對電梯震動的初步分析及其解決方案

宋慶平

摘 要：在電梯的各個運行階段都可能產生震動，如起動、制動和電梯的平穩運行時都可能發生震動，其原因很復雜。想徹底解決震動問題，就需要先找出其根源。該文探討了電梯震動的類型，采用先進的測試儀器，分析了震動原因，提出了多種有效解決震動的技術方案。

關鍵詞：水平震動 ?垂直震動 ?高頻 ?低頻 ?阻尼 ?PMT

中圖分類號：TU857 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（b）-0046-01

隨著電梯保有量的增加，電梯的運行質量成為頗受關注的問題，其中的震動，尤為突出，先來看看電梯震動的外在表象：

（1）電梯剛啟動的加減速的階段不平穩，有突然向上或向下竄動的感覺。

（2）起動或停止的瞬間有“臺階”感。

（3）周期震動，轎廂內還伴有明顯的嗡嗡響聲，甚至腳下能感覺到轎廂震動。

從物體自由度的分類上，每個空間的自由物體，均有六個方向的自由度。由于電梯的轎廂是運行在兩列導軌之間的物體，可以簡化為具有X軸Y軸具有微量自由度，而Z軸具有較大自由的物體。

1 水平震動

1.1 分析

水平方向上的搖擺和震動，也就是平常所說的橫向震動，主要是由導軌的彎曲或導靴的不正常運動造成的，一般情況下，乘客只對其中的低頻震動較為敏感，當乘客垂直站立時會清楚的感到水平方向的低頻震動，但對此方向的高頻震動不是很敏感。在自由度上來分析，可以分為前后以及左右兩種，即X軸及Y軸方向。

1.2 電梯水平震動的影響因素

（1）滾動導靴的滾輪外形。（2）井道內部的結構形狀以及井道氣流。（3）乘客負載的變動和轎廂的靜平衡狀態。（4）轎廂速度運行的不均勻等。導軌接頭的臺階和間隙與導軌的不平行度和垂直度是電梯水平震動的重要原因。針對水平震動的研究，應針對導軌來進行。在轎廂的水平震動中，轎廂導靴也是其來源的一種，對于滾動導靴電梯，當導輪外緣有干擾或導輪外形不規則時，都會引發電梯震動。所以水平震動的主要根源在于：①轎廂在導軌之間的XY軸的靜態平衡是否合適。②轎廂導靴是否調整到位，彈簧壓力是否合適，間隙是否合適。③滑動導靴靴襯是否磨損嚴重，滾輪導靴輪體是否發生變形。④主副導軌的連接處是否有臺階超差。⑤隨行電纜和補償鏈是否彎曲變形導致受力不均勻。

2 垂直震動

垂直震動主要是由曳引輪或導向輪、反繩輪引起的，并且由鋼絲繩傳遞至轎廂。這種震動中的高頻部分，絕大部分被轎頂繩頭組合裝置或轎頂反繩輪隔震裝置以及轎底隔震裝置隔絕過濾掉了。垂直方向上的震動在自由度的范疇上，可算作Z軸震動，也可分為低頻震動和高頻震動，分界點是10 Hz，小于10 Hz的震動，是低頻震動;反之即為高頻震動。低頻震動的根源在于：（1）編碼器是否連接完好，編碼器線是否有被干擾。（2）變頻器中的電機參數是否合適。（3）對重導靴與導軌的摩擦是否滑動自如（4）主副導軌是否有足夠的潤滑（5）導向輪和反繩輪的圓柱度是否超差。經過多年的經驗總結和分析，筆者認為高頻震動的主要根源在于：（1）轎廂與轎架之間，鋼絲繩繩頭組合與轎架之間的減震橡膠的減震效果是否合適（2）變頻器中的PI基值是否合適（3）曳引機電機的軸承以及動平衡是否超差。另外加減速過程中的輕微震動的根源在于：（1）曳引機抱閘開閘時間，即時序的問題（2）曳引機抱閘閘襯和閘轂之間的間隙是否合適（3）對重導靴與對重導軌的摩擦力是否過大以及導軌的潤滑是否到位。同時，轎廂震動的根源在于：（1）轎壁是否和曳引機的震動產生了共震（2）轎廂上的零部件是否和井道內的零件有刮蹭（3）轎壁與轎底以及轎頂螺栓緊固件是否連接牢固。

3 電梯舒適感的衡量標準和測量方法

GB10058-1997對電梯舒適感的要求：（1）乘客電梯起動加速度和制動加速度最大值均不應大于1.5 m/s2。（2）當乘客電梯額定速度（v）1.0 m/s

下面是筆者經歷過的一個現場案例：經現場PMT測定，下行z軸震動數值較大，最大值可達到63.3，經分析，認為是曳引輪圓跳動誤差值是主要原因，所以更換了曳引輪，同時為徹底改善效果，將滑動導靴更換為滾輪導靴，并重新校正導軌的水平及垂直度，經過這些整改，再次運行效果得到了極大改善。

4 應對震動的解決方案

電氣解決方案：（以西威變頻器為例）（1）調整變頻器加減速參數：Travel/ Ramp profile。（2）電梯運行時的垂直震動除機械原因外，也可通過調節變頻器的一些參數來進行改善。高頻垂直震動可以調節，得以使電梯在高速運行時穩定，電梯高速時有波浪漂移感時，同樣可以調節Sdp P/I。需要注意比例增益過大，系統超調反而容易產生震蕩。在排除了以上因數的影響后，共震依然存在或垂直震動很差，就要考慮其他原因，可以作如下嘗試：（1）對轎廂加配重或增加吸震裝置，避開共振。（2）降低電梯速度，改變電梯整個系統固有頻率。（3）更換隔震類型導靴，采用鋼芯鋼絲繩。（4）增加對重返繩輪隔震橡膠，或對其他運動部件增加阻尼。

5 結語

對于電梯的減震，還可以引進汽車行業的一些辦法，比如說對電梯的減震系統優化，增加液壓阻尼;對曳引機還可采用優化線圈設計，改進制作工藝等方法來綜合處理震動問題。

參考文獻

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