对电梯震动的初步分析及其解决方案

宋庆平

摘 要：在电梯的各个运行阶段都可能产生震动，如起动、制动和电梯的平稳运行时都可能发生震动，其原因很复杂。想彻底解决震动问题，就需要先找出其根源。该文探讨了电梯震动的类型，采用先进的测试仪器，分析了震动原因，提出了多种有效解决震动的技术方案。

关键词：水平震动  垂直震动  高频  低频  阻尼  PMT

中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（b）-0046-01

随着电梯保有量的增加，电梯的运行质量成为颇受关注的问题，其中的震动，尤为突出，先来看看电梯震动的外在表象：

（1）电梯刚启动的加减速的阶段不平稳，有突然向上或向下窜动的感觉。

（2）起动或停止的瞬间有“台阶”感。

（3）周期震动，轿厢内还伴有明显的嗡嗡响声，甚至脚下能感觉到轿厢震动。

从物体自由度的分类上，每个空间的自由物体，均有六个方向的自由度。由于电梯的轿厢是运行在两列导轨之间的物体，可以简化为具有X轴Y轴具有微量自由度，而Z轴具有较大自由的物体。

1 水平震动

1.1 分析

水平方向上的摇摆和震动，也就是平常所说的横向震动，主要是由导轨的弯曲或导靴的不正常运动造成的，一般情况下，乘客只对其中的低频震动较为敏感，当乘客垂直站立时会清楚的感到水平方向的低频震动，但对此方向的高频震动不是很敏感。在自由度上来分析，可以分为前后以及左右两种，即X轴及Y轴方向。

1.2 电梯水平震动的影响因素

（1）滚动导靴的滚轮外形。（2）井道内部的结构形状以及井道气流。（3）乘客负载的变动和轿厢的静平衡状态。（4）轿厢速度运行的不均匀等。导轨接头的台阶和间隙与导轨的不平行度和垂直度是电梯水平震动的重要原因。针对水平震动的研究，应针对导轨来进行。在轿厢的水平震动中，轿厢导靴也是其来源的一种，对于滚动导靴电梯，当导轮外缘有干扰或导轮外形不规则时，都会引发电梯震动。所以水平震动的主要根源在于：①轿厢在导轨之间的XY轴的静态平衡是否合适。②轿厢导靴是否调整到位，弹簧压力是否合适，间隙是否合适。③滑动导靴靴衬是否磨损严重，滚轮导靴轮体是否发生变形。④主副导轨的连接处是否有台阶超差。⑤随行电缆和补偿链是否弯曲变形导致受力不均匀。

2 垂直震动

垂直震动主要是由曳引轮或导向轮、反绳轮引起的，并且由钢丝绳传递至轿厢。这种震动中的高频部分，绝大部分被轿顶绳头组合装置或轿顶反绳轮隔震装置以及轿底隔震装置隔绝过滤掉了。垂直方向上的震动在自由度的范畴上，可算作Z轴震动，也可分为低频震动和高频震动，分界点是10 Hz，小于10 Hz的震动，是低频震动;反之即为高频震动。低频震动的根源在于：（1）编码器是否连接完好，编码器线是否有被干扰。（2）变频器中的电机参数是否合适。（3）对重导靴与导轨的摩擦是否滑动自如（4）主副导轨是否有足够的润滑（5）导向轮和反绳轮的圆柱度是否超差。经过多年的经验总结和分析，笔者认为高频震动的主要根源在于：（1）轿厢与轿架之间，钢丝绳绳头组合与轿架之间的减震橡胶的减震效果是否合适（2）变频器中的PI基值是否合适（3）曳引机电机的轴承以及动平衡是否超差。另外加减速过程中的轻微震动的根源在于：（1）曳引机抱闸开闸时间，即时序的问题（2）曳引机抱闸闸衬和闸毂之间的间隙是否合适（3）对重导靴与对重导轨的摩擦力是否过大以及导轨的润滑是否到位。同时，轿厢震动的根源在于：（1）轿壁是否和曳引机的震动产生了共震（2）轿厢上的零部件是否和井道内的零件有刮蹭（3）轿壁与轿底以及轿顶螺栓紧固件是否连接牢固。

3 电梯舒适感的衡量标准和测量方法

GB10058-1997对电梯舒适感的要求：（1）乘客电梯起动加速度和制动加速度最大值均不应大于1.5 m/s2。（2）当乘客电梯额定速度（v）1.0 m/s

下面是笔者经历过的一个现场案例：经现场PMT测定，下行z轴震动数值较大，最大值可达到63.3，经分析，认为是曳引轮圆跳动误差值是主要原因，所以更换了曳引轮，同时为彻底改善效果，将滑动导靴更换为滚轮导靴，并重新校正导轨的水平及垂直度，经过这些整改，再次运行效果得到了极大改善。

4 应对震动的解决方案

电气解决方案：（以西威变频器为例）（1）调整变频器加减速参数：Travel/ Ramp profile。（2）电梯运行时的垂直震动除机械原因外，也可通过调节变频器的一些参数来进行改善。高频垂直震动可以调节，得以使电梯在高速运行时稳定，电梯高速时有波浪漂移感时，同样可以调节Sdp P/I。需要注意比例增益过大，系统超调反而容易产生震荡。在排除了以上因数的影响后，共震依然存在或垂直震动很差，就要考虑其他原因，可以作如下尝试：（1）对轿厢加配重或增加吸震装置，避开共振。（2）降低电梯速度，改变电梯整个系统固有频率。（3）更换隔震类型导靴，采用钢芯钢丝绳。（4）增加对重返绳轮隔震橡胶，或对其他运动部件增加阻尼。

5 结语

对于电梯的减震，还可以引进汽车行业的一些办法，比如说对电梯的减震系统优化，增加液压阻尼;对曳引机还可采用优化线圈设计，改进制作工艺等方法来综合处理震动问题。

参考文献

[1] 张国祯，张桂竹.GB/T 10060-2011电梯安装验收规范[S].

[2] 顾鑫.GB7588—2003电梯制造与安装安全规范[S].

[3] 刘习军，贾启芬.工程振动与测试技术[M].天津大学出版社，1999.endprint