黃永堅(jiān)+楊寧祥

摘 要：為了深入了解造成電梯乘運(yùn)質(zhì)量差異的原因，運(yùn)用美國(guó)PMT公司研制的專(zhuān)用于測(cè)量電梯乘運(yùn)質(zhì)量的綜合檢測(cè)儀器EVA-625分別對(duì)1臺(tái)客梯和貨梯進(jìn)行乘運(yùn)質(zhì)量測(cè)量。通過(guò)對(duì)比兩者的測(cè)量數(shù)據(jù)，分析造成兩款電梯乘運(yùn)質(zhì)量差異的原因，并提出提高乘運(yùn)質(zhì)量和降低振動(dòng)的方法。

關(guān)鍵詞：電梯；乘運(yùn)質(zhì)量；EVA-625

0 引言

伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷深入，電梯作為一種交通工具，發(fā)揮的作用越來(lái)越大。在許多發(fā)達(dá)國(guó)家，電梯的使用人數(shù)已經(jīng)多于其他交通工具。在當(dāng)下科技高速發(fā)展，電梯的使用規(guī)模已成為衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化發(fā)展程度的標(biāo)志之一。但是隨著人民生活水平質(zhì)量的提高，人民極力追求健康的生活方式，對(duì)電梯舒適性的要求也會(huì)越來(lái)越高。而曳引電梯在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)以及由振動(dòng)所導(dǎo)致的噪聲會(huì)降低乘客的舒適感，強(qiáng)烈的振動(dòng)甚至?xí)鸪丝偷目謶?。同時(shí)，附加產(chǎn)生的動(dòng)載荷會(huì)對(duì)電梯系統(tǒng)造成損耗，縮短電梯使用壽命，嚴(yán)重的甚至埋下安全隱患。本文通過(guò)美國(guó)PMT公司研制的EVA-625電梯承運(yùn)質(zhì)量檢測(cè)儀對(duì)兩款電梯的乘運(yùn)質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量，分析造成兩款電梯乘運(yùn)質(zhì)量差異的原因，并提出提高乘運(yùn)質(zhì)量和降低振動(dòng)的方法。

為了得到更好的測(cè)量對(duì)比效果，本文選用了一臺(tái)客梯和一臺(tái)貨梯進(jìn)行對(duì)比。客梯與貨梯參數(shù)見(jiàn)表1。

本次試驗(yàn)運(yùn)用EVA-625電梯承運(yùn)質(zhì)量檢測(cè)儀對(duì)電梯的乘運(yùn)質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量。EVA-625電梯承運(yùn)質(zhì)量檢測(cè)儀是美國(guó)PMT公司研制的一款專(zhuān)用于測(cè)量電梯乘運(yùn)質(zhì)量的綜合檢測(cè)儀器，是電梯檢測(cè)行業(yè)內(nèi)首家符合ISO18738 （GB/T 24474）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)系統(tǒng)，是一部高精度的加速度記錄儀，它主要由三維加速度模塊、麥克風(fēng)、內(nèi)部電路等組成。EVA-625系統(tǒng)分為EVA-625檢測(cè)儀和EVA分析軟件兩部分。該儀器可以對(duì)電梯的多項(xiàng)特性參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，如速度、加（減）速度、加加速度、振動(dòng)、噪聲等特性，EVA系統(tǒng)最有價(jià)值的用途在于故障診斷，該系統(tǒng)高精度的反應(yīng)以及分析能力可以幫助快速找到問(wèn)題。由于篇幅所限，本文只對(duì)電梯的空載下的振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量分析，不對(duì)噪聲進(jìn)行討論分析。

測(cè)量步驟：

按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T24474-2009《電梯乘運(yùn)質(zhì)量測(cè)量》的要求和方法，運(yùn)用EVA-625電梯承運(yùn)質(zhì)量檢測(cè)儀對(duì)兩款電梯的乘運(yùn)質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量步驟如下：

①將EVA-625的傳感器以及其它配件安裝好，并按要求放置在轎廂地板中央半徑為100mm的圓形范圍內(nèi)，如圖1所示。

②對(duì)EVA-625進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，如記錄長(zhǎng)度、采樣頻率和觸發(fā)方式等。

③測(cè)量應(yīng)包括：出發(fā)端站的門(mén)關(guān)閉操作過(guò)程、電梯從端站到端站的全程運(yùn)行、門(mén)開(kāi)啟操作全過(guò)程和電梯到達(dá)端站的?？窟^(guò)程、以及在運(yùn)行的每個(gè)端點(diǎn)上加0.5s。應(yīng)至少測(cè)量一次上行和一次下行。測(cè)量過(guò)程中，電梯處于空載狀態(tài)，在轎廂內(nèi)不超過(guò)2人，并注意人員不應(yīng)將腳放在距振動(dòng)測(cè)量傳感器150mm范圍內(nèi)。將電梯開(kāi)到底層，內(nèi)呼選中頂層，在電梯轎門(mén)關(guān)閉前，按動(dòng)觸發(fā)器，儀器開(kāi)始記錄。電梯上升到頂層，轎廂門(mén)打開(kāi)，在電梯轎門(mén)關(guān)閉前再次按動(dòng)觸發(fā)器，儀器停止記錄。至此，完成一次完整電梯上行測(cè)量。

④導(dǎo)出數(shù)據(jù)，并運(yùn)用EVA軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并生成試驗(yàn)曲線(xiàn)與報(bào)告。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

測(cè)量完成，將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入到分析軟件，并經(jīng)過(guò)ISO濾波器處理后，得出測(cè)量結(jié)果如圖2、圖3以及表2所示：

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量曲線(xiàn)以及數(shù)據(jù)結(jié)果如圖2、圖3和表2所示。圖2、圖3分別為客梯和貨梯的測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)ISO濾波器處理后得出的結(jié)果，ISO濾波器處理后的數(shù)據(jù)完全符合GB/T 23716-2009《人體對(duì)振動(dòng)的響應(yīng) 測(cè)量?jī)x器》中描述的關(guān)于人類(lèi)所能感受到的所有垂直和水平方向的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，使測(cè)量結(jié)果更符合人體乘坐時(shí)的感受。圖中第一條曲線(xiàn)是電梯運(yùn)行過(guò)程中加速度變化曲線(xiàn)，第二、三、四條分別是X軸、Y軸和Z軸的振動(dòng)曲線(xiàn)。

如表2所示，按照GB/T10058-2009《電梯技術(shù)條件》，客梯乘運(yùn)質(zhì)量所有參數(shù)符合要求，貨梯的Z軸最大振動(dòng)峰峰值超標(biāo)，Z軸方向上振動(dòng)劇烈，乘運(yùn)質(zhì)量不符合要求。

3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

如圖2和圖3所示，客梯的X軸方向和Y軸方向的振動(dòng)幅度比貨梯的要大，客梯運(yùn)行期間水平振動(dòng)的最大峰峰值為0.078m/s2，貨梯的為0.061m/s2。并且，對(duì)X軸與Y軸的數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換得出局部的頻譜圖，如圖4和圖5所示，可以看出兩者的振動(dòng)頻率都主要集中在低頻振動(dòng)，客梯的X軸和Y的振動(dòng)振幅比貨梯的要大，振動(dòng)頻率構(gòu)成比較復(fù)雜。造成電梯水平方向振動(dòng)的原因有多種：1.導(dǎo)靴間隙過(guò)大或過(guò)小，導(dǎo)靴間隙過(guò)大時(shí)，不能有效地將轎廂限制在導(dǎo)軌上進(jìn)而引發(fā)振動(dòng)，而當(dāng)導(dǎo)靴間隙過(guò)小時(shí)，導(dǎo)軌上的間隙、臺(tái)階等缺陷都會(huì)直接通過(guò)導(dǎo)靴反饋到轎廂上形成振動(dòng)；2.鋼絲繩的張力不均或者扭力太大，在轎廂運(yùn)行的過(guò)程中就會(huì)使鋼絲繩產(chǎn)生明顯異常振動(dòng)，從而導(dǎo)致轎廂振動(dòng)；3.由于轎廂的不平衡、各零部件連接不穩(wěn)、電梯風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)引起轎廂異常振動(dòng)；4.電梯的激勵(lì)頻率與電梯轎廂的某階固有頻率接近時(shí)，電梯轎廂發(fā)生共振。

如圖3所示為貨梯的X軸與Y軸方向的振動(dòng)曲線(xiàn)。不論是X軸還是Y軸在4.22m、9m、14.34m、19.31m、24.01m幾處有明顯的振動(dòng)，而且振動(dòng)間隔相差約為5m，這是主導(dǎo)軌接頭處臺(tái)階或接頭間隙過(guò)大而引起的，如圖6所示是貨梯導(dǎo)軌接頭處的照片。兩導(dǎo)軌接頭處有明顯間隙，但是接頭處臺(tái)階不明顯，因此，貨梯導(dǎo)軌接頭處間隙是導(dǎo)致貨梯水平方向振動(dòng)的源頭。根據(jù)GB/T 10060-2011《電梯安裝驗(yàn)收規(guī)范》5.2.5.6中的要求“轎廂導(dǎo)軌和設(shè)有安全鉗的對(duì)重導(dǎo)軌，工作面接頭處不應(yīng)有連續(xù)縫隙，局部縫隙不應(yīng)大于0.5mm；工作面接頭處臺(tái)階用直線(xiàn)度為0.01/300的平直尺或其他工具測(cè)量，不應(yīng)大于0.05mm”；在電梯安裝與日常的維護(hù)時(shí)，盡量減小導(dǎo)軌接頭處的臺(tái)階和間隙可以有效減小由導(dǎo)軌引起的振動(dòng)。另外，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》中的要求“每列導(dǎo)軌工作面每5m鉛垂線(xiàn)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1.2mm，不設(shè)安全鉗的T型對(duì)重導(dǎo)軌不大于2.0mm”。減小導(dǎo)軌頂面距離偏差也能有效減少轎廂的水平方向振動(dòng)。

如圖7所示，為客梯和貨梯的Z軸振動(dòng)曲線(xiàn)經(jīng)過(guò)傅里葉變換之后得出的局部頻譜圖，由頻譜圖中可以觀察到，無(wú)論是客梯還是貨梯振動(dòng)頻路都集中在1～3Hz和24～25Hz。根據(jù)兩部電梯的曳引電機(jī)的參數(shù)，客梯和貨梯曳引電機(jī)額定轉(zhuǎn)速分別為1450rpm和1457rpm，對(duì)應(yīng)頻率24.17Hz和24.28Hz。因此，可以推測(cè)24～25Hz的振動(dòng)的振源是曳引電機(jī)。導(dǎo)向輪節(jié)圓直徑為320mm，當(dāng)電梯以1.75m/s速度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度約為1.75rap/s。因此，1～3Hz的振動(dòng)可能由導(dǎo)向輪偏心轉(zhuǎn)動(dòng)引起。曳引電機(jī)可以由以下幾個(gè)方面引起振動(dòng)：1.蝸輪在運(yùn)轉(zhuǎn)中因磨損而導(dǎo)致蝸輪蝸桿輪齒間隙增大，并在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生撞擊引起的振動(dòng)；2.曳引電機(jī)與蝸桿連接的同心度超差而引起振動(dòng)；3.電機(jī)軸承和蝸輪蝸桿軸承的缺陷導(dǎo)致振動(dòng)；4.編碼器與曳引電機(jī)連接的同心度超差，導(dǎo)致編碼器出現(xiàn)偏心運(yùn)轉(zhuǎn)，引起編碼器反饋信號(hào)出現(xiàn)波動(dòng)，進(jìn)而影響微機(jī)對(duì)電梯運(yùn)行速度的判斷，導(dǎo)致轎廂振動(dòng)。同時(shí)，從圖7中看到，不論是客梯還是貨梯都存在比較雜亂的低頻振動(dòng)，引起這些低頻振動(dòng)的因素也是復(fù)雜多樣，例如蝸輪、曳引輪、導(dǎo)向輪存在偏心，蝸輪輪齒出現(xiàn)點(diǎn)蝕、變形，鋼絲繩張力不均等。

4 減振措施

電梯是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)，振動(dòng)是不可避免的，但是可以通過(guò)技術(shù)手段最大限度地減輕電梯振動(dòng)。主要有以下幾種減振措施：1.提高制造、安裝、調(diào)試、維保的質(zhì)量，最大限度減少振源；2.改變激振頻率從而消除共振，在國(guó)標(biāo)允許的范圍內(nèi)，通過(guò)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，改變電機(jī)激振頻率，避免振源與轎廂產(chǎn)生共振；3.在轎廂、曳引機(jī)底座安裝使用減振、隔振裝置。

5 結(jié)論

通過(guò)本文對(duì)兩款電梯的乘運(yùn)質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比分析，我們了解到導(dǎo)軌導(dǎo)靴的安裝設(shè)置、鋼絲繩張力調(diào)整、曳引機(jī)的安裝質(zhì)量等都會(huì)對(duì)電梯的乘運(yùn)質(zhì)量產(chǎn)生影響。電梯業(yè)內(nèi)存在著電梯安全三分靠制造，七分靠安裝維保的說(shuō)法，電梯乘運(yùn)質(zhì)量也一樣，更多的是依靠安裝與維保過(guò)程中對(duì)電梯的調(diào)整進(jìn)而獲得較好的乘運(yùn)質(zhì)量。

基金項(xiàng)目：廣東省質(zhì)監(jiān)局科技項(xiàng)目“電梯安全回路短接檢測(cè)裝置的研發(fā)”（項(xiàng)目編號(hào)：2015CT01）。

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作者簡(jiǎn)介

黃永堅(jiān)，1989年出生，男，碩士研究生，主要從事機(jī)電類(lèi)特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)工作。