关于电梯电梯运行产生共振原因分析--《科技展望》2016年12期
关于电梯电梯运行产生共振原因分析
【摘要】：随着社会经济的不断发展,电梯已经成为人们日程生活中不可或缺的一部分,为人们的生活提供了诸多的便利。但是,各种问题的存在也影响了电梯的正常、安全运行,尤其是共振现象。在本论文中,笔者首先分析了电梯运行共振的原因,而后针对这些原因,提出相应的解决策略。这对电梯的安全顺利运行非常重要。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TU857【正文快照】：
作为人们日程生活中最常用的运输工具之一,电梯对人们的生活发挥着十分重要的作用。而电梯的舒适度又是评价电梯质量的重要指标。共振现象的产生会对电梯的舒适度造成一定的负面影响,会影响电梯运行的性能,甚至会导致安全事故的发生,造成巨大的经济损失和较大的负面影响。因此
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引起电梯振动及噪音的原因分析
来源：论文联盟&
作者：梁晓
引起电梯振动及噪音的原因分析
　　近年来，由于不断涌现的新技术、新工艺、新材料到电梯行业，加之设计制造水平的日趋成熟以及电梯安装水平的提高，电梯的运行故障率逐渐降低，人们对电梯运行舒适感也即电梯的运行质量的关注和要求也在不断提高。电梯正常运行时的加减速度、加速度变化率、振动加速度以及振动频率是评价电梯承运质量的重要指标。根据国家标准GB/T《电梯技术条件》中&3.3.5 乘客电梯轿厢运行在恒加速度区域内的垂直（Z轴）振动的最大峰峰值不应大于0.30 m/s2，A95峰峰值不应大于0.20 m/s2。乘客电梯轿厢运行期间水平（X轴和Y轴）振动的最大峰峰值不应大于0.20 m/s2，A95峰峰值不应大于0.15本文由联盟收集整理 m/s2&的规定，加减速度过大，乘客就会有&超重&或&失重&的感觉，加速度变化率（加加速度）或振动加速度过大，或者振动频率在人体敏感频带内，乘客就会有头晕、想呕吐等不舒服的感觉，同时产生大量噪音。因此，一旦电梯出现上述情况，需及时找出原因，消除振动。该文通过对电梯振动和噪音的来源分析，为相关人员今后遇到振动和噪音问题时提供参考，提供一个思路。现场可以通过对以下振动和噪音来源的分析进行检查，以降低或消除电梯的振动和噪音，改善电梯的运行舒适感。　　1 电梯振动的来源分析　　电梯是机电合一的大型复杂产品，部分相当于人的躯体，电器部分相当于人的神经。机与电的高度合一，使电梯成了现代科学技术的综合产品。对于电梯的结构而言，传统的方法是分为机械部分和电气部分，因此，引起电梯振动与噪音的主要来源可以从机械系统和电气系统两方面　　着手。　　1.1 机械系统引起振动与噪音的主要因素　　1.1.1 曳引机可能引起的振动与噪音　　曳引机是曳引式驱动电梯的驱动部分，通过曳引机把电能转化成机械能促使电梯上下运行。由于曳引机需要长时间高速旋转、承受较大扭矩以及频繁的制、启动等，使得曳引机，特别是涡轮蜗杆式曳引机，在投入使用后成为振动和噪音源，究其原因，不外乎以下几种成因。　　（1）蜗轮副侧隙过大，蜗杆刚度过低。　　（2）电动机轴与减速器连轴器同轴度精度低。　　（3）蜗轮与蜗杆间隙不合适。通常此种因素发生于在用电梯，由于蜗杆轴承磨损、径向跳动增大。　　（4）齿轮磨损太大，齿轮的寿命是由其磨损情况决定的，齿轮上的凹点会影响其磨损率。　　（5）电磁制动器两侧间隙不均匀，造成运行时松紧不一致。　　1.1.2 钢丝绳可能引起的振动与噪音　　（1）钢丝绳的涨力　　不同的钢丝绳涨力会对曳引轮轮槽产生不同的压力，使曳引轮各绳槽磨损不均匀，随着时间的增长造成各槽节圆直径不同，绳间相对滑移加剧，引起运行中的振动和噪音。同时也会降低曳引轮的使用寿命。　　（2）钢丝绳的扭曲　　实验证明由于安装不当引起钢丝绳扭转会引起电梯的振动，要求确保每30 m钢丝绳旋转不超过一圈。　　1.1.3 导轨可能引起的振动与噪音　　（1）导轨的安装　　①精确的导轨安装和良好导轨接头会有良好的运行效果，特别是水平振动。因此导轨的直线度、轨距偏差与接头平整度必须符合规范要求。　　②导轨不应变形。安装时发现导轨扭曲、变形、面有缺陷必须更换。　　③导轨支架、压板螺丝是否松动。　　④油杯中必须加满油但不能溢出。　　（2）导靴的选择和调整　　①任何情况下调整导靴都需要正确的轿厢平衡的前提下进行。　　②导靴型号的选择和调整根据相关的技术文件。　　1.1.4 避振系统可能引起的振动与　　噪音　　电梯在运行过程中，其自身结构系统会形成一个弹性系统，具有自身的固有振动频率。而曳引机作为振源，在电梯运行时，会产生激振频率，当两者的频率相等或接近时，系统便会发生共振现象。电梯振动系统分为曳引机和承重梁系统以及轿厢和曳引绳系统，其中任何一方的同有频率与曳引机的激振频率一致时，都会使电梯系统发生共振现象。曳引机的振动和噪音源通过钢丝绳传给轿架和轿厢，轿厢有可能产生共振引起振动和噪音。　　（1）曳引机与承重梁系统　　承重梁承受着电梯的全部悬挂重量和曳引机的重量。轿厢自重、载荷、对重重量、曳引机的重量、曳引绳重量、曳引机机架和导向轮重量等，这些重量的合力作用在承重梁上，使梁产生弯曲变形。横梁产生挠度会有自己的固定振动频率。此时若系统受外力作用，系统会发生振动。在极端情况下，当激振力的频率接近或等于系统的固有频率时，系统会发生共振。　　①机房楼板厚度　　（2）轿架与轿厢之间的隔离　　轿厢的共振频率取决于轿架和轿体的质量以及它们之间的弹性连接的强度。在轿架和轿体的系统中，振动频率直接来源于轿厢加入负载后被压缩的减振垫，因此可以通过改变空轿厢时减震垫的最小压缩量的方法来防止有害的频率。轿厢和轿架之间的减震垫压缩量为3～5 mm。轿厢和轿架之间必须只能有减震垫连接，必须防止用任何机械和电子设备将其连接。　　具体要求：不同的轿厢型号、额定负载使用减震垫的型号和数量是不同。减震垫的型号、数量以及安装要求根据相关的技术文件；减震垫要均匀对称摆放；空轿厢时减震垫的压缩量为3～5 mm。
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内容分类导航浅谈引起电梯系统振动问题的机械因素
作者：安全管理网　来源：安全管理网　点击：
　评论：　更新日期：日
&本文从引起电梯系统振动问题的机械因素分析入手，并在基础上提出控制电梯系统振动的有效策略。期望通过本文的研究能够对确保电梯系统安全、稳定、可靠运行有所帮助。
& & 引起电梯系统振动问题的机械因素分析
& & 大体上可将引起电梯系统振动问题的机械因素归纳为以下几大类：
& & 1.1导轨因素
& & 导轨因素可导致电梯晃动。在轿厢内，一旦电梯上下行经某一固定点时，就会感到明显晃动。如果利用振动仪来测量电梯的运行振动曲线，就会发现某个提升高度处的振动曲线超标。因导轨问题造成电梯运行振动主要表现为以下几个方面：1.因轿厢导轨接头处间隙与台阶增大，造成电梯出现水平方向振动，降低使用者舒适感；2.导轨撑架没有调整好，经常出现导轨轨距和对向度不良的情况，以及导轨撑架的固定螺栓松动现象，进而导致电梯运行中振动；3.导轨表面清洁度不够，没有及时清除污垢；④导轨发生损伤变形，没有对其进行修整或更换。
& & 1.2钢丝绳因素
& & 如果钢丝绳张紧不均匀，使得某几根钢丝绳绷紧、某几根钢丝绳宽松，那么就会使电梯在运行中因钢丝绳受力不均匀而造成轿厢异常抖动。在这时受力较大的曳引轮绳槽会加快磨损，形成节径差，而后又引发绳间相对滑移，加大对电梯运行中的振动和噪音的影响，并且这种影响是难以调节的。同时，电梯轿厢抖动会降低钢丝绳和曳引轮的安全性，缩短其使用寿命。此外，钢丝绳放气不足也会导致电梯运行振动。如果在电梯安装前没有对钢丝绳进行放气，那么就会造成钢丝绳扭曲变形，引起电梯振动，影响乘坐电梯的舒适感。
& & 1.3曳引机因素
& & 在引起电梯系统振动的机械因素中，曳引机因素是最为常见的因素。对于有齿轮的曳引机而言，其蜗轮蜗杆运动副的制造、安装精度和轴承精度，是造成电梯机械振动的根源，主要表现在：涡轮副的加工装配存在较大误差，造成涡轮副无法正常完成进出的啮合过程，进而引发蜗杆、涡轮齿间连续出现冲击现象，最终形成涡轮副受迫振动的激振力。通常情况下，涡轮副加工装配误差越大，就会造成越大的激振力和电梯振动。在长时间使用涡轮副的情况下，涡轮蜗杆和齿轮之间的磨损会逐步增大，造成电梯加减速时有轴向窜动，使得电梯运行中出现台阶感。
& & 1.4共振因素
& & 共振因素是影响乘坐电梯舒适性的重要原因。由于电梯的机械系统是由不同构件所构成的，每个构件都拥有自己的振动频率，所以在电梯运行时，一旦其他因素综合起来的振动频率与不同构件振动频率产生重合，就会造成共振现象，进而导致电梯出现振动。曳引机的机械部分是最常见的共振现象发生根源处，这是因为振动现象从曳引钢丝绳一直传到轿厢，若其引起的受迫振动频率与构件本身固有频率相接近时，必然会导致共振现象，从而使得电梯轿厢内出现周期性振动，与此同时还会引发嗡嗡声响。
& & 控制电梯系统振动的有效策略
& & 由于引起电梯系统振动的原因较多，为了有效防止电梯系统振动运行稳定性造成的影响，必须采取相应的控制方法。业界的专家学者基于电梯系统动力学研究分析的基础上，提出了以下几种控制电梯振动的方法。
& & 2.1抑制振源的方法
& & 通过分析可知，电梯系统绳轮的偏心、曳引机的输出波动等因素是引起电梯垂直振动的主要振源，而引起电梯水平振动的振源主要有电梯导轨轮廓形状偏差以及导靴误差等。鉴于此，可从通过以下方法来减少振源，进而达到控制电梯系统振动的目的。其一，减少曳引机自身转矩和转速的波动变化。具体可以采取基于电流预测的死区效应补偿方法来解决这一问题，通过该方法能够使电梯在电机励磁电流频率6倍频的振动幅值获得有效消除；其二，减小绳轮偏心。想要有效减小绳轮偏心，就必须在转轮安装过程中，进行严格的静平衡和动平衡，借助该方法能够是绳轮偏心有效减小，可以达到降低振动发生几率的目的；其三，提高导轨的安装质量。当导轨表面过于粗糙或是接头位置处的质量不合格都容易引起电梯系统横向振动。为此，除了在加工制造时严格控制生产质量，降低导轨的形位公差以及尺寸误差之外，还应当在实际安全过程中，提高安装质量。
& & 2.2隔振方法
& & 在电梯系统隔振设计的过程中，可以采取如下措施减少振动：
& & 2.2.1对曳引绳的张紧力进行均匀分配。相关研究结果表明，曳引绳与曳引轮的使用寿命会由于绳张力分配的不均匀而缩短，这样一来便容易引起电梯轿厢垂直振动超标。为了准确估算出曳引绳的张力，可以用手 & &激振曳引绳，并按照其波动时间对张力进行估计，由此便可得出曳引绳张力与波动时间的关系，该方法常被用于超高速电梯的隔振设计当中，是一种非常有效的方法。
& & 2.2.2导靴参数的优化调整。通过对导靴参数进行优化调整也能够起到减振的作用。要合理确定导靴的间隙，并进一步提高导靴内衬材料的强度和刚度及耐磨性。同时，还可调整滚动导靴弹簧对滚轮的预压缩量。此外，提高滚轮外缘橡胶的强度和耐磨性，能够起到降低滚轮塑性变形的作用。
& & 2.2.3对轿架和轿厢进行优化设计。为了减低轿架和轿厢对电梯振动的机械影响，应当在其设计过程中，利用有限元模型进行设计参数优化，借此来使两者的共振频率，尤其是轿厢的频率避开电梯系统可能产生的激振频率，这样便可以有效消除共振问题，从而降低振动的发生几率。
& & 2.2.4合理选择阻尼。可以通过对电梯系统上减振橡胶的阻尼进行调整，即合理选择橡胶类型与几何参数，从而使人体敏感频段的振动能量获得有效耗散，这样便可以解决由人体引起的电梯机械振动问题。
& & 2.3加强检查维护
& & 通常情况下，电梯系统一般都是在运行一段时间之后，才会出现振动问题，这是因为，在电梯不断运行的过程中，某些部件会随着使用而出现变形，由此便容易引起电梯振动。所以，应当加强对电梯的检查与维护。对于检查中发现的不符合要求或是超标的部件要及时进行维修或是更换，这样能够有效确保主要部件的强度和硬度，由部件变形问题引起的振动便可以基本消除。
&&& 总而言之，在电梯系统的使用过程中，振动是较为普遍的问题。为此，有必要分析引起电梯振动的主要机械因素，并采取有效的措施加以解决，借此来减少或避免电梯出现振动。这不但能够确保电梯安全、稳定、可靠运行，而且还能进一步延长电梯系统的使用寿命。
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