電梯轎廂減振裝置分析

王靜韜

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院昆山分院，江蘇 昆山 2 1 5 3 0 0）

電梯轎廂減振裝置分析

王靜韜

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院昆山分院，江蘇 昆山 2 1 5 3 0 0）

在高層建筑中，電梯是必不可少的，在日常生活中發(fā)揮著及其重要的作用。為了保證電梯乘坐的安全性和舒適性，本文對(duì)現(xiàn)有電梯轎廂容易出現(xiàn)振動(dòng)的缺點(diǎn)進(jìn)行分析，研究一種針對(duì)電梯轎廂的減振裝置，并建立有關(guān)轎廂減振的電梯系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。

電梯；轎廂振動(dòng)；減振裝置

電梯在高層建筑物中的使用頻率非常高，是一部比較精密的機(jī)電一體化設(shè)備，每部電梯都由很多的零件組合而成。電梯與一般的機(jī)床設(shè)備不同，其機(jī)械部件以及運(yùn)動(dòng)部件都有可能給電梯乘客以及其維護(hù)保養(yǎng)人員產(chǎn)生一定傷害。電梯通常可以因品質(zhì)分為三種類型，分別是安全性、功能性以及舒適性?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的電梯在前兩個(gè)方面沒有較大差別，但是在動(dòng)態(tài)方面的特點(diǎn)相比較于國(guó)外生產(chǎn)的電梯，還是有較大差異性的，電梯的振動(dòng)會(huì)直接對(duì)乘梯的舒適度產(chǎn)生影響?，F(xiàn)在使用的電梯轎廂多是用轎頂輪軸在轎廂的上主梁上進(jìn)行連接，當(dāng)電梯由運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殪o止?fàn)顟B(tài)的時(shí)候，轎廂的慣性會(huì)讓轎廂出現(xiàn)較大的振動(dòng)，讓乘梯者感到不適。因此減輕電梯轎廂振動(dòng)的研究，能在很大程度上提高電梯的運(yùn)行速度，保證電梯的乘坐舒適程度。

1 電梯轎廂出現(xiàn)振動(dòng)的原因

電梯轎廂的振動(dòng)類型有兩種，一種是水平方向上的振動(dòng)；另一種是豎直方向上的振動(dòng)。電梯出現(xiàn)垂直方向上的振動(dòng)主要是因?yàn)橐芬龣C(jī)的輸出波動(dòng)，通常曳引機(jī)使用蝸輪蝸桿傳動(dòng)方式，輸出的特性會(huì)受到加工精確程度、蝸輪齒輪的型號(hào)以及裝配使用的工藝等因素的共同影響。而轎廂之所以出現(xiàn)橫向振動(dòng)，是因?yàn)閷?dǎo)向系統(tǒng)以及空氣壓力共同的影響，電梯的導(dǎo)向系統(tǒng)會(huì)對(duì)轎廂的運(yùn)用情況造成限制，所以轎廂才能正常沿著導(dǎo)軌完成升降動(dòng)作。導(dǎo)軌可能出現(xiàn)很多異常情況，比如數(shù)據(jù)誤差、垂直角度上的誤差、接頭位置不夠平滑、支架出現(xiàn)松動(dòng)或者使用的導(dǎo)輪存在缺陷，都會(huì)直接導(dǎo)致電梯轎廂出現(xiàn)水平方向上的振動(dòng)，特別是有偏載現(xiàn)象存在的時(shí)候，轎廂中會(huì)出現(xiàn)一種不平衡力，更容易造成導(dǎo)軌的變形，導(dǎo)致水平方向上的振動(dòng)出現(xiàn)。豎直方向上的振動(dòng)則通常是因?yàn)殡娞菀芬龣C(jī)、曳引鋼絲繩以及導(dǎo)靴引起的。具體振動(dòng)類型有豎直方向上的顫動(dòng)以及抖動(dòng)兩種形式。

2 電梯轎廂減振裝置

通常使用的電梯轎廂系統(tǒng)如圖1所示，轎廂的廂體底部是橡膠制的減振墊，放置在轎廂架4上方，有四個(gè)滾動(dòng)導(dǎo)靴3安裝在轎廂架4上方，能保證電梯沿著固定的井道在導(dǎo)軌1 1中上下運(yùn)行，與此同時(shí)滾動(dòng)導(dǎo)靴3還起到一定程度上的減振作用。因?yàn)殡娞蒉I廂系統(tǒng)十分復(fù)雜，自由度也很高，而且電梯轎廂出現(xiàn)垂直方向上的振動(dòng)多是非線性時(shí)變的一種振動(dòng)，轎廂的載重情況也通常不是一成不變的，而且在轎廂兩端的鋼絲繩長(zhǎng)度也經(jīng)常出現(xiàn)變化。但是轎廂在出現(xiàn)橫向振動(dòng)的過程中，產(chǎn)生變化的只是轎廂負(fù)載。因?yàn)橥ǔＧ闆r下轎廂的自重和載荷通常大小相似，所以不能忽視載荷給系統(tǒng)性能帶來的影響。與此同時(shí)，電梯轎廂減振的相關(guān)裝置還有轎頂減振架6，通常利用橡膠減振墊5連接在轎廂架上，曳引繩利用轎頂輪9完成轎廂的提升。電梯在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的時(shí)候，減振架6和減振墊能吸收轎廂因?yàn)樽陨響T性產(chǎn)生的振動(dòng)，保證乘客乘梯的舒適性，同時(shí)也保證電梯的使用壽命得到延長(zhǎng)。

3 電梯減振相關(guān)裝置的工作原理

電梯運(yùn)行的過程中如果轎廂出現(xiàn)較大幅度的垂直振動(dòng)，會(huì)嚴(yán)重影響廂中乘梯者的舒適感。電梯轎廂出現(xiàn)振動(dòng)多是垂直方向和水平方向的。如果電梯運(yùn)行速度不是很快，則轎廂的動(dòng)態(tài)性能主要受垂直方向上振動(dòng)的影響；而如果電梯處于高速運(yùn)行的狀態(tài)下，運(yùn)行速度越快，橫向振動(dòng)就會(huì)越大，也就會(huì)對(duì)乘梯舒適度產(chǎn)生更大的影響。電梯曳引輪如果出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)脈動(dòng)的時(shí)候，可以對(duì)電梯轎廂架以及轎廂質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整，或者檢查繩頭位置的彈簧狀態(tài)、檢查轎廂底部的減振橡膠，對(duì)轎廂的各階固有的頻率進(jìn)行調(diào)整，能在一定程度上避免因?yàn)楣舱袂闆r造成的垂直方向上的振動(dòng)。但是上述措施只能對(duì)垂直方向上的振動(dòng)起到抑制作用，并不能調(diào)整其動(dòng)態(tài)參數(shù)，也不能有效將振動(dòng)減弱。而且通常因?yàn)榫揽臻g的不足的限制，負(fù)責(zé)控制電梯橫向振動(dòng)的結(jié)構(gòu)被要求有緊湊的設(shè)計(jì)，會(huì)在導(dǎo)輪位置安裝摩擦油液以及阻尼器將系統(tǒng)的阻尼增大，將導(dǎo)輪的制造以及安裝過程的精確程度進(jìn)行提高，以降低導(dǎo)軌的振動(dòng)幅度，減少電梯轎廂的橫向振動(dòng)。

圖1 轎廂系統(tǒng)示意圖

4 轎廂減振裝置的具體使用

電梯在垂直方向上出現(xiàn)振動(dòng)可能存在很多個(gè)振源。而就曳引機(jī)這一個(gè)方面來說，也可能會(huì)存在很多個(gè)激振頻率。在理論上講，若是許多激振頻率上出現(xiàn)很大的垂直振動(dòng)，那么可以依據(jù)個(gè)數(shù)保證激振頻率的數(shù)量保持一致，并對(duì)固有頻率和跟其相等的減振墊進(jìn)行一定程度上的抑制。所以在設(shè)計(jì)電梯轎廂減振裝置的過程中，最為關(guān)鍵的部分就是保證減振器的固有頻率要和激振頻率近似，最好是保持相等狀態(tài)。電梯出現(xiàn)水平方向的振動(dòng)則主要是因?yàn)楣ぷ髅娴钠交潭纫约柏Q直程度，也受導(dǎo)軌安裝之后出現(xiàn)的偏差程度的影響。以上因素中，導(dǎo)軌的平滑程度會(huì)給電梯水平方向上的穩(wěn)定程度造成較大程度上的影響，導(dǎo)軌工作表面是否粗糙則不會(huì)對(duì)電梯轎廂的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響。

5 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)于電梯轎廂減振裝置的設(shè)計(jì)，能在很大程度上對(duì)電梯運(yùn)行過程中出現(xiàn)的振動(dòng)的情況進(jìn)行解決。相比現(xiàn)在使用的技術(shù)，這種電梯轎廂減振裝置的優(yōu)勢(shì)能更好的保證乘梯的舒適，減輕電梯運(yùn)行出現(xiàn)的振動(dòng)，更能將電梯的使用壽命延長(zhǎng)?，F(xiàn)代生活中電梯已經(jīng)逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡墓ぞ?，電梯的舒適程度由很多因素造成，但是也是可以通過很多對(duì)策來進(jìn)行改善的。要在最大程度上保證乘梯者乘坐的舒適，一定要深刻認(rèn)識(shí)了解影響電梯舒適感的因素，這樣才能找到最合適的對(duì)策，使電梯更加個(gè)性化、人性化、溫馨舒適。

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