對(duì)電梯震動(dòng)的初步分析及其解決方案

宋慶平

摘 要：在電梯的各個(gè)運(yùn)行階段都可能產(chǎn)生震動(dòng)，如起動(dòng)、制動(dòng)和電梯的平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)都可能發(fā)生震動(dòng)，其原因很復(fù)雜。想徹底解決震動(dòng)問(wèn)題，就需要先找出其根源。該文探討了電梯震動(dòng)的類(lèi)型，采用先進(jìn)的測(cè)試儀器，分析了震動(dòng)原因，提出了多種有效解決震動(dòng)的技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：水平震動(dòng) ?垂直震動(dòng) ?高頻 ?低頻 ?阻尼 ?PMT

中圖分類(lèi)號(hào)：TU857 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（b）-0046-01

隨著電梯保有量的增加，電梯的運(yùn)行質(zhì)量成為頗受關(guān)注的問(wèn)題，其中的震動(dòng)，尤為突出，先來(lái)看看電梯震動(dòng)的外在表象：

（1）電梯剛啟動(dòng)的加減速的階段不平穩(wěn)，有突然向上或向下竄動(dòng)的感覺(jué)。

（2）起動(dòng)或停止的瞬間有“臺(tái)階”感。

（3）周期震動(dòng)，轎廂內(nèi)還伴有明顯的嗡嗡響聲，甚至腳下能感覺(jué)到轎廂震動(dòng)。

從物體自由度的分類(lèi)上，每個(gè)空間的自由物體，均有六個(gè)方向的自由度。由于電梯的轎廂是運(yùn)行在兩列導(dǎo)軌之間的物體，可以簡(jiǎn)化為具有X軸Y軸具有微量自由度，而Z軸具有較大自由的物體。

1 水平震動(dòng)

1.1 分析

水平方向上的搖擺和震動(dòng)，也就是平常所說(shuō)的橫向震動(dòng)，主要是由導(dǎo)軌的彎曲或?qū)аサ牟徽＿\(yùn)動(dòng)造成的，一般情況下，乘客只對(duì)其中的低頻震動(dòng)較為敏感，當(dāng)乘客垂直站立時(shí)會(huì)清楚的感到水平方向的低頻震動(dòng)，但對(duì)此方向的高頻震動(dòng)不是很敏感。在自由度上來(lái)分析，可以分為前后以及左右兩種，即X軸及Y軸方向。

1.2 電梯水平震動(dòng)的影響因素

（1）滾動(dòng)導(dǎo)靴的滾輪外形。（2）井道內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形狀以及井道氣流。（3）乘客負(fù)載的變動(dòng)和轎廂的靜平衡狀態(tài)。（4）轎廂速度運(yùn)行的不均勻等。導(dǎo)軌接頭的臺(tái)階和間隙與導(dǎo)軌的不平行度和垂直度是電梯水平震動(dòng)的重要原因。針對(duì)水平震動(dòng)的研究，應(yīng)針對(duì)導(dǎo)軌來(lái)進(jìn)行。在轎廂的水平震動(dòng)中，轎廂導(dǎo)靴也是其來(lái)源的一種，對(duì)于滾動(dòng)導(dǎo)靴電梯，當(dāng)導(dǎo)輪外緣有干擾或?qū)л喭庑尾灰?guī)則時(shí)，都會(huì)引發(fā)電梯震動(dòng)。所以水平震動(dòng)的主要根源在于：①轎廂在導(dǎo)軌之間的XY軸的靜態(tài)平衡是否合適。②轎廂導(dǎo)靴是否調(diào)整到位，彈簧壓力是否合適，間隙是否合適。③滑動(dòng)導(dǎo)靴靴襯是否磨損嚴(yán)重，滾輪導(dǎo)靴輪體是否發(fā)生變形。④主副導(dǎo)軌的連接處是否有臺(tái)階超差。⑤隨行電纜和補(bǔ)償鏈?zhǔn)欠駨澢冃螌?dǎo)致受力不均勻。

2 垂直震動(dòng)

垂直震動(dòng)主要是由曳引輪或?qū)蜉啞⒎蠢K輪引起的，并且由鋼絲繩傳遞至轎廂。這種震動(dòng)中的高頻部分，絕大部分被轎頂繩頭組合裝置或轎頂反繩輪隔震裝置以及轎底隔震裝置隔絕過(guò)濾掉了。垂直方向上的震動(dòng)在自由度的范疇上，可算作Z軸震動(dòng)，也可分為低頻震動(dòng)和高頻震動(dòng)，分界點(diǎn)是10 Hz，小于10 Hz的震動(dòng)，是低頻震動(dòng);反之即為高頻震動(dòng)。低頻震動(dòng)的根源在于：（1）編碼器是否連接完好，編碼器線是否有被干擾。（2）變頻器中的電機(jī)參數(shù)是否合適。（3）對(duì)重導(dǎo)靴與導(dǎo)軌的摩擦是否滑動(dòng)自如（4）主副導(dǎo)軌是否有足夠的潤(rùn)滑（5）導(dǎo)向輪和反繩輪的圓柱度是否超差。經(jīng)過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和分析，筆者認(rèn)為高頻震動(dòng)的主要根源在于：（1）轎廂與轎架之間，鋼絲繩繩頭組合與轎架之間的減震橡膠的減震效果是否合適（2）變頻器中的PI基值是否合適（3）曳引機(jī)電機(jī)的軸承以及動(dòng)平衡是否超差。另外加減速過(guò)程中的輕微震動(dòng)的根源在于：（1）曳引機(jī)抱閘開(kāi)閘時(shí)間，即時(shí)序的問(wèn)題（2）曳引機(jī)抱閘閘襯和閘轂之間的間隙是否合適（3）對(duì)重導(dǎo)靴與對(duì)重導(dǎo)軌的摩擦力是否過(guò)大以及導(dǎo)軌的潤(rùn)滑是否到位。同時(shí)，轎廂震動(dòng)的根源在于：（1）轎壁是否和曳引機(jī)的震動(dòng)產(chǎn)生了共震（2）轎廂上的零部件是否和井道內(nèi)的零件有刮蹭（3）轎壁與轎底以及轎頂螺栓緊固件是否連接牢固。

3 電梯舒適感的衡量標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法

GB10058-1997對(duì)電梯舒適感的要求：（1）乘客電梯起動(dòng)加速度和制動(dòng)加速度最大值均不應(yīng)大于1.5 m/s2。（2）當(dāng)乘客電梯額定速度（v）1.0 m/s

下面是筆者經(jīng)歷過(guò)的一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)案例：經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)PMT測(cè)定，下行z軸震動(dòng)數(shù)值較大，最大值可達(dá)到63.3，經(jīng)分析，認(rèn)為是曳引輪圓跳動(dòng)誤差值是主要原因，所以更換了曳引輪，同時(shí)為徹底改善效果，將滑動(dòng)導(dǎo)靴更換為滾輪導(dǎo)靴，并重新校正導(dǎo)軌的水平及垂直度，經(jīng)過(guò)這些整改，再次運(yùn)行效果得到了極大改善。

4 應(yīng)對(duì)震動(dòng)的解決方案

電氣解決方案：（以西威變頻器為例）（1）調(diào)整變頻器加減速參數(shù)：Travel/ Ramp profile。（2）電梯運(yùn)行時(shí)的垂直震動(dòng)除機(jī)械原因外，也可通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器的一些參數(shù)來(lái)進(jìn)行改善。高頻垂直震動(dòng)可以調(diào)節(jié)，得以使電梯在高速運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定，電梯高速時(shí)有波浪漂移感時(shí)，同樣可以調(diào)節(jié)Sdp P/I。需要注意比例增益過(guò)大，系統(tǒng)超調(diào)反而容易產(chǎn)生震蕩。在排除了以上因數(shù)的影響后，共震依然存在或垂直震動(dòng)很差，就要考慮其他原因，可以作如下嘗試：（1）對(duì)轎廂加配重或增加吸震裝置，避開(kāi)共振。（2）降低電梯速度，改變電梯整個(gè)系統(tǒng)固有頻率。（3）更換隔震類(lèi)型導(dǎo)靴，采用鋼芯鋼絲繩。（4）增加對(duì)重返繩輪隔震橡膠，或?qū)ζ渌\(yùn)動(dòng)部件增加阻尼。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于電梯的減震，還可以引進(jìn)汽車(chē)行業(yè)的一些辦法，比如說(shuō)對(duì)電梯的減震系統(tǒng)優(yōu)化，增加液壓阻尼;對(duì)曳引機(jī)還可采用優(yōu)化線圈設(shè)計(jì)，改進(jìn)制作工藝等方法來(lái)綜合處理震動(dòng)問(wèn)題。

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