電梯運行共振原因及解決措施

石 莉，朱 垚，關 岳

（北京市海淀區特種設備檢測所，北京 100083）

0 引言

城市建筑向高空發展，電梯已經成為高層建筑中的常見設備，也是在人們生活中出現頻率較高的運輸設備，對提高人們生活質量以及出行便捷具有積極意義。近些年，因為電梯故障而出現的安全事故頻發，引起人們對電梯安全的高度重視。要保障電梯運行安全，必須及時對電梯進行檢測，排除安全隱患。電梯運行共振是電梯的常見故障，是電梯在運行過程中產生的一種比較明顯的振動聲音，一旦出現電梯運行共振，除了會對乘客造成乘坐體驗不佳，還會對電梯的構件造成損傷，從而引發安全事故或影響電梯的使用壽命。

1 電梯相關知識

電梯是服務于規定樓層的固定式升降設備，是集機、電、電子技術一體化的裝備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15°的剛性導軌之間。轎廂尺寸與結構便于乘客出入或裝卸貨物。其機械部分好比是人的軀體、電氣部分相當于人的神經、微機控制部分相當于人的大腦。各部分密切協同，使電梯能可靠地運行。電梯一般由其所依附的建筑物和不同功能的8 個系統組成，分別為：曳引系統、導向系統、轎廂、門系統、平衡系統、電力拖動系統、電氣控制系統和安全保護系統。電梯的基本要求是：安全可靠、方便舒適。電梯的安全性和可靠性是一個系統工程，由設計、制造、安裝、維護各個環節和元器件的可靠性來保證。舒適主要是人的主觀感覺，故一般稱為舒適感，主要與電梯的速度變化和振動有關[1]。

2 電梯運行時產生共振的原因

2.1 導軌和導靴引起的共振問題

導軌和導靴作為電梯導向系統的組成部分，如果導軌和導靴出現問題，那么很可能會導致電梯在運行中產生共振情況，嚴重的會影響電梯運行的安全性及穩定性。由導軌與導靴因素對電梯產生共振的影響大致有以下幾個方面：

（1）由安裝產生的影響，當電梯安裝結束后，需要對平衡方向和電梯垂直方向按照承建標準與實際運行需求，進行合理的矯正，以保證電梯運行更加穩定，然而在電梯安裝實際過程中，卻容易出現忽視矯正的情況，導致出現導軌偏移問題，進而引發電梯共振。

（2）導軌與導靴表面的潤滑能力不強，在運行過程中很容易出現表面摩擦現象，使轎廂運行的水平振動明顯增大。

（3）磨損。導靴在長期的使用中，由于維護保養不到位、檢修不及時，使導靴磨損嚴重，電梯在運行中阻力增大，電梯運行系統不穩定，從而引發電梯故障，導致電梯運行共振的情況發生。

由此可見，導軌、導靴安裝不嚴謹也是導致電梯運行共振的原因之一。

2.2 曳引機和鋼絲繩引起共振原因

電梯運行共振主要是曳引機和鋼絲因素導致的，這種成因較多，電梯曳引鋼絲繩承受著電梯全部的懸掛重量，并在運轉時繞著曳引輪、導向輪或反繩輪單向或交變彎曲，鋼絲繩在繩槽中也承受著較高的擠壓應力。

（1）曳引機。每一臺電梯都對應著一臺曳引機，電梯曳引機通常由電動機、制動器、減速箱、機架和曳引輪、盤車手輪等組成。若潤滑油注入量不足則會導致曳引機蝸輪和蝸桿磨損嚴重，進而出現由潤滑油不足而引發的運行過程中曳引卡頓，從而造成電梯運行共振。如果沒能得到及時處理，嚴重時會出現電梯驟停或墜落的情況，威脅乘客的生命安全。此外，外力沖擊也是導致共振的原因之一。

（2）曳引輪的磨損。曳引輪是直接傳動鋼絲繩的部件，要承受轎廂、負載、曳引機、對重等運動裝置的全部動、靜載荷，因此要求其具備強度要求大、韌性好、耐磨損、耐沖擊的特性。

電梯在運行中，鋼絲繩與繩槽相互作用引起繩槽的磨損是正常的，但若磨損過快，尤其是各繩槽不均勻磨損時，不但會影響曳引輪的壽命，還會造成電梯運行的不平穩。造成磨損的因素很多，在曳引輪方面主要有材質及其物理性能，尤其是輪槽材質的均勻性、槽面硬度的差異以及節圓半徑不一和輪槽形狀偏差。在載荷方面主要是載荷過大造成鋼絲繩張力過大，曳引輪兩側鋼絲繩的張力差過大和各鋼絲繩之間的張力偏差等。

在材質正常時，鋼絲繩對曳引輪的徑向力也就是繩在槽內的比壓與繩槽的磨損幾乎成正比。比壓是由鋼絲繩的張力形成的，所以各鋼絲繩的張力不一，使各槽的比壓不同，就會造成不均勻的磨損。另外各槽的節圓直徑不同，使各鋼絲繩的曳引速度也不相同，運行時部分鋼絲繩在槽中產生滑動，使繩槽的磨損加劇。所以電梯安裝后鋼絲繩的張力必須認真調節，各繩的張力差要嚴格控制，而且曳引輪各槽節徑的相對誤差一般應不大于0.10 mm[2]。

（3）曳引鋼絲繩受力情況。在對電梯轎廂的提升過程中，如果存在一方受力不均的情況，就會導致向一方偏離，出現失衡情況，造成曳引鋼絲在受力處出現磨損現象，進而導致電梯在運行過程中產生共振。

（4）曳引鋼絲繩材質。曳引鋼絲繩應有較高的強度、撓性和耐磨性。若選用的曳引鋼絲繩材質是較硬的繩索，其整體柔韌性不夠，在電梯運行的時候，自身無法完成減壓動作，電梯在運行中就會出現運行振動。

2.3 對重與補償裝置引起的共振

（1）對重裝置。對重裝置是曳引驅動不可缺少的部分，它還平衡轎廂的重量和部分載荷重量，減少了曳引機功率損耗。對重裝置位于井道內，通過曳引繩經曳引輪與轎廂連接。在電梯運行過程中，對重裝置通過對重導靴在對重導軌上滑行，起到平衡作用。若對重裝置導靴出現磨損嚴重或安裝不牢，在運行過程中同樣會帶動轎廂產生共振。

（2）補償裝置。電梯在運行時，轎廂側和對重側的鋼絲繩及轎廂下隨行電纜的長度不斷變化。

為減少電梯運行中由鋼絲繩和隨行電纜長度變化造成的曳引輪兩側的張力差，提高曳引質量，可以采用補償裝置來補償上述的張力變化。補償裝置的形式有：補償鏈、補償繩、補償纜。

補償鏈：為了減少運行時鏈節之間摩擦和碰撞產生的噪聲，常在鐵鏈中穿上旗繩麻繩或聚乙烯護套，沒有導向輪，常用于速度低于1.6 m/s 的電梯。

補償繩：以鋼絲繩為主，底坑設有導向裝置，運行平穩，適用于1.5 m/s 以上的電梯；當V＞2.5 m/s，為了防止平衡繩在電梯運行中的漂移，電梯井道中需設置張緊裝置；當V＞3.5 m/s 時，平衡繩或張緊裝置中需配置防跳裝置。

補償纜：近年發展起來的新型的、高密度的補償裝置，補償纜的中間有鋼制成的環鏈，填塞物為金屬顆粒與聚氯乙烯的混合物，形成圓形保護層，鏈套采用具有防火、防氧化的聚氯乙烯套，運行噪音小，適用于各類中、高速電梯。

2.4 轎廂引起共振

轎廂是電梯用以承載和運送人員和物資的箱型空間，是電梯運行中的重要部分。對于電梯轎廂的設置，一是在電梯安裝過程中出現受力不均，導致轎廂重力偏移，使曳引驅動受到阻力，從而在運行過程中形成運行共振問題；二是轎廂材質不達標，在電梯運行中使轎廂受力導致變形，進而導致運行共振問題發生；三是電梯轎廂在使用過程中維修保養不到位也會引發電梯運行的問題發生。

3 電梯檢測中電梯運行共振解決措施

3.1 重視電梯安裝的過程細節

電梯安裝人員在對電梯進行安裝的時候，必須要充分意識到電梯安裝細節的重要性，抓好每一個安裝細節，確保每一個細節都能夠符合相關標準要求，進而保障電梯安裝質量，防止電梯在運行過程中出現嚴重的共振問題，使人們乘坐電梯時的安全性及舒適性得到有效提高。例如：在對導軌、導靴進行安裝的時候，必須要保證其平衡性以及垂直性能夠滿足安裝規范要求，并提高其潤滑能力；在對曳引機進行安裝的時候，需要對安裝高低進行詳細的測量與確定，不可盲目地進行安裝，從而使其曳引作用得到更加充分發揮；在對轎廂進行安裝時，嚴格測量，提高轎廂安裝的緊密性與密封性，從而防止電梯在運行過程中出現運行振動問題，進而保障電梯的使用安全。

3.2 加強對電梯的維護和保養

電梯在長期使用過程中，會出現零部件磨損、老化和松動等問題，所以維保單位定期對電梯進行維護和保養至關重要。通過完善電梯維護保養制度，對電梯進行定期自行檢測工作，能夠詳細掌握電梯各個零部件的運行狀態；對磨損的零部件，根據其磨損程度來確定是進行維修還是更換；定期添加潤滑油，使零部件的運行表面保持潤滑，減少摩擦損耗。定期檢查零部件之間的距離，并按規范要求對其進行調整。檢查防機械共振裝置的運行性能，保證其能夠正常運行。做好電梯的維護和保養工作是減少電梯共振的重要措施[3]。

3.3 提高使用單位的重視程度

電梯的安全運行，需要多方配合與維系，作為承擔特種設備安全管理主體責任的使用單位，一定要重視安全管理制度，加強人員操作培訓。根據《中華人民共和國特種設備安全法》規定，特種設備使用單位應當建立崗位責任、隱患治理、應急救援等安全管理制度，制定操作規程，保證特種設備安全運行；對其使用的特種設備進行經常性維護保養和定期自行檢查，并作出記錄。對其使用的特種設備的安全附件、安全保護裝置進行定期校驗、檢修，并作出記錄。建立特種設備安全技術檔案[4]。

3.4 具體故障的解決措施

（1）針對導軌與導靴的解決措施。首先，嚴格按照電梯導軌與導靴安裝規范要求施工，對電梯安裝過程進行嚴格把控，完成安裝工作后，需要進行放樣測量，根據標準進行電梯導軌的支架膨脹螺栓孔的操作內容，保證支架孔固定的質量，保證其安裝精度的在規定的范圍之內，同時更要保證其導軌間的接口臺階的安裝質量；對導軌與導靴之間的縫隙把控到位，防止因間隙過大而引起運行振動。其次，在電梯的定期檢驗過程中，根據TSG T7001-2009《電梯監督檢驗和定期檢驗規則——曳引與強制驅動電梯》，在電梯定期檢驗過程中，對導軌采用目測或者測量相關數據的方法，把好電梯使用中的檢驗質量關。導軌需要滿足以下幾個條件：

一是，每根導軌應當至少有2 個導軌支架，其間距一般不大于2.50 m（如果間距大于2.50 m 應當有計算依據），安裝于井道上、下端部的非標準長度導軌的支架數量應當滿足設計要求；

二是，導軌支架應當安裝牢固，焊接支架的寒風滿足設計要求，錨栓（如膨脹螺栓）固定只能在井道壁的混凝土構件上使用；

三是，每列導軌工作面每5 m 鉛垂線測量值間的相對最大偏差，轎廂導軌和設有安全鉗的T 型對重導軌不大于1.2 mm，不設安全鉗的T 型對重導軌不大于2.0 mm；

四是，兩列導軌頂面的距離偏差，轎廂導軌為0 ～+2 mm，對重導軌為0 ～ +3 mm。最后，在使用過程中及時調整導靴與導軌的間距，減少導靴的磨損；對導靴上安裝的油盒及時注入足夠的潤滑油，降低靴襯和導軌之間的摩擦力；及時更換滾動導靴有表面剝落的滾輪，從而降低轎廂運行的振動情況[5]。

（2）針對曳引機和鋼絲繩的解決措施。對于曳引機，在支撐鋼梁與曳引機底座設置減震橡膠，利用永磁同步曳引機降低噪音和振動，提高電梯的運行質量；在定期檢驗時，注意曳引機內部構件的質量和潤滑程度，確保曳引機的正常使用；確保曳引機的質量過關，將曳引機的故障降到最低，以減少電梯運行振動問題的發生。

對于鋼絲繩，首先選用合適、質量符合標準的材質；其次，維保人員在日常巡檢中嚴格檢查，及時更換因各種應力、摩擦和腐蝕等原因導致鋼絲繩斷絲或磨損；在曳引鋼絲繩的安裝過程中，注意鋼絲繩和轎廂、對重或機房的固定結構連接情況，通過插入開口銷防止楔塊松動、脫落，起到固定作用，有效保證了鋼絲繩在整個受力中的平衡性，緩解了鋼絲繩的抖動狀況，為轎廂的平穩運行起到保障作用。

（3）針對轎廂故障的措施。在設計環節中，要根據電梯的載荷要求科學規劃轎廂的尺寸、規格及承重量，采用符合GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》要求的材質。轎廂體是形成轎廂空間的封閉圍壁，除必要的出入口和通風孔外不再有其他開口，轎廂體由不易燃和不產生有害氣體和煙霧的材料制成。通過在轎廂底部安裝平衡鐵，保證轎廂受力的均衡性和正常運轉，降低發生危險事故情況。在安裝環節內，要嚴格按照安裝標準要求開展作業，確保轎廂安裝質量，提高與其他結構的銜接性，避免使用不合格零件而影響安裝效果。

4 結語

電梯運行共振現象時有發生，造成此類現象的原因很多，因此，使用單位嚴格落實特種設備相關政策、法規，結合現有的先進科學技術，采用適當的方式方法及時消除存在的問題，消除振源，提高電梯運行的可靠性，實現電梯安全快速、低噪音、低振動的效果，提高舒適度。