浙江 杭州 311100
摘要：随着社会经济的发展，人们的生活水平逐渐的提高，对建筑的要求也越来越高。当今高层建筑的数量与过去相比明显增加，作为能够提升高层建筑利用效率的技术之一，高速曳引电梯得到了广泛应用，并为人们的日常生活带来了便利。但是随着行程以及速度的提高，电梯振动情况加剧，这给电梯乘坐的安全性与舒适性带来了无法被忽视的影响，因此，对高速曳引电梯所具有的振动特性加以研究，成为了现阶段有关人员的主要工作之一，本文所研究内容具有一定的现实意义。
关键词：高速曳引电梯；机械系统；振动特性分析
引言
当今高层建筑的数量与过去相比明显增加，作为能够提升高层建筑利用效率的技术之一，高速曳引电梯得到了广泛应用，并为人们的日常生活带来了便利。但是随着行程以及速度的提高，电梯振动情况加剧，这给电梯乘坐的安全性与舒适性带来了无法被忽视的影响，因此，对高速曳引电梯所具有的振动特性加以研究，成为了现阶段有关人员的主要工作之一，本文所研究内容具有一定的现实意义。
1高速曳引电梯的安全需求
电梯是在高层建筑内垂直通行的匀速工具，高层和超高层建筑的高速曳引电梯速度快、扬程高，受外荷载干扰更加敏感，容易出现异常振动现象。电梯振动不仅会影响乘坐舒适性，还会引发安全问题。在电梯设计和安装阶段，要以动力学分析为基础，掌握机械系统异常振动的主要原因，了解系统参数之间的关系，从而提高高速曳引电梯设计的合理性。电梯作为一种在人们日常中使用最广泛的特种设备，对其运行安全性有严格要求，必须全方位分析高速曳引电梯的机械系统振动特性，找出有效的安全提升方法。高速曳引电梯的机械系统振动表现在水平和垂直两个方向上，这不同于低速曳引电梯。因此，需要采用数学模拟和物理建模方法，较为全面的掌握电梯机械系统振动特性，力求分析的准确性和分析结果的可靠性。
2高速曳引电梯机械系统的振动特性
2．1水平振动特性分析
在曳引电梯运行速度相对较低的情况下，机械系统水平向振动可忽略不计，但如果额定速度较高，则电梯运行安全性和舒适度受水平向振动影响较为明显，需要对其进行具体分析。相关研究结果显示，随着曳引电梯运行速度的增加，高速电梯加速度对应峰值会比低速电梯运行速度高出几倍。而且在对曳引电梯水平向振动特性进行分析时，与垂直向情况不同，垂直向振动的变化情况主要受电梯轿厢位置和荷载影响，而水平向振动的变化仅有轿厢荷载。由于水平向振动的主要引发原因是系统时变刚度与随机偏差，不具有明显的谐波性。在以往的关于高速曳引电梯机械系统水平向振动特性的研究工作中，主要受技术条件和经济性的制约，忽视了在轿厢底部、侧面的减振橡胶的作用，将轿厢架质量等参数直接叠加到轿厢上，将其视为一个整体进行研究。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在高速曳引电梯的实际使用过程中，为最大程度降低轿厢架与轿厢之间传递的水平振动，在进行电梯设计时，往往在轿厢底部和侧面安装有大量的减振橡胶，但减振橡胶的存在也导致轿厢质心、轿厢架质心不处于相同位置。在建立物理模型对高速曳引电梯机械系统的水平振动特性进行研究时，应充分考虑上述因安装减振橡胶引发的质心偏移问题。建立水平向振动物理模型后，基于模型进行轿厢和轿厢架的安装，然后进行减振橡胶的安装，同样将其安装到轿厢的底部和侧面，从而起到减弱轿厢架对轿厢进行振动传递的作用。此外通过在轿厢架上安装导靴，并采取与导轨滚动接触的方式，从而实现井道中电梯轿厢的升降运动，依靠导靴弹簧与导轨接触产生的预压缩量，发挥减振作用。虽然导靴质量较轻，但在高速曳引电梯的运行过程中，也不能忽视导靴对轿厢水平振动产生的影响。一般而言，电梯运行速度越快，导靴的水平向振动影响作用越明显。如果在导轨制造和安装过程中，存在导轨完全变形、存在安装偏差等情况，会导致轿厢受到相应激励。在对电梯轿厢的水平向振动特性进行研究时，要充分考虑滚动导靴可能产生的影响，对其与导轨之间的相互作用进行分析，得出径向物理模型。在建立的水平振动物理模型上，采用模态实验方法，分别计算出高速曳引电梯的机械系统在不同阶段对应的频率，从而为电梯设计安装提供依据。
2．2垂直振动特性分析
曳引式电梯是目前使用最广泛的电梯之一，具有提升高度大、结构紧凑、安全系数高等优点。目前不仅曳引式电梯的使用数量不断增多，由于高层和超高层建筑工程的需要，其升降速度也明显提升。在传统结构形式基础上对曳引式电梯进行研究，其牵引比一般分为两种，即2∶1或1∶1。本次对高速曳引电梯的机械系统垂直振动特性的分析，采用牵引比1∶1形式建立物理分析模型，模型中电梯轿厢和对重分别悬挂在曳引轮两侧，在曳引机的动力作用下，通过曳引钢丝绳牵引轿厢进行垂直向的升降运动。在曳引轮另一侧悬挂的对重起到平衡电梯自重和承受荷载的作用，是电梯轿厢系统能够平稳运行。通过减轻两者的碰撞几率，可以在一定程度上延长曳引轮使用寿命。根据物理模型建立方程，对其振动特性进行分析。在此过程中要注意区分补偿链和补偿绳，在高速曳引电梯系统中，电梯存在张紧情况，需要对张紧系统和补偿链进行协同设计，才能使对中和轿厢侧保持重量平衡。电梯垂直向的振动原因主要是曳引系统运行时产生的振动，包括曳引轮偏心振动、导向轮不规则、电机输出力矩的波动等引起的振动。其本质属于多自由度振动系统。因此，在对其进行垂直向振动特性分析以及系统设计时，要充分考虑垂直向模型中的各方面影响因素。以物理模型的时变性为依据，对轿厢运动全程进行离散，结合曳引钢丝绳的智联给也行、电梯振动模型、导靴弹簧和张力系统等，采用模态实验方法，计算各阶段机械系统对应的频率和轿厢位置、重量变化情况。分析结果表明，无论电梯处于满载或空载情况，垂直向振动微分方程的固有频率均在3Hz以内，相比于曳引轮转动频率由明显差距，因此，在电梯运动过程中出现共振的几率较低。
结语
总而言之，本文以导靴与导轨间的相互作用和曳引钢丝绳具有的时变特性为依据，对高速曳引电梯在水平以及垂直方向上所对应的振动物理模型进行了建立，并通过仿真分析的方式，在对高速曳引电梯所具有振动特性进行研究的基础上，进一步讨论了系统振动速度、位移等因素的变化规律，保证高速电梯安全性以及舒适性能够得到应有的提升。
参考文献
[1]王晓伟,于艳杰,张瑞军,王胜春,田艳.高速曳引电梯噪声研究综述[J].噪声与振动控制，2014,22(03):184-185.
[2]谭芳，张耘，陈志勇.基于2∶1吊挂的高速电梯机械系统建模与分析[J].三峡大学学报（人文社会科学版），2015,05（11）：143-145.
论文作者:王庆博 李广川
论文发表刊物:《科技新时代》2019年5期
论文发表时间:2019/7/25
标签：电梯论文; 曳引论文; 系统论文; 特性论文; 水平论文; 机械论文; 模型论文; 《科技新时代》2019年5期论文;