电梯运行振动原因分析及应对方式探讨

2019-01-16叶健

中国设备工程 2019年16期

叶健

（杭州市特种设备检测研究院，浙江杭州 310000）

在社会经济不断发展的背景下，当今电梯使用也更加广泛，出现了很多电梯种类，不同种类电梯的性能也存在着一定差异，但无论是哪种电梯，都要在设计阶段控制好电梯的振动频率、运行速度等要素，确保电梯运行安全系数达到指定标准。电梯作为一种大型的复杂电气设备，其运行需要一套复杂的系统驱动，再加上电梯运行环境恶劣，受到外部因素影响相对较大，容易产生振动问题。电梯振动会直接影响电梯运行的可靠性、安全性，需要管理部门找出电梯振动发生的原因，并采用针对性处理措施，降低电梯的振动频率，保证电梯的运行安全和乘客舒适度。

1 电梯振动相关阐述

通过对电梯运行机理进行分析可知，主要是通过曳引设备旋转驱动带动轿厢升降，所以无论是哪种振动，都与电梯曳引机有一定联系，通常是在曳引机工作中被迫振动。电梯是垂直运输工具，考虑到电梯是特种设备，为了保证电梯的运行安全，要严格按照电梯相关技术标准进行安装和调试，做好各个环节的维护工作，从而确保电梯运行的平稳性、安全性。在分析电梯振动问题时，还要关注电梯的安装、调试，这些都与电梯振动有着直接关联。导致电梯振动的因素如下。

1.1 安装调试误差

电梯安装调试误差会直接造成电梯振动，也就是电梯部件位置公差问题，包括曳引机、导轨、轿厢、对重、钢丝绳等出现了偏差，超出了标准范围内。通常可以通过后期调整工作减小偏差问题，此时，电梯振动情况也会得到缓解。因为调试不当造成的振动因素有：（1）三相电源电压中调速器输出的三相电压不稳定；（2）动力矩不稳定等。针对这两个问题一旦确认是调整不当，需要立即重新调试。

1.2 质量问题

如果电梯某个部件出现了质量问题，则很有可能出现振动情况，包括部件形状公差、尺寸公差等，如蜗轮蜗杆减速器、曳引电机转子、速度编码器、轴承等，这些设备、部件一旦出现较大公差，会直接加剧电梯振动。所以，要从根本上保证电梯设备质量和部件精度，严控质量公差，缓解电梯振动过激问题。

2 造成电梯运行振动的原因

2.1 电气方面

（1）编码器问题。如果编码器在运行中出现异常，会直接造成电梯运行偏差和振动。在电梯交流变频调压调速测试中，如果电梯的曳引机、曳引轮、旋转编码器轴向控制不当或牢固性不足，都会导致同轴偏差，此时，旋转编码器所采集到信息数据和理论数据信息相差较大，控制主板难以判定信号反馈精度，变频器驱动会按照错误信息运行，从而产生电梯运行振动问题。

（2）测速反馈干扰。在测速设施安装中，如果传动轴面均匀性不足，则会造成径向脉动情况。同时，轴向安装中产生了较大偏差问题、没有筛选反馈信息、使用普通线缆等，都会对测速设施造成负面影响，无法对曳引机转动频率给予正确的信息反馈，最终造成控制面板获得错误信息，电梯实际运行不符合标准要求，导致电梯产生了振动问题。

2.2 机械原因

（1）导靴磨损与润滑方面。轿厢之所以可以固定在导轨上，是因为导靴可以固定轿厢，并且让轿厢在井道内上下移动，避免轿厢在实际运行中产生偏斜。导靴上有油杯，其中的润滑油可以润滑导轨表面，降低靴衬和导轨的摩擦力，提升使用寿命。但随着导靴长时间运行或长时间润滑不足，则会加剧靴衬和导轨的摩擦阻力，加剧轿厢晃动。

（2）蜗轮蜗杆磨损。曳引机是重要的驱动设备，是通过蜗轮蜗杆啮合实现动力传递、增加扭矩、降低转速。在电梯长期运行中，蜗轮蜗杆由于反复持续的啮合，会增加齿轮箱的温度，再加上齿轮上的油使用时间过长，出现凝固、变质情况且没有及时更换。这些问题都会增加蜗轮蜗杆的磨损速率和冷却效率，磨损严重会降低啮合顺畅性和传动精度，蜗轮蜗杆此时会振动，并通过钢丝绳、曳引轮传递给轿厢，造成轿厢振动。

（3）钢丝绳振动。虽然电梯在安装和调试中就设定了承载上限，理论上轿厢（包括乘客和货物等）重量不会超过钢丝绳承载性能。但由于钢丝绳长期运行会受到磨损和应力损耗，额定承载性能会逐渐下降，如果不及时调整电梯承载上限，有可能轿厢实际重量超出钢丝绳承载重量，钢丝绳超负荷运行会进一步加剧磨损，严重时会造成事故。很多老化钢丝绳缺乏张力、韧性，长期受力过度就会与电梯发生共振问题。此外，钢丝绳摆动幅度大、钢丝绳清洁度低等情况，都会产生共振现象。

2.3 轿厢方面

电梯在启动时，因为轿厢侧与对重侧的重量差，总系统存在一个势能负载。为了平滑启动，控制系统会结合整个系统的固定参数，以及当前轿厢载荷，计算出一系列的启动补偿力。桥厢尺寸与结构以及硬度、刚度不合理，在电梯运行时，轿厢壁会比较接近于系统的固有频率，于是就会出现共振。如果桥厢较重，那么就会加大其运行时的惯性，从而造成系统的动态偏差。与此同时，一些桥厢底部具有不科学的结构设计，设置的防震设施非常少，这样在电梯停止的刹那间就会产生太大的电梯桥厢接触，在碰撞的作用下，就会产生振动，从而极大地降低电梯的舒适度。

3 电梯振动的应对措施

3.1 调整电梯系统

电气系统造成的电梯振动问题方面，重点是要做好前期安装调试工作和后续维护工作。详细检查电源、接地装置、控制板、接触器（输入输出）、控制线、信号线等环节，针对电梯规格、型号科学选择变频器、编码器，这样可以从根本上降低电梯振动情况。同时，一旦因为电气系统造成电梯运行振动问题，需要对曳引机减速器、旋转编码器轴向连接弧度进行调整，采用接地性能较好的屏蔽线，旋转编码器接线必须要保证质量，这样才能够提升旋转编码器脉冲输出数的精度，正确反映电梯转速信息，保证控制板接受信息的可靠性，加强电梯运行控制质量。

3.2 优化机械问题

（1）导靴与导轨方面。加强日常电梯检测工作，分析导靴、导轨的运行状态，检查靴衬和导轨之间润滑度是否达标，确保接触表面有足够的润滑剂。在日常检查中，如果发现二者接触面润滑剂出现了凝固或污染情况，要立即清除和更换。调整导靴和导轨之间的间隙，如果出现了导靴变形问题，在无法调整的情况下要更换导靴。此外，导轨平行度、垂直度也会造成振动问题，需要定期检测，观察导轨表面是否足够光滑、有无锈蚀问题，特别是导轨拼接位置是否有凸起。这样即可保证轿厢处于良好的运行环境中。

（2）调整制动器。电梯在运行中需要反复地启停，长期以往，势必会造成制动闸瓦磨损问题，同时制动器在反复启停过程中，铁芯也会受到不同程度的磨损和卡阻，如果铁芯性能不足需要及时更换。制动闸瓦如果磨损较为严重，也要将其更换，之后调整制动臂，保证制动轮和制动闸瓦之间保留一定孔隙。此外，还要对制动弹簧性能进行检测，确保预紧力达标。这样制动器即可处于良好的运行状态中，避免带闸运行。

3.3 曳引装置

（1）钢丝绳调节。保证电梯钢丝绳的质量、柔韧性、耐磨性符合使用标准，同时采取相关措施控制钢丝绳摆动幅度，要与弹簧性能保持一致。电梯安装人员在电梯安装中做好检验工作，使用瘫痪称测量，根据电梯使用要求调整钢丝绳，保证钢丝绳张力不超过标准张力参数的5%，这样即可保证钢丝绳的受力条件，减少因为钢丝绳问题造成的振动问题。同时，针对钢丝绳使用年限，每年要对钢丝绳拉力进行检测，如果拉力不达标要更换钢丝绳，根据电梯不同的运载条件通常在3～7 年更换一次。为了避免钢丝绳应力不足带来的风险，需要管理人员对电梯运行状况进行实时跟踪检查，及时发现问题，及时解决问题。

（2）轿厢检查。电梯振动大部分都是因为曳引系统，这就要从根源上解决问题，对于流水线性气动格局轿厢，需要减少井道内轿厢、空气之间的摩擦，从而减少电梯振动量。在电梯安装前，要检查轿厢重心和各个部件质量、安全性，全都达标后再安装。在曳引系统安装完成后，定期对曳引轮、钢丝绳进行润滑保养，减少运行摩擦量。定期检查螺栓等连接、紧固装置性能，如有松动立刻紧固，磨损严重的部件给予更换，从而降低不良影响。