引起電梯振動及噪音的原因分析

梁曉　馬鵬

摘 要：該文通過機械和電氣兩個方面對電梯產生振動和噪音的可能原因進行分析，探尋存在此兩方面的各個潛在因素對電梯運行質量的影響，并提出相應的解決方案，為電梯工作者在日常工作中解決相關問題提供參考。

關鍵詞：電梯 振動和噪音 解決方案

中圖分類號：TU857 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（a）-000-02

近年來，由于不斷涌現的新技術、新工藝、新材料應用到電梯行業，加之設計制造水平的日趨成熟以及電梯安裝水平的提高，電梯的運行故障率逐漸降低，人們對電梯運行舒適感也即電梯的運行質量的關注和要求也在不斷提高。電梯正常運行時的加減速度、加速度變化率、振動加速度以及振動頻率是評價電梯承運質量的重要指標。根據國家標準GB/T10058-2009《電梯技術條件》中“3.3.5 乘客電梯轎廂運行在恒加速度區域內的垂直（Z軸）振動的最大峰峰值不應大于0.30 m/s2，A95峰峰值不應大于0.20 m/s2。乘客電梯轎廂運行期間水平（X軸和Y軸）振動的最大峰峰值不應大于0.20 m/s2，A95峰峰值不應大于0.15 m/s2”的規定，加減速度過大，乘客就會有“超重”或“失重”的感覺，加速度變化率（加加速度）或振動加速度過大，或者振動頻率在人體敏感頻帶內，乘客就會有頭暈、想嘔吐等不舒服的感覺，同時產生大量噪音。因此，一旦電梯出現上述情況，需及時找出原因，消除振動。該文通過對電梯振動和噪音的來源分析，為相關人員今后遇到振動和噪音問題時提供參考，提供一個思路。現場可以通過對以下振動和噪音來源的分析進行檢查，以降低或消除電梯的振動和噪音，改善電梯的運行舒適感。

1 電梯振動的來源分析

電梯是機電合一的大型復雜產品，機械部分相當于人的軀體，電器部分相當于人的神經。機與電的高度合一，使電梯成了現代科學技術的綜合產品。對于電梯的結構而言，傳統的方法是分為機械部分和電氣部分，因此，引起電梯振動與噪音的主要來源可以從機械系統和電氣系統兩方面

著手。

1.1 機械系統引起振動與噪音的主要因素

1.1.1 曳引機可能引起的振動與噪音

曳引機是曳引式驅動電梯的驅動部分，通過曳引機把電能轉化成機械能促使電梯上下運行。由于曳引機需要長時間高速旋轉、承受較大扭矩以及頻繁的制、啟動等，使得曳引機，特別是渦輪蝸桿式曳引機，在投入使用后成為振動和噪音源，究其原因，不外乎以下幾種成因。

（1）蝸輪副側隙過大，蝸桿剛度過低。

（2）電動機軸與減速器連軸器同軸度精度低。

（3）蝸輪與蝸桿間隙不合適。通常此種因素發生于在用電梯，由于蝸桿軸承磨損、徑向跳動增大。

（4）齒輪磨損太大，齒輪的壽命是由其磨損情況決定的，齒輪上的凹點會影響其磨損率。

（5）電磁制動器兩側間隙不均勻，造成運行時松緊不一致。

1.1.2 鋼絲繩可能引起的振動與噪音

（1）鋼絲繩的漲力

不同的鋼絲繩漲力會對曳引輪輪槽產生不同的壓力，使曳引輪各繩槽磨損不均勻，隨著時間的增長造成各槽節圓直徑不同，繩間相對滑移加劇，引起運行中的振動和噪音。同時也會降低曳引輪的使用壽命。

（2）鋼絲繩的扭曲

實驗證明由于安裝不當引起鋼絲繩扭轉會引起電梯的振動，要求確保每30 m鋼絲繩旋轉不超過一圈。

1.1.3 導軌可能引起的振動與噪音

（1）導軌的安裝

①精確的導軌安裝和良好導軌接頭會有良好的運行效果，特別是水平振動。因此導軌的直線度、軌距偏差與接頭平整度必須符合規范要求。

②導軌不應變形。安裝時發現導軌扭曲、變形、工作面有缺陷必須更換。

③導軌支架、壓板螺絲是否松動。

④油杯中必須加滿油但不能溢出。

（2）導靴的選擇和調整

①任何情況下調整導靴都需要正確的轎廂平衡的前提下進行。

②導靴型號的選擇和調整根據相關的技術文件。

1.1.4 避振系統可能引起的振動與

噪音

電梯在運行過程中，其自身結構系統會形成一個彈性系統，具有自身的固有振動頻率。而曳引機作為振源，在電梯運行時，會產生激振頻率，當兩者的頻率相等或接近時，系統便會發生共振現象。電梯振動系統分為曳引機和承重梁系統以及轎廂和曳引繩系統，其中任何一方的同有頻率與曳引機的激振頻率一致時，都會使電梯系統發生共振現象。曳引機的振動和噪音源通過鋼絲繩傳給轎架和轎廂，轎廂有可能產生共振引起振動和噪音。

（1）曳引機與承重梁系統

承重梁承受著電梯的全部懸掛重量和曳引機的重量。轎廂自重、載荷、對重重量、曳引機的重量、曳引繩重量、曳引機機架和導向輪重量等，這些重量的合力作用在承重梁上，使梁產生彎曲變形。橫梁產生撓度會有自己的固定振動頻率。此時若系統受外力作用，系統會發生振動。在極端情況下，當激振力的頻率接近或等于系統的固有頻率時，系統會發生共振。

①機房樓板厚度

（2）轎架與轎廂之間的隔離

轎廂的共振頻率取決于轎架和轎體的質量以及它們之間的彈性連接的強度。在轎架和轎體的系統中，振動頻率直接來源于轎廂加入負載后被壓縮的減振墊，因此可以通過改變空轎廂時減震墊的最小壓縮量的方法來防止有害的頻率。轎廂和轎架之間的減震墊壓縮量為3～5 mm。轎廂和轎架之間必須只能有減震墊連接，必須防止用任何機械和電子設備將其連接。

具體要求：不同的轎廂型號、額定負載使用減震墊的型號和數量是不同。減震墊的型號、數量以及安裝要求根據相關的技術文件；減震墊要均勻對稱擺放；空轎廂時減震墊的壓縮量為3～5 mm。

1.1.5 轎廂可能引起的振動與噪音

（1）由于轎廂壁板振動頻率與系統振動頻率相近，易產生共振。

（2）轎廂各零部件的螺栓連接或“U”型夾連接松動也容易造成轎廂的振動與噪音。

（3）轎廂未使用合適的減震材料或隔音材料。

（4）未嚴格按技術規范要求安裝各零部件以及減震元件。

（5）轎廂未平衡。

當轎廂的重心與導軌頂面中心不在同一直線上時，導靴受力不均勻會造成抖動。因此可采用如下兩種方式對轎廂進行

平衡。

①使用轎廂補償裝置

安裝轎廂平衡補償裝置在轎底，利用轎廂平衡裝置改變轎廂重心使轎廂達到平衡，這樣可以減少導靴的壓力。

②對角安放隨行電纜

當提升高度超過80 m，使用2根以上隨行電纜時，可以將隨行電纜對角安放，這樣隨行電纜的重量就不在額外增加給導靴

1.2 電氣系統可能引起的振動與噪音的主要因素

1.2.1 測速反饋的干擾

在電梯測速的閉環系統中一般采用光碼盤作為速度反饋信號，測速反饋信號不正常是導致系統振蕩和機械諧振的重要原因之一。

（1）編碼器與電動機連接不良，使反饋信號異常，引起電梯抖動；

（2）編碼器應注意清潔，灰塵遮擋會造成其接發脈沖不正常；

（3）編碼器應避免外力沖擊，盤片的扭曲、損壞都會使反饋信號不正常；

（4）編碼器連線布線要合理，地線和屏蔽線接線應可靠，避免外界干擾反饋信號。

1.2.2 由于諧波力矩造成電動機低速脈動，造成轎廂垂直振動，這種振動除了與系統的慣量有關系外還有如下因素。

（1）調節器中調節器P值過大，I值

過小。

（2）三相電壓的對稱性和三相電流的平衡性。三相壓輸出不平衡大于8%時，電機極易產生振動。

2 實例

現場檢查發現，該電梯主機沒有完全放在減震原件上，且減震原件已部分老化，如圖1所示。經調整及更換減震原件（如圖2所示），抖動現象明顯改善，噪音基本消失，經測試該電梯轎廂運行在恒加速度區域內的垂直（Z軸）振動的最大峰峰值下降為0.15 m/s2，A95峰峰值下降為0.11 m/s2，調整后效果十分明顯。

3 結語

該文通過對電梯機械和電氣兩方面的主要部件、參數進行討論，分析電梯運行過程中存在的可能產生振動及噪音的潛在因素，給出部分解決意見，為電梯安裝、維保過程中出現類似問題提供參考，特別對于安裝過程中容易出現的問題，以后在使用過程中很難調整，因此，應提前做好這方面的工作。通過對振動和噪音來源的分析進行檢查，以降低或消除電梯的振動和噪音，以改善電梯的運行舒適感。

參考文獻

[1] 梁曉等.電梯運行中由共振所引起噪聲及振動的分析[J].中國電梯，2010（13）.

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