电梯运行阵动原因及减阵方法

王维国 王儒斌

【摘 要】随着电梯运行要求的不断提高，研究其振动原因及减震方法凸显出重要意义。本文首先对相关内容做了概述，从多方面分析了电梯运行中共振原因。并在结合实践经验的基础上，研究了电梯减振原理及措施。

【关键词】电梯运行；阵动原因；减阵方法

一、前言

作为电梯运行中经常出现的状况，其振动问题在近期得到了有关方面的高度关注。研究电梯运行振动的原因及减震方法，能够更好地保证电梯运行的实际效果，从而优化电梯的设计和适用。本文从概述相关内容着手本课题的研究。

二、概述

近年来，电梯被广泛的應用在各个建筑物中它给人们提供方便服务的同时，也存在着一定的危险性，电梯运行时产生振动的原因是多方面的。因此，我们要加强电梯运行振动原因及减振方法的探讨，保证电梯安全、平稳、舒适地运行。

近年来，随着经济建设的发展和人们生活水平的提高，电梯在现代化高层建筑中得到广泛应用。随着电梯越来越普及，当今人们乘坐电梯不仅要安全快捷，而且对电梯乘坐舒适感的要求也越来越高。但电梯运行中的振动现象却比较普遍存在，这种现象的存在直接影响着电梯运行的舒适性。导致电梯振动产生的原因是多方面的，据检测表明，由机器、导轨、导靴、钢丝绳、轿厢悬吊及平衡、轿厢共振以及电气控制带来的振动是最主要的。

当今社会，随着高楼大厦的逐渐崛起，电梯已经越来越成为人们生活中不可或缺的一部分，而电梯系统的振动程度是电梯舒适度的重要评价指标。尽管大多数情况下电梯的振动幅度较小，不会对乘客构成健康威胁和安全威胁，但当电梯振动达到一定程度时，仍会引起乘客的不适与恐慌。因此对引起电梯系统振动问题的机械因素分析，从理论上指出电梯制造、安装、改造、大修、维修等过程中应注意的问题，对优化电梯质量有着极其重要的作用。

从电梯的整个运动系统来看，造成电梯在运行的时候产生异常振动的主要来自于电梯的曳引机--轿厢--对重系统，由于其在自身运行振动的作用下而产生了一定的相应受迫振动。通常来说，曳引机的系统是电梯运行产生异常振动的主要振动源。在电梯运行的时候，当曳引机工作而产生的激振频率和曳引机其本身所具有的系统频率比较接近或者是相等的时候，就会引起共振现象的发生，从而使电梯在运行的时候其振动的幅度逐渐的变大，这就对电梯在运行时的平稳性和舒适性都产生了很大的影响。从另一方面来说，作为电梯承载运行主体的轿厢，其一般情况下都是由钢丝绳进行牵引从而形成了一个可以上下不断进行运动的弹性系统，当其系统的固有频率与曳引机的激振频率比较接近的时候，也同样会使电梯系统在运行时发生异常振动。

三、电梯运行中共振原因分析

在正常情况下当电梯的振动累积到一定的量值时恰好此时的振动频率介于人的敏感频带时会使乘座者感受到十分明显的难受感。但是，这些也不足达到影响乘用者的人身安全及身体健康。究其原因这些共振的产生主要是由于电梯在运行的过程中的某些部件摩擦所产生的低频共振或者是系统设备的旋转造成的。

曳引机在旋转过程中的脉动是轿厢振动的振源其最常见的振动发生根源主要来源于轿厢的机械运动，曳引机在工作时电机的高速运转时其转速约在额定转速时轿厢的振动表现十分明显，其中曳引机传动部分的蜗轮蜗杆组装啮合不好也同样会产生一定大的振动，造成电梯运行中振动的主要因素有以下几方面：

1.产生噪音的周期振动

电梯作为运载工具在运行过程中由于物体固有频率接近时以及振动的频率时就产生了共振现象，曳引机的结构系统会形成为一个弹性系统，这在曳引机通过曳引绳传至轿厢产生的振动中最为常见。一些运动部件会变成为激振源产生自己的固有振动频率并且产生了激振力频率。电梯将旋转运动转化为往复上下运动当两种频率相等或接近时就会产生共振，也是电梯的主要运动形式是激振力频率的产生源。在某些运动长度范围内在机房所感受到的振动与轿厢中所听见与感受到的振动相差甚远，在某些楼层范围内这种振动在传输过程中也能够产生共振。共振现象可以通过改变系统的刚度和改变系统固有频率以及改变激振频率来进行消除。在电梯的额定速度范围内进行主速度的合理调整是避免电梯产生共振的一种行之有效的简便方式，在整个电梯轿厢的半载范围电梯在运动至行程中段时的速度控制在大于额定速度的92%最为适宜。

2.导靴与导轨

电梯下行起动时人在轿厢内明显地感受到了突然的振动最直接原因是导轨表面润滑状况不好，分析这种振动还可能来自于电梯导靴方面的原因，其次是导靴损坏可更换导靴或添加适量的润滑油，再有就是导轨安装不好也可使电梯产生水平振动，其十分重要的原因是轿厢导轨接头的间隙和导轨安装的垂直度不符合规范的要求。因此，电梯导轨安装误差应控制到规范要求的最低限度在导轨制造与安装、架设时应有严格的质量控制措施。

3.抱闸间隙

这种故障可能原因有：控制器有关参数不合适抱闸间隙调整不太好，抱闸时间与停车时间不一致，闸瓦与制动轮间间隙过小或过大以及起动的曲线太陡或调速器减速时间太长等原因。解决此问题时可采取以下措施：首先将调速器有关参数重新设定抱闸间隙调整合适；检查和调整控制器的技术参数。

4.电气因素

（一）电动机

当电机的定子和转子同轴度偏差较大时，由于偏心作用就会产生不平衡的单边磁拉力，从而引起电梯的运行振动。此外，电机各相回路阻抗不平衡所产生的负序旋转磁路也会造成振动。这种现象常见于匝数不一致或绕组重绕修复时工艺不良的电动机上。

（二）拖动和控制系统

由拖动和控制系统所造成的电梯运行振动主要有以下几种：三相电源电压或调速器输出三相电压（三相电流）不平衡；速度反馈器件线路敷设不合理而受到干扰；调速器速度调节响应滤波时间选择不合适；调速器中调节器P值过大，I值过小；调速器称重补偿锁定信号不稳定；调速器给定信号不稳定或受干扰。

四、电梯减振原理及措施

电梯系统的振动是影响其动态舒适性的主要因素，如何通过经济的技术方法有效地降低电梯的振动水平，成为当今各大电梯公司关注的焦点。从振动产生的根源看，电梯的振动控制从振源、传递路径、被控对象等三个角度加以考虑。

1.抑制振源

减小曳引机的转速和转矩的波动；减小绳轮的偏心；提高导轨的加工质量和安装质量等。

2.被动隔振

被动隔振的基本思想就是调整动力学系统弹性环节的刚度，以使系统的固有频率避开系统的激励频率，降低传递到轿厢的振动的传递率；调整动力学系统的阻尼环环节，增大系统对人体敏感频率段振动能量的耗散能力。从技术和经济性考虑，这一类方法在电梯系统中应用最为广泛。

在电梯的被动隔振设计中，应该重点考虑以下几个方面。

导靴型式与参数选择，如靴衬材料的强度、刚性、韧性、摩擦系数等；合理选择绳头弹簧、轿厢防振橡胶、承重梁结构形式和尺寸等；曳引钢丝绳张紧力的均匀分配。

3.减振措施經济性及可行性分析

（一）功能参数

功能参数主要是为了实现电梯的功能性和安全性而在设计时确定的参数，一般是不可调或调动的范围非常有限。如曳引轮直径、转速等。

（二）噪声参数

噪声参数是指在电梯制造、安装和调试过程中，由于一些不可控因素而引入的电梯的随机偏差。如曳引轮及导向装置的制造安装误差等，这些因素一般是不可控的，必须以很大的代价才能减小其影响。

（三）可调动力学参数

可调动力学参数是指不影响电梯安全性和功能性的具有较大选择范围的参数。一般指曳引机底座橡胶、轿底橡胶、绳头弹簧、轿顶轮弹簧/橡胶、对重轮弹簧/橡胶等。

从振动产生的根源看，电梯的振动控制可从振动的振源、传递路径、被控对象等三个角度加以考虑。但出于减振方法可操作性和经济性考虑，一般是从电梯具体动力学特性的角度，调节可调动力学参数，从而改变电梯系统的振动特性，达到减小振动的目的。

目前在国内外的研究中，一般忽略了曳引机系统激振源和导靴系统对电梯轿厢垂直和水平振动的交叉耦合影响，而是理想认为曳引机系统是电梯垂直振动的激振源，导轨导靴系统是电梯振动的水平激振源。

五、结束语

通过对电梯运行阵动原因及减阵方法的相关研究，我们可以发现，引起电梯振动的原因是多方面的，有关人员应该从电梯运行的客观实际出发，在掌握现有有利条件的基础上，研究制定最为符合实际的减震方法。

参考文献：

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