电梯运行振动原因及减振措施探讨

李涵

摘 要：总结经验对振动原因进行分析，然后从专业角度出发，采取可靠措施进行减振处理，确保其可以维持在最佳运行状态，消除一切安全隐患，减少各类安全事故的发生。文章对电梯运行振动原因进行了简单分析，并提出了有效减振措施。

关键词：电梯；振动原因；减振措施

中图分类号：TU857 文献标志码：A 文章编号：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

在技术水平不断提高的背景下，现在可选择的电梯形式较多，相互之间性能存在一定差异，但均需要在设计阶段重点做好其振动频率、速度变化等要素控制，使评价电梯质量的重要技术指标。电梯运行需要一个非常复杂的系统作为支持，再加上运行环境的特殊性，受外部因素影响较大，经常会出现振动问题。基于安全性与可靠性角度分析，需要确定振动发生原因，然后采取可靠措施处理，降低振动问题产生的频率，消除存在的安全隐患。

1 电梯振动机理

1.1 振动分类

电梯运行方式比较简单，即利用曳引机的旋转运动，维持轿厢进行垂直上下运动，这样也就确定电梯振动的源头为曳引机旋转运动，以及在其激励下产生的受迫振动。电梯是现在主要的垂直运输工具，基于其运行方式的特殊性，为保证其达到预设目的，需要严格按照专业标准来进行安装和调试，并且将各项维护工作落实到位，确定其可以正常使用[1]。在对电梯振动问题进行分析时，还需要兼顾电梯安装、调试误差，以及质量误差方面的因素。

1.2 振动因素

1.2.1 安装调试误差。安装误差造成的电梯振动，即电梯部件位置公差，包括导轨、曳引机、对重、轿厢、钢丝绳等安装位置偏差较大，超出最大允许值。一般通过后期调整，缩小位置偏差，便可降低甚至消除此类振动[2]。调试不良造成的振动，包括三相电源电压后者调速器输出三相电压不平，以及动力矩调整不当等，需要在发现问题后重新调试。

1.2.2 质量误差。质量误差是造成电梯振动的重要因素，主要原因是电梯部件制造质量误差，如形状公差、尺寸公差等，常见的如蜗轮蜗杆减速器、曳引机电机转子、速度编码器以及轴承等。需要从根本上来提高电梯部件制造精度，将公差带缩小到允许范围内，消除电梯振动隐患。

2 电梯振动频率

对电梯振动原理进行分析，可从振动频率和振动幅度着手，对电梯运行振动信号进行FFT频谱分析。曳引机旋转运动是造成电梯振动的根源，电梯处于运行状态时，各部件受迫振动，当受迫振动频率接近于自身固有频率时，便会产生共振[3]。对电梯各旋转部件振动频率和自身固有频率进行分析，便可得到电梯各部件的振动情况。根据电梯旋转部件固有振动频率进行分析计算，得到：

2.1 曳引机固有振动频率

f曳=n/60=vi/πD曳

其中，n表示电动机旋转速度，单位r/min；v表示轿厢运行速度，单位m/s；i表示钢丝绳悬挂比；D曳表示曳引机曳引轮直径，单位m。

2.2 轿厢系统固有振动频率

计算时可将其简化成质量体与弹簧组成的系统，可的振动频率为：

其中，k表示曳引系统弹性系数；m表示轿厢系统质量。

2.3 主机承重系统固有频率

电梯安装时多会选择利用混凝土对电梯承重梁兩端进行固定处理，这样计算时可将承重系统看作为简支梁结构，主机为集中荷载，可得振动频率为：

其中，L表示电梯承重梁长度，单位m；R表示承重梁集中荷载，单位kg；J表示惯性矩，单位m4。

对电梯振动频谱进行分析，可以确定不同部件的振动状态，然后对部件振动的不同振幅对应振动频率进行计算，通过对电梯旋转部件振动频率以及电梯自身固有频率之间的比较，便可确定存在振动问题的电梯部件。最后再有针对性的对各振动部件进行深入分析，进行更深入的检查，采取有效减振方法手段应对处理，提高电梯运行安全性。

3 电梯振动原因分析

3.1 电气原因

3.1.1 编码器异常。如果编码器状态异常，会导致电梯运行时，出现位置偏差以及振动问题。通过交流变频调压调速测试，电梯如果在安装阶段对曳引机、曳引轮以及旋转编码器轴向控制不当，牢固性较低，往往会因为同轴度偏差而造成旋转编码器收集到的信号输出脉冲个数误差较大，使得控制主板无法准确判断反馈信号，进而不能对变频器进行驱动，电梯会出现振动问题[4]。

3.1.2 测速反馈干扰。在安装测速设施时，传动轴面均匀性比较差，会出现径向脉动。或者轴向安装存在较大偏差，以及未对反馈设施信号传输线进行筛选，直接应用普通线缆。上述原因均会对测速设施产生干扰，造成其无法对曳引机转动频率进行准确反馈，最终控制面板得到的反馈信号存在较大误差，影响其处理器对传送数据的判断，促使电梯产生振动。endprint

3.2 机械原因

3.2.1 弹簧垫圈。安装作业管理不严格，导致主机地脚螺母未按照要求加固弹簧垫圈，经过一段时间的运行后，就会出现松动问题，造成电梯运行振动。因此需要将其纳入到日常维护工作中，及时进行保养，在对曳引机组找平、找正后，拧紧地脚螺母，并对弹簧垫圈进行加固处理，避免在后期运行阶段出现松动[5]。

3.2.2 涡轮磨损。电梯运行一段时间后，涡轮轮齿将会出现不同程度的磨损，如果无法及时进行保养与更换，当齿间间隙超出1mm后，运行时便会出现强烈的撞击，造成电梯振动度增大。要求检修人员需要严格按照专业技术规范，对相关指标进行调整，经过空载与加载跑合后，要求蜗杆涡轮接触点沿着尺长与齿高均不得少于50%。尤其是对于齿间间隙超过1mm，以及齿轮磨损间度超过齿厚15%时，需要对蜗杆涡轮进行更换，保证齿轮具有良好的啮合性。

3.3 曳引装置

3.3.1 张力不均。如果电梯钢丝绳安装不规范，会造成其张力相差过大，这样电梯在启停时钢丝绳会出现明显的振动问题。这样就要求安装人员严格按照规范做好施工检验，可应用瘫痪秤进行测量，并根据要求来对钢丝绳张力进行调整，确保每个钢丝绳张力与平均数值之间的误差在5%以内，使其具有良好的受力，减少因钢丝绳异常造成的振动[6]。

3.3.2 变形扭曲。如果钢丝绳绳头隔振刚度不能均匀，存在过大或者过小的情况，再加上部件制作不精，均会对钢丝绳自身状态产生影响，情况严重的甚至会造成其变形扭曲，在此状态下电梯运行，便会出现振动问题。

4 电梯减振措施要点

4.1 电气系统调整

因为电气因素造成的电梯振动问题，工作人员需要做好前期安装施工以及后期维护保养的双重工作，对供电电源、接地線装置、控制板、接触器输入输出端、信号线以及控制线布线方式等进行详细检查，并合理选型编码器与变频器，最大程度上来消除电梯运行的共振问题。同时，工作人员也可以对曳引机减速器以及旋转编码器轴向连接弧度进行调整，并选择应用接地性能良好的屏蔽线，作为旋转编码器硬件接线，确保旋转编码器脉冲输出数具有较高的准确度，可以如实反映出电梯曳引机转速信息，保证控制板接收到的反馈信息可靠，通过对反馈信息的分析，正常驱动变频器工作。

4.2 机械问题优化

面对机械因素造成的振动问题，相关部门需要对电梯机械结构进行调整，有效控制振动系统的共振速度，并对磨损程度较大的蜗杆涡轮及时进行更换，定期对各零部件进行润滑保养，尤其是导靴导轨的安装与维护，根据实际情况对曳引机直径进行调整，消除存在的各种隐患。其中，要重视钢丝绳对电梯运行的重要性，在安装阶段做好钢丝绳张力的调整，减小电梯共振，提高其运行安全性。

4.3 安装维护优化

想要减少电梯振动问题的发生，需要从根源上来控制振源，例如应用流水线性的气动格局轿厢，来减小电梯通道内轿厢和空气之间的摩擦，以求减小电梯振动幅度。在正式安装前，应将轿厢平放在平面上，检查轿厢重心，以及各部件，确定其不存在任何隐患后才可按照要求安装。并且在运行一段后，安装人员还需要针对曳引轮、钢丝绳等进行润滑保养，减少各部件之间的摩擦。另外，定期对加固螺丝进行检查，确定其是否存在松动问题，并对磨损严重的部分进行更换，排除此类因素带来的不良影响。

5 结束语

电梯作为现在常见的垂直运输工具，已经被广泛的应用到建筑工程中，对提高生活质量具有重要意义。基于电梯运行原理和特点，安全性与可靠性是重点研究的内容，存在部分电梯在运行时出现较大振动问题，需要提高对此方面的重视，基于专业角度来进行深入研究，掌握电梯振动机理的同时，根据不同原因造成的问题进行调整和优化，争取从根本上来消除存在的隐患。

参考文献：

[1]马海麟.解析电梯运行时轿厢振动的原因[J].中国标准化，2017（08）：19-20.

[2]王祥.电梯运行振动原因及减振方法探讨[J].住宅与房地产，2016（06）：20+28.

[3]林凡.浅析电梯运行异常振动成因及预防[J].广东科技，2014，23（12）：183+171.

[4]徐浩.关于电梯运行振动的研究[J].中国高新技术企业，2014（05）：12-14.

[5]陈祥.电梯运行振动浅析[J].中国高新技术企业，2012（Z1）：60-62.

[6]杨颂.电梯运行振动浅析[J].中国高新技术企业，2012（07）：85-87.endprint