電梯振動案例的分析及解決方案

魏李平

（福建省特種設(shè)備檢驗研究院泉州分院，福建 泉州 362000）

1 引言

電梯作為一種垂直運輸工具，與人們的生活息息相關(guān)。載人客梯的安全性和舒適性現(xiàn)如今也越來越受到注重。當乘客在乘坐電梯時，若發(fā)現(xiàn)電梯在振動，感覺搖搖欲墜，勢必會引起恐慌。[1]因此，必須對整臺設(shè)備進行全方位排查，找出引起振動的因素并全部消除，讓電梯恢復平穩(wěn)運行的狀態(tài)。文中以某大廈一臺運行時有振動的電梯為案例進行分析，并提出相應的解決方案。

2 案例分析

某大廈有一臺乘客電梯運行時振動異響嚴重，舒適感差。該電梯主要參數(shù)為速度1.75m/s，12層12站，額定載重為1000kg。在現(xiàn)場采用EVA-625電梯運行品質(zhì)檢測分析儀進行測試?，F(xiàn)場測試數(shù)據(jù)導入電腦，用EVA875軟件對測試數(shù)據(jù)及波形圖進行分析，根據(jù)相關(guān)波形圖對電梯的運行質(zhì)量及性能進行評估。測試時先取下EVA-625儀器盒內(nèi)的三個可旋轉(zhuǎn)螺絲，將這三個螺絲分別旋到儀器底部對應的位置，確保儀器處于三點支撐的平面上，均勻受力。[2]然后將EVA-625放在轎廂中心位置，如圖1所示，X軸指向轎門，Y軸指向右側(cè)導軌，Z軸朝上。該臺電梯從一樓運行至十二樓的現(xiàn)場測試出波形圖如圖2、頻譜圖如圖3所示。由圖2可以看出X、Y、Z軸的波形圖均未出現(xiàn)規(guī)律性的振動，在乘坐時也沒有低沉的共鳴，結(jié)合頻譜分析可以初步判斷出該梯不存在明顯的共振抖動。根據(jù)波形圖X軸峰峰值達到106，A95平均值36.7，Y軸峰峰值達到63.7，A95平均值28.6，Z軸峰峰值達到104.1，A95平均值38.4。而國家相關(guān)標準要求：“乘客電梯轎廂運行在恒加速度區(qū)域內(nèi)的垂直（Z軸）振動的最大峰峰值不應大于 0.3m/s2，A95 峰峰值不應大于0.20m/s2。乘客電梯轎廂運行期間水平（X軸和Y軸）振動的最大峰峰值不應大于0.2m/s2，A95峰峰值不應大于 0.15m/s2[3]。從開始檢查該臺設(shè)備存在的缺陷，進而做進一步分析。根據(jù)EVA測試的圖形數(shù)據(jù)初步判斷該振動是由于電梯機械方面問題引起的振動。

圖1 EVA-625測試

圖2 測試波形圖

圖3 測試頻譜分析圖

3 原因分析

3.1 鋼絲繩曳引輪引起的振動

首先從電梯機房對曳引機、導向輪及承重梁等部件進行細致檢查。在檢查過程中，曳引機固定牢固可靠、減震墊安裝位置準確、垂直度未發(fā)現(xiàn)明顯偏差，導向輪與曳引輪平行度也符合要求，在檢查曳引輪時候發(fā)現(xiàn)曳引輪上一根鋼絲繩塌陷嚴重，如圖4所示。經(jīng)檢查曳引輪繩槽有不同程度的磨損，尤其是塌陷該條鋼絲繩的繩槽磨損嚴重。經(jīng)過測量，該槽在徑向比其余3根多磨損了2.0mm。繩槽與曳引鋼絲繩配合時，繩槽的徑向移動超出規(guī)定的范圍，將直接給電梯轎廂垂直方向上帶來一個激振源，進而引起轎廂的垂直振動。在檢查中還發(fā)現(xiàn)鋼絲繩繩頭搖晃嚴重，繩頭組合彈簧受到劇烈震蕩壓縮。鋼絲繩在運行中過松或者過緊，造成鋼絲繩受力不均。國家標準要求鋼絲繩之間張力其均值與各個值的差值不大于5%，當鋼絲繩張力不一樣時，鋼絲繩對繩槽產(chǎn)生的正壓力也不一樣，使得曳引輪各繩槽磨損程度也不一樣。經(jīng)過長時間運行磨損造成各個繩槽的節(jié)圓直徑不一樣，如此鋼絲繩之間相對滑動就會加大，進而加劇電梯的振動。

圖4 曳引輪繩槽磨損

針對曳引輪、鋼絲繩引發(fā)的轎廂振動，提出以下解決方案：

檢查曳引輪繩槽磨損情況，出現(xiàn)不均勻磨損，鋼絲繩在曳引輪上有跳動現(xiàn)象時，直接更換同規(guī)格曳引輪以消除振動現(xiàn)象。針對鋼絲繩受力不均時，可以采用彈簧拉力計進行測試。將轎廂停在井道2/3至3/4高度位置，采用拉力計將每根鋼絲繩水平拉至100mm的距離，如圖5所示，記錄下每根鋼絲繩的拉力并計算出平均值。將每根鋼絲繩的拉力與平均拉力做比較，偏差不大于5%即為合格。如果有鋼絲繩拉力超過平均拉力5%，應對該條鋼絲繩張緊度進行調(diào)節(jié)。分別在對重和轎廂側(cè)，同時松或緊繩頭組合螺母，反復試驗多次，直至鋼絲繩受力均勻為止。在鋼絲繩受力調(diào)整時，在未緊固繩頭前不要擰緊，繩頭端部螺母，松開鎖緊螺母釋放扭力后再調(diào)整張力可以消除主鋼絲繩的扭力太大引起鋼絲繩擺動而導致振動。

圖5 鋼絲繩拉力測試

3.2 導軌引發(fā)的振動

在井道的排查過程中發(fā)現(xiàn)電梯導軌存在以下問題：

（1）導軌接頭處存在臺階和彎曲

沿著井道導軌檢查過程中發(fā)現(xiàn)導軌接頭有臺階，如圖6所示，根據(jù)國家標準要求轎廂導軌和設(shè)有安全鉗的對重（平衡重）導軌工作面接頭處不應有連續(xù)縫隙，導軌接頭處臺階不應大于0.05mm。如超過應修平，修平長度應大于150mm；不設(shè)安全鉗的對重（平衡重）導軌接頭處縫隙不應大于1.0mm，導軌工作面接頭處臺階不應大于0.15mm[4]。導軌與導軌之間的對接處的彎曲度檢查用專用的刀口尺靠在導軌對接面上，同時用塞尺來插入對接處檢測。如圖7所示，轎廂側(cè)導軌彎曲度不應大于0.2mm，而對于副導軌的彎曲度不能大于0.4mm以上，超過規(guī)定范圍應進行對應的調(diào)整。當電梯運行至導軌接頭處，由于存在臺階和彎曲，轎廂會產(chǎn)生水平振動。

圖6 導軌接頭存在臺階

圖7 導軌接頭彎曲度測試

（2）導軌的平行度

電梯轎廂是沿著平行的導軌運行，這就要求導軌之間要高度平行。如果導軌平行度有偏差，導致電梯轎廂運行至此段時，導軌與導靴的間隙也隨之忽大忽小，從而產(chǎn)生振動。針對該臺設(shè)備，采用不銹鋼魚線校導尺對導軌平行度進行校正，站在轎廂頂部，選擇在兩支架位置，對同高度的兩根導軌進行測量，如圖8所示。經(jīng)過測量，兩列導軌間偏差5.0mm，因此須對導軌重新進行調(diào)整并校驗，直至平行度滿足要求為止。

圖8 導軌平行度測試

3.3 導靴靴襯破損引發(fā)的振動

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備的對重導靴之一出現(xiàn)尼龍塊破損（如圖8所示）。該導靴為剛性滑動導靴，主要由靴襯和靴座組成，其中靴襯上覆蓋有一層減磨材料——尼龍，該材料的作用主要是減小導靴與導軌的摩擦力并起到一定的潤滑作用。在安裝時通常要求內(nèi)襯與軌道頂面間隙應為0.5mm～2mm。由于使用時間和使用環(huán)境的影響，該導靴尼龍塊出現(xiàn)老化破損，導致靴襯和導軌的間隙偏大，靴襯金屬部分直接與導軌金屬部分接觸刮擦，由此引發(fā)電梯運行時的振動。對于靴襯問題，直接更換同規(guī)格靴襯便可解決。

圖9 導靴尼龍塊破損

3.4 補償鏈引發(fā)的振動

在底坑檢查時發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)對重護欄下補償鏈轉(zhuǎn)向處的導向裝置有明顯鐵銹痕跡殘留且補償鏈伸長至與地面有刮擦（如圖10所示）。仔細檢查整條補償鏈，發(fā)現(xiàn)補償鏈有部分地方出現(xiàn)膠皮老化開裂，這種膠皮開裂現(xiàn)象無規(guī)律地分布在整條補償鏈上。由此可以得知，補償繩外套開膠、斷裂，當補償鏈開膠、斷裂處運行到彎曲處時不能沿著原軌跡運行而產(chǎn)生擺動導致電梯運行時的振動。對于補償鏈伸長、開膠等問題，可采取更換補償鏈，并加強平常維護檢查。

圖10 補償鏈與地面刮擦且破皮

4 結(jié)語

經(jīng)過本臺設(shè)備的運行曲線的分析，并通過從機房到底坑對電梯所有部件的徹底排查，發(fā)現(xiàn)該臺設(shè)備的抖動主要是由曳引輪繩槽磨損、鋼絲繩受力不均、導軌接頭彎曲且有臺階、導軌平行度偏差、導靴靴襯破損以及補償鏈膠皮開裂等缺陷造成。隨后更換了該設(shè)備的曳引輪、導靴和補償鏈、調(diào)整鋼絲繩受力情況導軌平行度，磨平導軌接頭臺階，電梯再次運行時振動已消失。引起電梯振動因素復雜多樣，想要解決好這個問題，必須仔細排查整臺設(shè)備，找出所有可能的原因并解決，方能消除振動。