電梯運(yùn)行振動(dòng)原因及減振措施探討

李涵

摘 要：總結(jié)經(jīng)驗(yàn)對(duì)振動(dòng)原因進(jìn)行分析，然后從專業(yè)角度出發(fā)，采取可靠措施進(jìn)行減振處理，確保其可以維持在最佳運(yùn)行狀態(tài)，消除一切安全隱患，減少各類安全事故的發(fā)生。文章對(duì)電梯運(yùn)行振動(dòng)原因進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，并提出了有效減振措施。

關(guān)鍵詞：電梯；振動(dòng)原因；減振措施

中圖分類號(hào)：TU857 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）05-0083-02

Abstract： Through summing up the experience of vibration of elevators and analyzing the causes， this paper is intended to take reliable measures to reduce vibration， in order to ensure that it can be maintained in the best operating state， eliminate all hidden dangers to safety， and reduce the occurrence of all kinds of safety accidents. In this paper， the causes of elevator vibration are analyzed， and effective measures of reducing vibration are put forward.

Keywords： elevator； cause of vibration； measures of reducing vibration

在技術(shù)水平不斷提高的背景下，現(xiàn)在可選擇的電梯形式較多，相互之間性能存在一定差異，但均需要在設(shè)計(jì)階段重點(diǎn)做好其振動(dòng)頻率、速度變化等要素控制，使評(píng)價(jià)電梯質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)。電梯運(yùn)行需要一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)作為支持，再加上運(yùn)行環(huán)境的特殊性，受外部因素影響較大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題?；诎踩耘c可靠性角度分析，需要確定振動(dòng)發(fā)生原因，然后采取可靠措施處理，降低振動(dòng)問(wèn)題產(chǎn)生的頻率，消除存在的安全隱患。

1 電梯振動(dòng)機(jī)理

1.1 振動(dòng)分類

電梯運(yùn)行方式比較簡(jiǎn)單，即利用曳引機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，維持轎廂進(jìn)行垂直上下運(yùn)動(dòng)，這樣也就確定電梯振動(dòng)的源頭為曳引機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以及在其激勵(lì)下產(chǎn)生的受迫振動(dòng)。電梯是現(xiàn)在主要的垂直運(yùn)輸工具，基于其運(yùn)行方式的特殊性，為保證其達(dá)到預(yù)設(shè)目的，需要嚴(yán)格按照專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行安裝和調(diào)試，并且將各項(xiàng)維護(hù)工作落實(shí)到位，確定其可以正常使用[1]。在對(duì)電梯振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行分析時(shí)，還需要兼顧電梯安裝、調(diào)試誤差，以及質(zhì)量誤差方面的因素。

1.2 振動(dòng)因素

1.2.1 安裝調(diào)試誤差。安裝誤差造成的電梯振動(dòng)，即電梯部件位置公差，包括導(dǎo)軌、曳引機(jī)、對(duì)重、轎廂、鋼絲繩等安裝位置偏差較大，超出最大允許值。一般通過(guò)后期調(diào)整，縮小位置偏差，便可降低甚至消除此類振動(dòng)[2]。調(diào)試不良造成的振動(dòng)，包括三相電源電壓后者調(diào)速器輸出三相電壓不平，以及動(dòng)力矩調(diào)整不當(dāng)?shù)龋枰诎l(fā)現(xiàn)問(wèn)題后重新調(diào)試。

1.2.2 質(zhì)量誤差。質(zhì)量誤差是造成電梯振動(dòng)的重要因素，主要原因是電梯部件制造質(zhì)量誤差，如形狀公差、尺寸公差等，常見(jiàn)的如蝸輪蝸桿減速器、曳引機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)子、速度編碼器以及軸承等。需要從根本上來(lái)提高電梯部件制造精度，將公差帶縮小到允許范圍內(nèi)，消除電梯振動(dòng)隱患。

2 電梯振動(dòng)頻率

對(duì)電梯振動(dòng)原理進(jìn)行分析，可從振動(dòng)頻率和振動(dòng)幅度著手，對(duì)電梯運(yùn)行振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行FFT頻譜分析。曳引機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是造成電梯振動(dòng)的根源，電梯處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，各部件受迫振動(dòng)，當(dāng)受迫振動(dòng)頻率接近于自身固有頻率時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生共振[3]。對(duì)電梯各旋轉(zhuǎn)部件振動(dòng)頻率和自身固有頻率進(jìn)行分析，便可得到電梯各部件的振動(dòng)情況。根據(jù)電梯旋轉(zhuǎn)部件固有振動(dòng)頻率進(jìn)行分析計(jì)算，得到：

2.1 曳引機(jī)固有振動(dòng)頻率

f曳=n/60=vi/πD曳

其中，n表示電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，單位r/min；v表示轎廂運(yùn)行速度，單位m/s；i表示鋼絲繩懸掛比；D曳表示曳引機(jī)曳引輪直徑，單位m。

2.2 轎廂系統(tǒng)固有振動(dòng)頻率

計(jì)算時(shí)可將其簡(jiǎn)化成質(zhì)量體與彈簧組成的系統(tǒng)，可的振動(dòng)頻率為：

其中，k表示曳引系統(tǒng)彈性系數(shù)；m表示轎廂系統(tǒng)質(zhì)量。

2.3 主機(jī)承重系統(tǒng)固有頻率

電梯安裝時(shí)多會(huì)選擇利用混凝土對(duì)電梯承重梁兩端進(jìn)行固定處理，這樣計(jì)算時(shí)可將承重系統(tǒng)看作為簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，主機(jī)為集中荷載，可得振動(dòng)頻率為：

其中，L表示電梯承重梁長(zhǎng)度，單位m；R表示承重梁集中荷載，單位kg；J表示慣性矩，單位m4。

對(duì)電梯振動(dòng)頻譜進(jìn)行分析，可以確定不同部件的振動(dòng)狀態(tài)，然后對(duì)部件振動(dòng)的不同振幅對(duì)應(yīng)振動(dòng)頻率進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)對(duì)電梯旋轉(zhuǎn)部件振動(dòng)頻率以及電梯自身固有頻率之間的比較，便可確定存在振動(dòng)問(wèn)題的電梯部件。最后再有針對(duì)性的對(duì)各振動(dòng)部件進(jìn)行深入分析，進(jìn)行更深入的檢查，采取有效減振方法手段應(yīng)對(duì)處理，提高電梯運(yùn)行安全性。

3 電梯振動(dòng)原因分析

3.1 電氣原因

3.1.1 編碼器異常。如果編碼器狀態(tài)異常，會(huì)導(dǎo)致電梯運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)位置偏差以及振動(dòng)問(wèn)題。通過(guò)交流變頻調(diào)壓調(diào)速測(cè)試，電梯如果在安裝階段對(duì)曳引機(jī)、曳引輪以及旋轉(zhuǎn)編碼器軸向控制不當(dāng)，牢固性較低，往往會(huì)因?yàn)橥S度偏差而造成旋轉(zhuǎn)編碼器收集到的信號(hào)輸出脈沖個(gè)數(shù)誤差較大，使得控制主板無(wú)法準(zhǔn)確判斷反饋信號(hào)，進(jìn)而不能對(duì)變頻器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，電梯會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題[4]。

3.1.2 測(cè)速反饋干擾。在安裝測(cè)速設(shè)施時(shí)，傳動(dòng)軸面均勻性比較差，會(huì)出現(xiàn)徑向脈動(dòng)?；蛘咻S向安裝存在較大偏差，以及未對(duì)反饋設(shè)施信號(hào)傳輸線進(jìn)行篩選，直接應(yīng)用普通線纜。上述原因均會(huì)對(duì)測(cè)速設(shè)施產(chǎn)生干擾，造成其無(wú)法對(duì)曳引機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率進(jìn)行準(zhǔn)確反饋，最終控制面板得到的反饋信號(hào)存在較大誤差，影響其處理器對(duì)傳送數(shù)據(jù)的判斷，促使電梯產(chǎn)生振動(dòng)。endprint

3.2 機(jī)械原因

3.2.1 彈簧墊圈。安裝作業(yè)管理不嚴(yán)格，導(dǎo)致主機(jī)地腳螺母未按照要求加固彈簧墊圈，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，就會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)問(wèn)題，造成電梯運(yùn)行振動(dòng)。因此需要將其納入到日常維護(hù)工作中，及時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)，在對(duì)曳引機(jī)組找平、找正后，擰緊地腳螺母，并對(duì)彈簧墊圈進(jìn)行加固處理，避免在后期運(yùn)行階段出現(xiàn)松動(dòng)[5]。

3.2.2 渦輪磨損。電梯運(yùn)行一段時(shí)間后，渦輪輪齒將會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損，如果無(wú)法及時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)與更換，當(dāng)齒間間隙超出1mm后，運(yùn)行時(shí)便會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的撞擊，造成電梯振動(dòng)度增大。要求檢修人員需要嚴(yán)格按照專業(yè)技術(shù)規(guī)范，對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過(guò)空載與加載跑合后，要求蝸桿渦輪接觸點(diǎn)沿著尺長(zhǎng)與齒高均不得少于50%。尤其是對(duì)于齒間間隙超過(guò)1mm，以及齒輪磨損間度超過(guò)齒厚15%時(shí)，需要對(duì)蝸桿渦輪進(jìn)行更換，保證齒輪具有良好的嚙合性。

3.3 曳引裝置

3.3.1 張力不均。如果電梯鋼絲繩安裝不規(guī)范，會(huì)造成其張力相差過(guò)大，這樣電梯在啟停時(shí)鋼絲繩會(huì)出現(xiàn)明顯的振動(dòng)問(wèn)題。這樣就要求安裝人員嚴(yán)格按照規(guī)范做好施工檢驗(yàn)，可應(yīng)用癱瘓秤進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)要求來(lái)對(duì)鋼絲繩張力進(jìn)行調(diào)整，確保每個(gè)鋼絲繩張力與平均數(shù)值之間的誤差在5%以內(nèi)，使其具有良好的受力，減少因鋼絲繩異常造成的振動(dòng)[6]。

3.3.2 變形扭曲。如果鋼絲繩繩頭隔振剛度不能均勻，存在過(guò)大或者過(guò)小的情況，再加上部件制作不精，均會(huì)對(duì)鋼絲繩自身狀態(tài)產(chǎn)生影響，情況嚴(yán)重的甚至?xí)斐善渥冃闻で诖藸顟B(tài)下電梯運(yùn)行，便會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題。

4 電梯減振措施要點(diǎn)

4.1 電氣系統(tǒng)調(diào)整

因?yàn)殡姎庖蛩卦斐傻碾娞菡駝?dòng)問(wèn)題，工作人員需要做好前期安裝施工以及后期維護(hù)保養(yǎng)的雙重工作，對(duì)供電電源、接地線裝置、控制板、接觸器輸入輸出端、信號(hào)線以及控制線布線方式等進(jìn)行詳細(xì)檢查，并合理選型編碼器與變頻器，最大程度上來(lái)消除電梯運(yùn)行的共振問(wèn)題。同時(shí)，工作人員也可以對(duì)曳引機(jī)減速器以及旋轉(zhuǎn)編碼器軸向連接弧度進(jìn)行調(diào)整，并選擇應(yīng)用接地性能良好的屏蔽線，作為旋轉(zhuǎn)編碼器硬件接線，確保旋轉(zhuǎn)編碼器脈沖輸出數(shù)具有較高的準(zhǔn)確度，可以如實(shí)反映出電梯曳引機(jī)轉(zhuǎn)速信息，保證控制板接收到的反饋信息可靠，通過(guò)對(duì)反饋信息的分析，正常驅(qū)動(dòng)變頻器工作。

4.2 機(jī)械問(wèn)題優(yōu)化

面對(duì)機(jī)械因素造成的振動(dòng)問(wèn)題，相關(guān)部門需要對(duì)電梯機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，有效控制振動(dòng)系統(tǒng)的共振速度，并對(duì)磨損程度較大的蝸桿渦輪及時(shí)進(jìn)行更換，定期對(duì)各零部件進(jìn)行潤(rùn)滑保養(yǎng)，尤其是導(dǎo)靴導(dǎo)軌的安裝與維護(hù)，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)曳引機(jī)直徑進(jìn)行調(diào)整，消除存在的各種隱患。其中，要重視鋼絲繩對(duì)電梯運(yùn)行的重要性，在安裝階段做好鋼絲繩張力的調(diào)整，減小電梯共振，提高其運(yùn)行安全性。

4.3 安裝維護(hù)優(yōu)化

想要減少電梯振動(dòng)問(wèn)題的發(fā)生，需要從根源上來(lái)控制振源，例如應(yīng)用流水線性的氣動(dòng)格局轎廂，來(lái)減小電梯通道內(nèi)轎廂和空氣之間的摩擦，以求減小電梯振動(dòng)幅度。在正式安裝前，應(yīng)將轎廂平放在平面上，檢查轎廂重心，以及各部件，確定其不存在任何隱患后才可按照要求安裝。并且在運(yùn)行一段后，安裝人員還需要針對(duì)曳引輪、鋼絲繩等進(jìn)行潤(rùn)滑保養(yǎng)，減少各部件之間的摩擦。另外，定期對(duì)加固螺絲進(jìn)行檢查，確定其是否存在松動(dòng)問(wèn)題，并對(duì)磨損嚴(yán)重的部分進(jìn)行更換，排除此類因素帶來(lái)的不良影響。

5 結(jié)束語(yǔ)

電梯作為現(xiàn)在常見(jiàn)的垂直運(yùn)輸工具，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到建筑工程中，對(duì)提高生活質(zhì)量具有重要意義。基于電梯運(yùn)行原理和特點(diǎn)，安全性與可靠性是重點(diǎn)研究的內(nèi)容，存在部分電梯在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)較大振動(dòng)問(wèn)題，需要提高對(duì)此方面的重視，基于專業(yè)角度來(lái)進(jìn)行深入研究，掌握電梯振動(dòng)機(jī)理的同時(shí)，根據(jù)不同原因造成的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，爭(zhēng)取從根本上來(lái)消除存在的隱患。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬海麟.解析電梯運(yùn)行時(shí)轎廂振動(dòng)的原因[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2017（08）：19-20.

[2]王祥.電梯運(yùn)行振動(dòng)原因及減振方法探討[J].住宅與房地產(chǎn)，2016（06）：20+28.

[3]林凡.淺析電梯運(yùn)行異常振動(dòng)成因及預(yù)防[J].廣東科技，2014，23（12）：183+171.

[4]徐浩.關(guān)于電梯運(yùn)行振動(dòng)的研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2014（05）：12-14.

[5]陳祥.電梯運(yùn)行振動(dòng)淺析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2012（Z1）：60-62.

[6]楊頌.電梯運(yùn)行振動(dòng)淺析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2012（07）：85-87.endprint