陳祥

摘要：電梯運行振動在一定程度上影響到電梯的使用效果。文章介紹了電梯系統(tǒng)的激振力特性，還從理論上分析了影響電梯運行振動的機械和電氣因素，并提出了降低電梯運行振動的有效措施。

關(guān)鍵詞：電梯振動；激振頻率；隔振系統(tǒng)；導(dǎo)軌；鋼絲繩；轎廂；共振

中圖分類號：P642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）31-0060-03

通常，評價電梯質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)是根據(jù)電梯的外觀、電梯運行時的舒適感以及故障率的高低等決定。其中，用戶用來衡量電梯廠家產(chǎn)品檔次的一個重要指標(biāo)便是電梯運行時給人的舒適感。在正常情況下，用戶乘坐電梯的時間并不長，在相對短暫的時間里電梯的振動幅值也比較小，用戶也不會有明顯的感官感受。但是，當(dāng)電梯振動達到一定的幅值時，振動頻率在人的敏感頻帶，此時，乘客就會有明顯的不適感。所以說，評價電梯整機性能質(zhì)量的綜合指標(biāo)是電梯的振動。假如說評價電梯質(zhì)量的必要條件是電梯安全設(shè)施的可靠性，那么，評價電梯質(zhì)量的充分條件便是電梯的振動。

1 系統(tǒng)激振力特性

電梯運行系統(tǒng)模型如圖1所示：

從系統(tǒng)角度來考慮，電梯在運行時出現(xiàn)的振動應(yīng)該是懸掛在曳引機上的轎廂-對重系統(tǒng)。在曳引機的振源激勵下會產(chǎn)生受迫振動，其幅頻特性如圖2所示：

由圖2可知，該振動類激振頻率和激振力的幅值有關(guān)。通常，電動機轉(zhuǎn)子存在的不平衡性、減速箱和電機軸間的安裝誤差以及盤車手輪和制動輪間的動不平衡性都會造成電梯旋轉(zhuǎn)體的不平衡。這種旋轉(zhuǎn)體的不平衡所造成的激振力幅值和頻率的平方成正比，振幅放大率的數(shù)學(xué)表達式為：。其中，表示頻率比，表示阻尼比。

由圖2的副-頻響應(yīng)曲線可知，激振力的大小與振動頻率有關(guān)。不同于其他的振動類型，隨著頻率比的增大，會逐漸趨向于1，并且下降趨勢變慢。因此，可以根據(jù)此特性來選擇電梯隔振系統(tǒng)。通常，采用橡膠作為電梯隔振系統(tǒng)，其阻尼比為。所以，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生共振現(xiàn)象時，的值在1.67～5之間。

2 影響電梯運行振動的機械因素

2.1 導(dǎo)軌問題

導(dǎo)軌問題可以造成電梯的晃動，具體表現(xiàn)為：在電梯上下行經(jīng)某一固定點時，在轎廂內(nèi)，可以明顯地感覺到電梯的晃動。通過振動儀來測量電梯的運行振動曲線，可以看出，在某個提升高度處的振動曲線超標(biāo)。

常見的導(dǎo)軌問題主要有導(dǎo)軌接口調(diào)整不良、導(dǎo)軌表面清潔不良、導(dǎo)軌撐架調(diào)整不好以及導(dǎo)軌的損傷變形等。

2.1.1 導(dǎo)軌接口調(diào)整不良的情況，主要表現(xiàn)為轎廂導(dǎo)軌接頭處間隙和臺階的增大使得電梯運行時會出現(xiàn)水平方向的間隙振動，極大地影響乘客的舒適感。在GB/T 10060-2011中規(guī)定，設(shè)有安全鉗的對重導(dǎo)軌和轎廂導(dǎo)軌的工作面接頭處不能有連續(xù)的縫隙。對于存在的局部縫隙，長度不能大于0.5mm。

2.1.2 導(dǎo)軌表面出現(xiàn)清潔不良的情況，應(yīng)采用抹布或除銹的方式進行清除。

2.1.3 導(dǎo)軌撐架調(diào)整不好時，常見情況為導(dǎo)軌軌距和對向度不良以及導(dǎo)軌撐架的固定螺栓有部分松動。這些問題都容易造成電梯的振動。

2.1.4 導(dǎo)軌損傷變形時，應(yīng)該通過適當(dāng)?shù)膶?dǎo)軌刨修整，對于嚴(yán)重?fù)p傷變形的應(yīng)通過更換導(dǎo)軌進行處理。

2.2 鋼絲繩問題

電梯運行時鋼絲繩的晃動也會造成電梯的振動，影響乘坐電梯的舒適感。引起鋼絲繩晃動的原因主要有鋼絲繩放氣不足以及鋼絲繩張力調(diào)整。GB 7588中規(guī)定了鋼絲繩的張力和平均值間的偏差不能超過5%。

2.2.1 鋼絲繩放氣不足會造成鋼絲繩的扭曲變形，從而引起電梯運行振動。因此，在安裝前必須確保鋼絲繩放氣，避免鋼絲繩放氣不足的情況。

2.2.2 曳引鋼絲繩張力調(diào)整不均勻會造成電梯運行時受力不均，曳引輪各繩槽受力不均會造成磨損程度不均勻，從而引起電梯的異常抖動。同時，轎廂的抖動也會降低鋼絲繩和曳引輪的使用壽命。因此，要對電梯各鋼絲繩的張力進行調(diào)整，確保各鋼絲繩的張力在平均值的5%范圍里。

2.3 轎廂問題

引起電梯轎廂問題的原因主要有轎廂安裝緊固密封性、導(dǎo)靴的松緊程度以及轎廂的平衡問題等，所有這些都會造成電梯的振動。

2.3.1 轎廂的安裝要確保緊固密封，否則當(dāng)電梯高速運行時，沒有緊固好的部位容易發(fā)生相對錯動，造成電梯轎廂的振動，從而影響電梯的舒

適性。

2.3.2 導(dǎo)靴的松緊程度要適宜，導(dǎo)靴太松使得轎廂運行時有晃動感；導(dǎo)靴太緊又會造成電梯起動時有臺階感，而電梯停止時有制動感。因為，電梯的上下運行主要是靠安裝在轎廂上的導(dǎo)軌和導(dǎo)靴相接觸來傳動的。

2.3.3 轎廂的平衡性要好，否則電梯運行時導(dǎo)靴緊蹭導(dǎo)軌面，會有明顯的抖動或振動感。導(dǎo)致轎廂質(zhì)量不平衡而傾向一側(cè)的原因主要是設(shè)計或安裝時出現(xiàn)的問題。

2.4 共振問題

共振問題是引起電梯運行振動，影響乘坐電梯舒適性的重要因素。電梯的整個機械系統(tǒng)是由許多構(gòu)件組成的，這些構(gòu)件本身都存在著一定的振動頻率。當(dāng)電梯在運行時，其他的因素綜合起來產(chǎn)生的振動頻率和構(gòu)件的振動頻率重合時就會產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而引起電梯的振動。最常見的振動發(fā)生根源在曳引機的機械運動部分。該部分的機械振動從曳引機通過曳引鋼絲繩傳到轎廂，所引起的受迫振動頻率接近構(gòu)件本身的固有頻率時就會引起共振現(xiàn)象。此時，在電梯的轎廂內(nèi)可以明顯地感覺到電梯的周期性振動，并伴有嗡嗡的響聲。消除共振現(xiàn)象的方法主要是改變激振頻率或者是改變系統(tǒng)的固有頻率（如改變系統(tǒng)剛度等）。通過更換曳引機或者調(diào)整電梯的主速度也能有效地消除共振現(xiàn)象。電梯用繩輪在運行時產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)頻率和電梯周期振動產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)頻率相等時，也會產(chǎn)生共振現(xiàn)象。電梯用繩輪主要有導(dǎo)向輪、曳引輪、對重反繩輪、轎頂反繩輪以及補償輪等。通過計算各繩輪在額定速度運行時的回轉(zhuǎn)頻率并和電梯周期振動所產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)頻率進行比較，就可以判斷出該周期振動是由哪根繩輪引起的。

3 影響電梯運行振動的電氣因素

3.1 電動機

當(dāng)電機的定子和轉(zhuǎn)子同軸度偏差較大時，由于偏心作用就會產(chǎn)生不平衡的單邊磁拉力，從而引起電梯的運行振動。此外，電機各相回路阻抗不平衡所產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁路也會造成振動。這種現(xiàn)象常見于匝數(shù)不一致或繞組重繞修復(fù)時工藝不良的電動機上。

3.2 拖動和控制系統(tǒng)

由拖動和控制系統(tǒng)所造成的電梯運行振動主要有以下幾種：三相電源電壓或調(diào)速器輸出三相電壓（三相電流）不平衡；速度反饋器件線路敷設(shè)不合理而受到干擾；調(diào)速器速度調(diào)節(jié)響應(yīng)濾波時間選擇不合適；調(diào)速器中調(diào)節(jié)器P值過大，I值過小；調(diào)速器稱重補償鎖定信號不穩(wěn)定；調(diào)速器給定信號不穩(wěn)定或受干擾。

4 降低電梯運行振動的有效措施

引起電梯運行振動的機械和電氣因素很多，在實際中只有綜合分析電梯運行過程產(chǎn)生的振動根源才能提出具體有效的措施來降低電梯的運行振動，從而提高電梯運行的穩(wěn)定性。降低電梯運行振動的措施主要有以下幾種：

4.1 改變激振頻率

電梯運行過程中產(chǎn)生振動的主要原因是發(fā)生共振現(xiàn)象。因此，通過改變曳引機的激振頻率，使其遠離曳引機的固有頻率就能最大限度地降低發(fā)生共振的可能性，從而降低電梯的運行振動。為了從根本上降低電梯的運行振動，可以通過在曳引機和電梯的連接部位采取消振方式來降低其他方式的振動傳播。

4.2 定期檢查電梯設(shè)施安裝的完備性

電梯的各個部分在安裝過程中產(chǎn)生的誤差以及使用過程中所發(fā)生的變形都會引起電梯的運行振動。因此，對于運行中的電梯要定期進行檢查，檢查整個電梯各個部分的完備性。檢查項目主要包括緊固件的緊固性是否達標(biāo)、電機的振動是否滿足振動要求等。對于不符合要求或超標(biāo)的部件，要及時進行維修或更換。通過對電梯的定期檢查和維護，可以有效地保障各個部件的強度和硬度等。此外，還要注意檢查并調(diào)整各鋼絲繩的張力，以此來消除因張力不符合要求所產(chǎn)生的振動。

4.3 改變橋廂的隔振設(shè)施

在電梯停止時，轎廂底部和導(dǎo)軌的碰撞也會引起電梯的振動。為了改變電梯的振動，實現(xiàn)轎廂的軟著陸，可以在電梯的轎廂底部增加軟硬適中的隔振橡膠。通過該隔振設(shè)施，可以對碰撞產(chǎn)生一定的緩沖作用，從而降低電梯的運行振動，提高乘坐電梯的舒適性。

5 結(jié)語

影響電梯運行質(zhì)量的重要因素是電梯運行振動，而電梯運行時所產(chǎn)生的振動原因是多方面的，只有通過全面的分析和檢查才能找出電梯振動的具體原因，并采取相應(yīng)的措施來降低電梯運行振動，提高電梯乘坐的舒適感。實踐證明，通過改變激振頻率來消除共振、定期檢查電梯設(shè)施安裝的完備性以及改變橋廂的隔振設(shè)施都是可行和有效地降低電梯運行振動的措施。

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