電梯運行振動原因及減振措施探討

李涵

摘 要：總結經驗對振動原因進行分析，然后從專業角度出發，采取可靠措施進行減振處理，確保其可以維持在最佳運行狀態，消除一切安全隱患，減少各類安全事故的發生。文章對電梯運行振動原因進行了簡單分析，并提出了有效減振措施。

關鍵詞：電梯；振動原因；減振措施

中圖分類號：TU857 文獻標志碼：A 文章編號：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

在技術水平不斷提高的背景下，現在可選擇的電梯形式較多，相互之間性能存在一定差異，但均需要在設計階段重點做好其振動頻率、速度變化等要素控制，使評價電梯質量的重要技術指標。電梯運行需要一個非常復雜的系統作為支持，再加上運行環境的特殊性，受外部因素影響較大，經常會出現振動問題。基于安全性與可靠性角度分析，需要確定振動發生原因，然后采取可靠措施處理，降低振動問題產生的頻率，消除存在的安全隱患。

1 電梯振動機理

1.1 振動分類

電梯運行方式比較簡單，即利用曳引機的旋轉運動，維持轎廂進行垂直上下運動，這樣也就確定電梯振動的源頭為曳引機旋轉運動，以及在其激勵下產生的受迫振動。電梯是現在主要的垂直運輸工具，基于其運行方式的特殊性，為保證其達到預設目的，需要嚴格按照專業標準來進行安裝和調試，并且將各項維護工作落實到位，確定其可以正常使用[1]。在對電梯振動問題進行分析時，還需要兼顧電梯安裝、調試誤差，以及質量誤差方面的因素。

1.2 振動因素

1.2.1 安裝調試誤差。安裝誤差造成的電梯振動，即電梯部件位置公差，包括導軌、曳引機、對重、轎廂、鋼絲繩等安裝位置偏差較大，超出最大允許值。一般通過后期調整，縮小位置偏差，便可降低甚至消除此類振動[2]。調試不良造成的振動，包括三相電源電壓后者調速器輸出三相電壓不平，以及動力矩調整不當等，需要在發現問題后重新調試。

1.2.2 質量誤差。質量誤差是造成電梯振動的重要因素，主要原因是電梯部件制造質量誤差，如形狀公差、尺寸公差等，常見的如蝸輪蝸桿減速器、曳引機電機轉子、速度編碼器以及軸承等。需要從根本上來提高電梯部件制造精度，將公差帶縮小到允許范圍內，消除電梯振動隱患。

2 電梯振動頻率

對電梯振動原理進行分析，可從振動頻率和振動幅度著手，對電梯運行振動信號進行FFT頻譜分析。曳引機旋轉運動是造成電梯振動的根源，電梯處于運行狀態時，各部件受迫振動，當受迫振動頻率接近于自身固有頻率時，便會產生共振[3]。對電梯各旋轉部件振動頻率和自身固有頻率進行分析，便可得到電梯各部件的振動情況。根據電梯旋轉部件固有振動頻率進行分析計算，得到：

2.1 曳引機固有振動頻率

f曳=n/60=vi/πD曳

其中，n表示電動機旋轉速度，單位r/min；v表示轎廂運行速度，單位m/s；i表示鋼絲繩懸掛比；D曳表示曳引機曳引輪直徑，單位m。

2.2 轎廂系統固有振動頻率

計算時可將其簡化成質量體與彈簧組成的系統，可的振動頻率為：

其中，k表示曳引系統彈性系數；m表示轎廂系統質量。

2.3 主機承重系統固有頻率

電梯安裝時多會選擇利用混凝土對電梯承重梁兩端進行固定處理，這樣計算時可將承重系統看作為簡支梁結構，主機為集中荷載，可得振動頻率為：

其中，L表示電梯承重梁長度，單位m；R表示承重梁集中荷載，單位kg；J表示慣性矩，單位m4。

對電梯振動頻譜進行分析，可以確定不同部件的振動狀態，然后對部件振動的不同振幅對應振動頻率進行計算，通過對電梯旋轉部件振動頻率以及電梯自身固有頻率之間的比較，便可確定存在振動問題的電梯部件。最后再有針對性的對各振動部件進行深入分析，進行更深入的檢查，采取有效減振方法手段應對處理，提高電梯運行安全性。

3 電梯振動原因分析

3.1 電氣原因

3.1.1 編碼器異常。如果編碼器狀態異常，會導致電梯運行時，出現位置偏差以及振動問題。通過交流變頻調壓調速測試，電梯如果在安裝階段對曳引機、曳引輪以及旋轉編碼器軸向控制不當，牢固性較低，往往會因為同軸度偏差而造成旋轉編碼器收集到的信號輸出脈沖個數誤差較大，使得控制主板無法準確判斷反饋信號，進而不能對變頻器進行驅動，電梯會出現振動問題[4]。

3.1.2 測速反饋干擾。在安裝測速設施時，傳動軸面均勻性比較差，會出現徑向脈動。或者軸向安裝存在較大偏差，以及未對反饋設施信號傳輸線進行篩選，直接應用普通線纜。上述原因均會對測速設施產生干擾，造成其無法對曳引機轉動頻率進行準確反饋，最終控制面板得到的反饋信號存在較大誤差，影響其處理器對傳送數據的判斷，促使電梯產生振動。endprint

3.2 機械原因

3.2.1 彈簧墊圈。安裝作業管理不嚴格，導致主機地腳螺母未按照要求加固彈簧墊圈，經過一段時間的運行后，就會出現松動問題，造成電梯運行振動。因此需要將其納入到日常維護工作中，及時進行保養，在對曳引機組找平、找正后，擰緊地腳螺母，并對彈簧墊圈進行加固處理，避免在后期運行階段出現松動[5]。

3.2.2 渦輪磨損。電梯運行一段時間后，渦輪輪齒將會出現不同程度的磨損，如果無法及時進行保養與更換，當齒間間隙超出1mm后，運行時便會出現強烈的撞擊，造成電梯振動度增大。要求檢修人員需要嚴格按照專業技術規范，對相關指標進行調整，經過空載與加載跑合后，要求蝸桿渦輪接觸點沿著尺長與齒高均不得少于50%。尤其是對于齒間間隙超過1mm，以及齒輪磨損間度超過齒厚15%時，需要對蝸桿渦輪進行更換，保證齒輪具有良好的嚙合性。

3.3 曳引裝置

3.3.1 張力不均。如果電梯鋼絲繩安裝不規范，會造成其張力相差過大，這樣電梯在啟停時鋼絲繩會出現明顯的振動問題。這樣就要求安裝人員嚴格按照規范做好施工檢驗，可應用癱瘓秤進行測量，并根據要求來對鋼絲繩張力進行調整，確保每個鋼絲繩張力與平均數值之間的誤差在5%以內，使其具有良好的受力，減少因鋼絲繩異常造成的振動[6]。

3.3.2 變形扭曲。如果鋼絲繩繩頭隔振剛度不能均勻，存在過大或者過小的情況，再加上部件制作不精，均會對鋼絲繩自身狀態產生影響，情況嚴重的甚至會造成其變形扭曲，在此狀態下電梯運行，便會出現振動問題。

4 電梯減振措施要點

4.1 電氣系統調整

因為電氣因素造成的電梯振動問題，工作人員需要做好前期安裝施工以及后期維護保養的雙重工作，對供電電源、接地線裝置、控制板、接觸器輸入輸出端、信號線以及控制線布線方式等進行詳細檢查，并合理選型編碼器與變頻器，最大程度上來消除電梯運行的共振問題。同時，工作人員也可以對曳引機減速器以及旋轉編碼器軸向連接弧度進行調整，并選擇應用接地性能良好的屏蔽線，作為旋轉編碼器硬件接線，確保旋轉編碼器脈沖輸出數具有較高的準確度，可以如實反映出電梯曳引機轉速信息，保證控制板接收到的反饋信息可靠，通過對反饋信息的分析，正常驅動變頻器工作。

4.2 機械問題優化

面對機械因素造成的振動問題，相關部門需要對電梯機械結構進行調整，有效控制振動系統的共振速度，并對磨損程度較大的蝸桿渦輪及時進行更換，定期對各零部件進行潤滑保養，尤其是導靴導軌的安裝與維護，根據實際情況對曳引機直徑進行調整，消除存在的各種隱患。其中，要重視鋼絲繩對電梯運行的重要性，在安裝階段做好鋼絲繩張力的調整，減小電梯共振，提高其運行安全性。

4.3 安裝維護優化

想要減少電梯振動問題的發生，需要從根源上來控制振源，例如應用流水線性的氣動格局轎廂，來減小電梯通道內轎廂和空氣之間的摩擦，以求減小電梯振動幅度。在正式安裝前，應將轎廂平放在平面上，檢查轎廂重心，以及各部件，確定其不存在任何隱患后才可按照要求安裝。并且在運行一段后，安裝人員還需要針對曳引輪、鋼絲繩等進行潤滑保養，減少各部件之間的摩擦。另外，定期對加固螺絲進行檢查，確定其是否存在松動問題，并對磨損嚴重的部分進行更換，排除此類因素帶來的不良影響。

5 結束語

電梯作為現在常見的垂直運輸工具，已經被廣泛的應用到建筑工程中，對提高生活質量具有重要意義。基于電梯運行原理和特點，安全性與可靠性是重點研究的內容，存在部分電梯在運行時出現較大振動問題，需要提高對此方面的重視，基于專業角度來進行深入研究，掌握電梯振動機理的同時，根據不同原因造成的問題進行調整和優化，爭取從根本上來消除存在的隱患。

參考文獻：

[1]馬海麟.解析電梯運行時轎廂振動的原因[J].中國標準化，2017（08）：19-20.

[2]王祥.電梯運行振動原因及減振方法探討[J].住宅與房地產，2016（06）：20+28.

[3]林凡.淺析電梯運行異常振動成因及預防[J].廣東科技，2014，23（12）：183+171.

[4]徐浩.關于電梯運行振動的研究[J].中國高新技術企業，2014（05）：12-14.

[5]陳祥.電梯運行振動淺析[J].中國高新技術企業，2012（Z1）：60-62.

[6]楊頌.電梯運行振動淺析[J].中國高新技術企業，2012（07）：85-87.endprint