細(xì)化考慮。主要有兩個(gè)方面。

（1）對于外置式驅(qū)動(dòng)施工升降機(jī)，驅(qū)動(dòng)外架和吊籠聯(lián)接多為傳統(tǒng)的剛性聯(lián)接，即左右聯(lián)接點(diǎn)為銷軸聯(lián)接或插入式連接副。吊籠在運(yùn)行過程中受到的沖擊和震動(dòng)時(shí)，聯(lián)接點(diǎn)形位誤差和負(fù)載受力點(diǎn)所產(chǎn)生的反作用力會(huì)傳遞和擴(kuò)散至整機(jī)，從而放大吊籠抖動(dòng)的沖擊源。

驅(qū)動(dòng)外架和吊籠的聯(lián)接變更為柔性聯(lián)接單元，可有效地減消這一方面問題。加入柔性聯(lián)接單元的型式有很多，在這里簡單介紹一種柔性聯(lián)接單元（如圖1），以供舉一反三。該單元安裝于驅(qū)動(dòng)板與吊籠的中心位置上，由于采用了十字連接座，在平行和垂直于驅(qū)動(dòng)板的兩個(gè)平面可實(shí)現(xiàn)雙向自由度的柔性聯(lián)接，有效減消了驅(qū)動(dòng)板和吊籠間剛定聯(lián)接所產(chǎn)生的運(yùn)行沖擊和振動(dòng)的傳遞。左右聯(lián)接點(diǎn)的聯(lián)接功能（或包含數(shù)字重量限制器功能），轉(zhuǎn)移至圖中中間A部分后，變更成了正常運(yùn)行時(shí)不起作用的安全聯(lián)接功能，可以有效消除驅(qū)動(dòng)外架和吊籠間剛性聯(lián)接所產(chǎn)生的運(yùn)行干涉，減少?zèng)_擊和震動(dòng)傳遞。

（2）對于運(yùn)行過程中的吊籠受到?jīng)_擊和振動(dòng)時(shí)，滾輪發(fā)生形位誤差和負(fù)載受力點(diǎn)所產(chǎn)生的反作用力，也會(huì)放大傳遞和擴(kuò)散至整機(jī)。故技術(shù)人員在滾輪優(yōu)化中可考慮加入蝶簧等柔性元件，或采用鋼絲耐磨橡膠代替鋼件的新材料運(yùn)用上進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以有效減消吊籠運(yùn)行抖動(dòng)的問題。

1.2 制造加工方面

吊籠運(yùn)行中的沖擊源主要有兩個(gè)：一是滾輪與導(dǎo)軌架滾動(dòng)摩擦?xí)r的不平衡慣量；二是齒輪與齒條的嚙合副。故在制造加工過程中應(yīng)著重細(xì)化控制以下三方面的加工工藝要求。

（1）導(dǎo)軌架的制造加工

分析：導(dǎo)軌架由若干節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接組成，既是施工升降機(jī)的塔身，又是吊籠運(yùn)行過程中滾輪、齒輪的運(yùn)行軌道，其精度和互換性是整個(gè)導(dǎo)軌架精準(zhǔn)度控制的核心。如果標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間不能同時(shí)滿足主弦桿處的階差和連接間隙要求，以及齒條接口處的階差和連接間隙要求，會(huì)使吊籠滾輪或背輪沿導(dǎo)軌架運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)過接口處時(shí)振動(dòng)，從而加強(qiáng)吊籠運(yùn)行中的沖擊源，造成吊籠抖動(dòng)。

圖1 柔性聯(lián)接單元

圖2 空載試驗(yàn)調(diào)節(jié)間隙

措施：設(shè)計(jì)能多項(xiàng)控制的定位組焊胎具，利用選擇圓度好的主弦桿、定時(shí)調(diào)校數(shù)控胎刀和焊胎、出胎對接焊接等加強(qiáng)控制，減小導(dǎo)軌架及齒條接口處的階差。如發(fā)現(xiàn)對接接口階差較大，不符合 “主弦管接口處錯(cuò)位階差不大于0.8mm，齒條連接處相鄰兩齒條周節(jié)誤差不得大于0.6mm，齒高方向的階差不得大于0.3mm”的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，應(yīng)立即查找原因并及時(shí)糾正。

（2）滾輪質(zhì)量

分析：中、低速施工升降機(jī)每個(gè)吊籠及驅(qū)動(dòng)外架一般共設(shè)有16或18個(gè)滾輪，高速施工升降機(jī)一般達(dá)到20或22個(gè)。為彌補(bǔ)吊籠和驅(qū)動(dòng)外架制作過程中滾輪安裝定位板的制作誤差，以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝過程中的人為誤差，需要滾輪設(shè)計(jì)為水平偏心軸且可軸向竄動(dòng)的結(jié)構(gòu)型式。如果滾輪直徑超差或短差過大，則會(huì)使吊籠和驅(qū)動(dòng)外架上起承載作用以及導(dǎo)向作用的滾輪調(diào)整困難；同時(shí)，滾輪表面加工粗糙或外形曲線不圓滑，也會(huì)使施工升降機(jī)吊籠在運(yùn)動(dòng)時(shí)滾輪與導(dǎo)軌架立柱管之間的摩擦力會(huì)加大、保持性不夠，從而加強(qiáng)吊籠運(yùn)行中的沖擊源，造成抖動(dòng)。

措施：滾輪制作過程中加強(qiáng)檢驗(yàn)，保證滾輪的結(jié)構(gòu)尺寸、表面粗糙度、偏心軸調(diào)節(jié)量、軸向竄動(dòng)調(diào)節(jié)量以及軸承安裝面粗糙度、配合公差和輪面徑向跳動(dòng)偏差等要求與圖紙相符合。

（3） 驅(qū)動(dòng)板的制造加工

分析：驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)齒輪軸線與齒條齒形所在平面的平行度，是控制齒輪與齒條嚙合副沖擊源的核心。驅(qū)動(dòng)板下料、焊接過程中受熱容易變形，孔加工工序前必須先進(jìn)行調(diào)平處理，保證成品齒面徑向跳動(dòng)偏差在檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍。否則，齒輪與齒條達(dá)不到均勻的線接觸，會(huì)造成嚙合運(yùn)動(dòng)不平衡，加快齒輪或齒條的磨損，引發(fā)吊籠運(yùn)行中的沖擊源，造成抖動(dòng)。

措施：通過對驅(qū)動(dòng)板孔加工前調(diào)平處理的測校，水平度得到嚴(yán)格控制，再對減速機(jī)止口處進(jìn)行0.5～0.8mm的锪平處理，以保證齒輪中心線與驅(qū)動(dòng)板平面垂直度要求，從而提高齒輪、齒條的嚙合精度。

1.3 空載試驗(yàn)方面

由于上述制造加工中的這三方面影響整機(jī)振動(dòng)的制造因素，空載試驗(yàn)調(diào)試如果不夠精準(zhǔn)，必然會(huì)將這三方面因素引起的沖擊源放大，從而引起吊籠運(yùn)行中的抖動(dòng)。

空載試驗(yàn)調(diào)試必須存在于廠內(nèi)和廠外兩個(gè)過程中（如圖2）。廠內(nèi)作為宏觀的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)臺調(diào)整，廠外則利用專用工具針對制造因素的差異進(jìn)行微調(diào)。一般通過調(diào)節(jié)使齒輪與齒條嚙合時(shí)齒底的間隙在2mm左右，導(dǎo)輪與齒條的間隙不應(yīng)太大，在0.2～0.5mm，滾輪與導(dǎo)輪的間隙也要控制在0.5mm。空載試驗(yàn)要求升降機(jī)運(yùn)行應(yīng)該平穩(wěn)，無異響，無明顯的振動(dòng)。

1.4 維護(hù)保養(yǎng)方面

（1）施工升降機(jī)采用開式齒輪齒條傳動(dòng)，而開式傳動(dòng)中的齒輪副是外露的。由于施工升降機(jī)使用工況比較差，再加上使用單位時(shí)常存在隨人開動(dòng)、不注重潤滑保養(yǎng)的現(xiàn)象，易造成施工升降機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪及滾輪和背輪的磨損，從而形成沖擊源，造成吊籠抖動(dòng)。

使用單位應(yīng)采用少量多次的潤滑方式，即一次潤滑量并非越多越好，油量過多會(huì)沾染上建筑雜渣，并起到潤滑的反作用，保養(yǎng)維護(hù)人員應(yīng)重在潤滑頻率。

（2）施工升降機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)和防墜安全器的日常潤滑也不容小視。減速機(jī)內(nèi)齒輪油量不足，尤其在三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中反應(yīng)明顯，易造成渦輪蝸桿嚙合時(shí)過熱加速磨損，使驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合運(yùn)動(dòng)不同步，成為新的沖擊源。

（3）施工升降機(jī)在使用中，應(yīng)按《產(chǎn)品使用說明書》規(guī)定及時(shí)進(jìn)行維修和保養(yǎng)，注意檢查聯(lián)接件的緊固狀況。若導(dǎo)軌架連接螺栓松動(dòng)或附著架螺栓松動(dòng)，會(huì)使導(dǎo)軌架的整體剛度降低，滾輪及齒輪運(yùn)動(dòng)受力不平衡，放大沖擊源。

結(jié)語

總之，施工升降機(jī)吊籠抖動(dòng)有設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試及維護(hù)保養(yǎng)等多方面的因素，而有些是由兩種或多種原因共同作用的結(jié)果。只有從以上成因一一入手，強(qiáng)加控制管理，才能有效地降低或消除施工升降機(jī)吊籠運(yùn)行中的抖動(dòng)問題。

[1] GB/T10054-2005，施工升降機(jī)[S] ．

[2] 董剛，李建功，潘風(fēng)章．機(jī)械設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998．7．