電梯運(yùn)行共振原因及解決措施

石 莉，朱 垚，關(guān) 岳

（北京市海淀區(qū)特種設(shè)備檢測(cè)所，北京 100083）

0 引言

城市建筑向高空發(fā)展，電梯已經(jīng)成為高層建筑中的常見設(shè)備，也是在人們生活中出現(xiàn)頻率較高的運(yùn)輸設(shè)備，對(duì)提高人們生活質(zhì)量以及出行便捷具有積極意義。近些年，因?yàn)殡娞莨收隙霈F(xiàn)的安全事故頻發(fā)，引起人們對(duì)電梯安全的高度重視。要保障電梯運(yùn)行安全，必須及時(shí)對(duì)電梯進(jìn)行檢測(cè)，排除安全隱患。電梯運(yùn)行共振是電梯的常見故障，是電梯在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的一種比較明顯的振動(dòng)聲音，一旦出現(xiàn)電梯運(yùn)行共振，除了會(huì)對(duì)乘客造成乘坐體驗(yàn)不佳，還會(huì)對(duì)電梯的構(gòu)件造成損傷，從而引發(fā)安全事故或影響電梯的使用壽命。

1 電梯相關(guān)知識(shí)

電梯是服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備，是集機(jī)、電、電子技術(shù)一體化的裝備。它具有一個(gè)轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15°的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)便于乘客出入或裝卸貨物。其機(jī)械部分好比是人的軀體、電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)、微機(jī)控制部分相當(dāng)于人的大腦。各部分密切協(xié)同，使電梯能可靠地運(yùn)行。電梯一般由其所依附的建筑物和不同功能的8 個(gè)系統(tǒng)組成，分別為：曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)。電梯的基本要求是：安全可靠、方便舒適。電梯的安全性和可靠性是一個(gè)系統(tǒng)工程，由設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)和元器件的可靠性來(lái)保證。舒適主要是人的主觀感覺，故一般稱為舒適感，主要與電梯的速度變化和振動(dòng)有關(guān)[1]。

2 電梯運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生共振的原因

2.1 導(dǎo)軌和導(dǎo)靴引起的共振問題

導(dǎo)軌和導(dǎo)靴作為電梯導(dǎo)向系統(tǒng)的組成部分，如果導(dǎo)軌和導(dǎo)靴出現(xiàn)問題，那么很可能會(huì)導(dǎo)致電梯在運(yùn)行中產(chǎn)生共振情況，嚴(yán)重的會(huì)影響電梯運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性。由導(dǎo)軌與導(dǎo)靴因素對(duì)電梯產(chǎn)生共振的影響大致有以下幾個(gè)方面：

（1）由安裝產(chǎn)生的影響，當(dāng)電梯安裝結(jié)束后，需要對(duì)平衡方向和電梯垂直方向按照承建標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際運(yùn)行需求，進(jìn)行合理的矯正，以保證電梯運(yùn)行更加穩(wěn)定，然而在電梯安裝實(shí)際過(guò)程中，卻容易出現(xiàn)忽視矯正的情況，導(dǎo)致出現(xiàn)導(dǎo)軌偏移問題，進(jìn)而引發(fā)電梯共振。

（2）導(dǎo)軌與導(dǎo)靴表面的潤(rùn)滑能力不強(qiáng)，在運(yùn)行過(guò)程中很容易出現(xiàn)表面摩擦現(xiàn)象，使轎廂運(yùn)行的水平振動(dòng)明顯增大。

（3）磨損。導(dǎo)靴在長(zhǎng)期的使用中，由于維護(hù)保養(yǎng)不到位、檢修不及時(shí)，使導(dǎo)靴磨損嚴(yán)重，電梯在運(yùn)行中阻力增大，電梯運(yùn)行系統(tǒng)不穩(wěn)定，從而引發(fā)電梯故障，導(dǎo)致電梯運(yùn)行共振的情況發(fā)生。

由此可見，導(dǎo)軌、導(dǎo)靴安裝不嚴(yán)謹(jǐn)也是導(dǎo)致電梯運(yùn)行共振的原因之一。

2.2 曳引機(jī)和鋼絲繩引起共振原因

電梯運(yùn)行共振主要是曳引機(jī)和鋼絲因素導(dǎo)致的，這種成因較多，電梯曳引鋼絲繩承受著電梯全部的懸掛重量，并在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)繞著曳引輪、導(dǎo)向輪或反繩輪單向或交變彎曲，鋼絲繩在繩槽中也承受著較高的擠壓應(yīng)力。

（1）曳引機(jī)。每一臺(tái)電梯都對(duì)應(yīng)著一臺(tái)曳引機(jī)，電梯曳引機(jī)通常由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速箱、機(jī)架和曳引輪、盤車手輪等組成。若潤(rùn)滑油注入量不足則會(huì)導(dǎo)致曳引機(jī)蝸輪和蝸桿磨損嚴(yán)重，進(jìn)而出現(xiàn)由潤(rùn)滑油不足而引發(fā)的運(yùn)行過(guò)程中曳引卡頓，從而造成電梯運(yùn)行共振。如果沒能得到及時(shí)處理，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)電梯驟停或墜落的情況，威脅乘客的生命安全。此外，外力沖擊也是導(dǎo)致共振的原因之一。

（2）曳引輪的磨損。曳引輪是直接傳動(dòng)鋼絲繩的部件，要承受轎廂、負(fù)載、曳引機(jī)、對(duì)重等運(yùn)動(dòng)裝置的全部動(dòng)、靜載荷，因此要求其具備強(qiáng)度要求大、韌性好、耐磨損、耐沖擊的特性。

電梯在運(yùn)行中，鋼絲繩與繩槽相互作用引起繩槽的磨損是正常的，但若磨損過(guò)快，尤其是各繩槽不均勻磨損時(shí)，不但會(huì)影響曳引輪的壽命，還會(huì)造成電梯運(yùn)行的不平穩(wěn)。造成磨損的因素很多，在曳引輪方面主要有材質(zhì)及其物理性能，尤其是輪槽材質(zhì)的均勻性、槽面硬度的差異以及節(jié)圓半徑不一和輪槽形狀偏差。在載荷方面主要是載荷過(guò)大造成鋼絲繩張力過(guò)大，曳引輪兩側(cè)鋼絲繩的張力差過(guò)大和各鋼絲繩之間的張力偏差等。

在材質(zhì)正常時(shí)，鋼絲繩對(duì)曳引輪的徑向力也就是繩在槽內(nèi)的比壓與繩槽的磨損幾乎成正比。比壓是由鋼絲繩的張力形成的，所以各鋼絲繩的張力不一，使各槽的比壓不同，就會(huì)造成不均勻的磨損。另外各槽的節(jié)圓直徑不同，使各鋼絲繩的曳引速度也不相同，運(yùn)行時(shí)部分鋼絲繩在槽中產(chǎn)生滑動(dòng)，使繩槽的磨損加劇。所以電梯安裝后鋼絲繩的張力必須認(rèn)真調(diào)節(jié)，各繩的張力差要嚴(yán)格控制，而且曳引輪各槽節(jié)徑的相對(duì)誤差一般應(yīng)不大于0.10 mm[2]。

（3）曳引鋼絲繩受力情況。在對(duì)電梯轎廂的提升過(guò)程中，如果存在一方受力不均的情況，就會(huì)導(dǎo)致向一方偏離，出現(xiàn)失衡情況，造成曳引鋼絲在受力處出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致電梯在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生共振。

（4）曳引鋼絲繩材質(zhì)。曳引鋼絲繩應(yīng)有較高的強(qiáng)度、撓性和耐磨性。若選用的曳引鋼絲繩材質(zhì)是較硬的繩索，其整體柔韌性不夠，在電梯運(yùn)行的時(shí)候，自身無(wú)法完成減壓動(dòng)作，電梯在運(yùn)行中就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行振動(dòng)。

2.3 對(duì)重與補(bǔ)償裝置引起的共振

（1）對(duì)重裝置。對(duì)重裝置是曳引驅(qū)動(dòng)不可缺少的部分，它還平衡轎廂的重量和部分載荷重量，減少了曳引機(jī)功率損耗。對(duì)重裝置位于井道內(nèi)，通過(guò)曳引繩經(jīng)曳引輪與轎廂連接。在電梯運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)重裝置通過(guò)對(duì)重導(dǎo)靴在對(duì)重導(dǎo)軌上滑行，起到平衡作用。若對(duì)重裝置導(dǎo)靴出現(xiàn)磨損嚴(yán)重或安裝不牢，在運(yùn)行過(guò)程中同樣會(huì)帶動(dòng)轎廂產(chǎn)生共振。

（2）補(bǔ)償裝置。電梯在運(yùn)行時(shí)，轎廂側(cè)和對(duì)重側(cè)的鋼絲繩及轎廂下隨行電纜的長(zhǎng)度不斷變化。

為減少電梯運(yùn)行中由鋼絲繩和隨行電纜長(zhǎng)度變化造成的曳引輪兩側(cè)的張力差，提高曳引質(zhì)量，可以采用補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)償上述的張力變化。補(bǔ)償裝置的形式有：補(bǔ)償鏈、補(bǔ)償繩、補(bǔ)償纜。

補(bǔ)償鏈：為了減少運(yùn)行時(shí)鏈節(jié)之間摩擦和碰撞產(chǎn)生的噪聲，常在鐵鏈中穿上旗繩麻繩或聚乙烯護(hù)套，沒有導(dǎo)向輪，常用于速度低于1.6 m/s 的電梯。

補(bǔ)償繩：以鋼絲繩為主，底坑設(shè)有導(dǎo)向裝置，運(yùn)行平穩(wěn)，適用于1.5 m/s 以上的電梯；當(dāng)V＞2.5 m/s，為了防止平衡繩在電梯運(yùn)行中的漂移，電梯井道中需設(shè)置張緊裝置；當(dāng)V＞3.5 m/s 時(shí)，平衡繩或張緊裝置中需配置防跳裝置。

補(bǔ)償纜：近年發(fā)展起來(lái)的新型的、高密度的補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償纜的中間有鋼制成的環(huán)鏈，填塞物為金屬顆粒與聚氯乙烯的混合物，形成圓形保護(hù)層，鏈套采用具有防火、防氧化的聚氯乙烯套，運(yùn)行噪音小，適用于各類中、高速電梯。

2.4 轎廂引起共振

轎廂是電梯用以承載和運(yùn)送人員和物資的箱型空間，是電梯運(yùn)行中的重要部分。對(duì)于電梯轎廂的設(shè)置，一是在電梯安裝過(guò)程中出現(xiàn)受力不均，導(dǎo)致轎廂重力偏移，使曳引驅(qū)動(dòng)受到阻力，從而在運(yùn)行過(guò)程中形成運(yùn)行共振問題；二是轎廂材質(zhì)不達(dá)標(biāo)，在電梯運(yùn)行中使轎廂受力導(dǎo)致變形，進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)行共振問題發(fā)生；三是電梯轎廂在使用過(guò)程中維修保養(yǎng)不到位也會(huì)引發(fā)電梯運(yùn)行的問題發(fā)生。

3 電梯檢測(cè)中電梯運(yùn)行共振解決措施

3.1 重視電梯安裝的過(guò)程細(xì)節(jié)

電梯安裝人員在對(duì)電梯進(jìn)行安裝的時(shí)候，必須要充分意識(shí)到電梯安裝細(xì)節(jié)的重要性，抓好每一個(gè)安裝細(xì)節(jié)，確保每一個(gè)細(xì)節(jié)都能夠符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)而保障電梯安裝質(zhì)量，防止電梯在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重的共振問題，使人們乘坐電梯時(shí)的安全性及舒適性得到有效提高。例如：在對(duì)導(dǎo)軌、導(dǎo)靴進(jìn)行安裝的時(shí)候，必須要保證其平衡性以及垂直性能夠滿足安裝規(guī)范要求，并提高其潤(rùn)滑能力；在對(duì)曳引機(jī)進(jìn)行安裝的時(shí)候，需要對(duì)安裝高低進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量與確定，不可盲目地進(jìn)行安裝，從而使其曳引作用得到更加充分發(fā)揮；在對(duì)轎廂進(jìn)行安裝時(shí)，嚴(yán)格測(cè)量，提高轎廂安裝的緊密性與密封性，從而防止電梯在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)運(yùn)行振動(dòng)問題，進(jìn)而保障電梯的使用安全。

3.2 加強(qiáng)對(duì)電梯的維護(hù)和保養(yǎng)

電梯在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)零部件磨損、老化和松動(dòng)等問題，所以維保單位定期對(duì)電梯進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)至關(guān)重要。通過(guò)完善電梯維護(hù)保養(yǎng)制度，對(duì)電梯進(jìn)行定期自行檢測(cè)工作，能夠詳細(xì)掌握電梯各個(gè)零部件的運(yùn)行狀態(tài)；對(duì)磨損的零部件，根據(jù)其磨損程度來(lái)確定是進(jìn)行維修還是更換；定期添加潤(rùn)滑油，使零部件的運(yùn)行表面保持潤(rùn)滑，減少摩擦損耗。定期檢查零部件之間的距離，并按規(guī)范要求對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。檢查防機(jī)械共振裝置的運(yùn)行性能，保證其能夠正常運(yùn)行。做好電梯的維護(hù)和保養(yǎng)工作是減少電梯共振的重要措施[3]。

3.3 提高使用單位的重視程度

電梯的安全運(yùn)行，需要多方配合與維系，作為承擔(dān)特種設(shè)備安全管理主體責(zé)任的使用單位，一定要重視安全管理制度，加強(qiáng)人員操作培訓(xùn)。根據(jù)《中華人民共和國(guó)特種設(shè)備安全法》規(guī)定，特種設(shè)備使用單位應(yīng)當(dāng)建立崗位責(zé)任、隱患治理、應(yīng)急救援等安全管理制度，制定操作規(guī)程，保證特種設(shè)備安全運(yùn)行；對(duì)其使用的特種設(shè)備進(jìn)行經(jīng)常性維護(hù)保養(yǎng)和定期自行檢查，并作出記錄。對(duì)其使用的特種設(shè)備的安全附件、安全保護(hù)裝置進(jìn)行定期校驗(yàn)、檢修，并作出記錄。建立特種設(shè)備安全技術(shù)檔案[4]。

3.4 具體故障的解決措施

（1）針對(duì)導(dǎo)軌與導(dǎo)靴的解決措施。首先，嚴(yán)格按照電梯導(dǎo)軌與導(dǎo)靴安裝規(guī)范要求施工，對(duì)電梯安裝過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格把控，完成安裝工作后，需要進(jìn)行放樣測(cè)量，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電梯導(dǎo)軌的支架膨脹螺栓孔的操作內(nèi)容，保證支架孔固定的質(zhì)量，保證其安裝精度的在規(guī)定的范圍之內(nèi)，同時(shí)更要保證其導(dǎo)軌間的接口臺(tái)階的安裝質(zhì)量；對(duì)導(dǎo)軌與導(dǎo)靴之間的縫隙把控到位，防止因間隙過(guò)大而引起運(yùn)行振動(dòng)。其次，在電梯的定期檢驗(yàn)過(guò)程中，根據(jù)TSG T7001-2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則——曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》，在電梯定期檢驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)導(dǎo)軌采用目測(cè)或者測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)的方法，把好電梯使用中的檢驗(yàn)質(zhì)量關(guān)。導(dǎo)軌需要滿足以下幾個(gè)條件：

一是，每根導(dǎo)軌應(yīng)當(dāng)至少有2 個(gè)導(dǎo)軌支架，其間距一般不大于2.50 m（如果間距大于2.50 m 應(yīng)當(dāng)有計(jì)算依據(jù)），安裝于井道上、下端部的非標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度導(dǎo)軌的支架數(shù)量應(yīng)當(dāng)滿足設(shè)計(jì)要求；

二是，導(dǎo)軌支架應(yīng)當(dāng)安裝牢固，焊接支架的寒風(fēng)滿足設(shè)計(jì)要求，錨栓（如膨脹螺栓）固定只能在井道壁的混凝土構(gòu)件上使用；

三是，每列導(dǎo)軌工作面每5 m 鉛垂線測(cè)量值間的相對(duì)最大偏差，轎廂導(dǎo)軌和設(shè)有安全鉗的T 型對(duì)重導(dǎo)軌不大于1.2 mm，不設(shè)安全鉗的T 型對(duì)重導(dǎo)軌不大于2.0 mm；

四是，兩列導(dǎo)軌頂面的距離偏差，轎廂導(dǎo)軌為0 ～+2 mm，對(duì)重導(dǎo)軌為0 ～ +3 mm。最后，在使用過(guò)程中及時(shí)調(diào)整導(dǎo)靴與導(dǎo)軌的間距，減少導(dǎo)靴的磨損；對(duì)導(dǎo)靴上安裝的油盒及時(shí)注入足夠的潤(rùn)滑油，降低靴襯和導(dǎo)軌之間的摩擦力；及時(shí)更換滾動(dòng)導(dǎo)靴有表面剝落的滾輪，從而降低轎廂運(yùn)行的振動(dòng)情況[5]。

（2）針對(duì)曳引機(jī)和鋼絲繩的解決措施。對(duì)于曳引機(jī)，在支撐鋼梁與曳引機(jī)底座設(shè)置減震橡膠，利用永磁同步曳引機(jī)降低噪音和振動(dòng)，提高電梯的運(yùn)行質(zhì)量；在定期檢驗(yàn)時(shí)，注意曳引機(jī)內(nèi)部構(gòu)件的質(zhì)量和潤(rùn)滑程度，確保曳引機(jī)的正常使用；確保曳引機(jī)的質(zhì)量過(guò)關(guān)，將曳引機(jī)的故障降到最低，以減少電梯運(yùn)行振動(dòng)問題的發(fā)生。

對(duì)于鋼絲繩，首先選用合適、質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的材質(zhì)；其次，維保人員在日常巡檢中嚴(yán)格檢查，及時(shí)更換因各種應(yīng)力、摩擦和腐蝕等原因?qū)е落摻z繩斷絲或磨損；在曳引鋼絲繩的安裝過(guò)程中，注意鋼絲繩和轎廂、對(duì)重或機(jī)房的固定結(jié)構(gòu)連接情況，通過(guò)插入開口銷防止楔塊松動(dòng)、脫落，起到固定作用，有效保證了鋼絲繩在整個(gè)受力中的平衡性，緩解了鋼絲繩的抖動(dòng)狀況，為轎廂的平穩(wěn)運(yùn)行起到保障作用。

（3）針對(duì)轎廂故障的措施。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，要根據(jù)電梯的載荷要求科學(xué)規(guī)劃轎廂的尺寸、規(guī)格及承重量，采用符合GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》要求的材質(zhì)。轎廂體是形成轎廂空間的封閉圍壁，除必要的出入口和通風(fēng)孔外不再有其他開口，轎廂體由不易燃和不產(chǎn)生有害氣體和煙霧的材料制成。通過(guò)在轎廂底部安裝平衡鐵，保證轎廂受力的均衡性和正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低發(fā)生危險(xiǎn)事故情況。在安裝環(huán)節(jié)內(nèi)，要嚴(yán)格按照安裝標(biāo)準(zhǔn)要求開展作業(yè)，確保轎廂安裝質(zhì)量，提高與其他結(jié)構(gòu)的銜接性，避免使用不合格零件而影響安裝效果。

4 結(jié)語(yǔ)

電梯運(yùn)行共振現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，造成此類現(xiàn)象的原因很多，因此，使用單位嚴(yán)格落實(shí)特種設(shè)備相關(guān)政策、法規(guī)，結(jié)合現(xiàn)有的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，采用適當(dāng)?shù)姆绞椒椒皶r(shí)消除存在的問題，消除振源，提高電梯運(yùn)行的可靠性，實(shí)現(xiàn)電梯安全快速、低噪音、低振動(dòng)的效果，提高舒適度。