佛山市南海区桂城日联电梯有限公司
摘要：本文通过对造成电梯系统振动的机械因素进行分析，并在此基础上提出一些能够有效控制电梯系统振动的相关解决方法。以期能够通过本文的分析研究，可以使更多的电梯系统安全、可靠稳定地运行。
关键词：电梯系统振动;机械因素;解决方法
Analysis and solution of vibration and mechanical factors in elevator system
Pan Shijie
Foshan Nanhai Guicheng Lian Lian Elevator Co., Ltd.
Abstract: In this paper, the mechanical factors that cause the vibration of elevator system are analyzed, On this basis, And put forward some effective control of elevator system vibration related solutions. With a view to this article through the analysis of research, More elevator systems can be operated safely, reliably and stably.
Keywords: Elevator system vibration; Mechanical factors; Resolvent
在高层建筑中，电梯作为生活中最常见的垂直交通设备被广泛使用，但在使用时难免会因某些因素影响而发生电梯振动，影响运行的稳定性及安全性。这是由于电梯系统在安装、调试、使用过程中存在着一些问题，虽然这种振动对短时间的使用者不会产生不良的影响，但会使人们怀疑电梯系统的可靠性能。如果电梯的振动现象不及早解决，就会有可能产生重大的安全事故。因而，为了保障人们乘坐电梯的安全和舒适，消除电梯运行的安全隐患，必须解决电梯系统振动问题。
一、电梯设备的现状
现阶段，由于土地资源有限，高层建筑不断地涌现，给电梯行业带来了很大的发展空间，促进了电梯性能不断提高。然而有不少的开发商以及投资商，为了降低工程预算，节约项目成本，选择采用一些价格低廉的电梯，比如二十层站，载重一千千克，速度每秒两米的电梯，如果使用价格低廉的电梯，只需要人民币大约17万，但如果采用质量较好的电梯，其价格大约要四十五万。价格差距如此之大，在质量和使用寿命方面，不然而喻，价格低廉的电梯肯定得不到保障。就电梯的导轨来说，是确保电梯能够正常运行的关键部位，而价格低廉的电梯通常会采用比较单薄的导轨，因此，即便电梯导轨安装不存在任何的问题，电梯在运行的过程中也会出现摇晃，存在安全隐患。还有其它曳引系统、轿厢、电气控制系统、安全防护系统等价格低廉的电梯系统，在各个方面的材料和元件同样不会采用质量高的产品来组装，所以其使用寿命短、可靠性低，安全没有保障。因此，在对电梯进行选择时，开发商和投资商一定要权衡利弊，用长远的眼光来看待发展，要在确保人身安全的前提下，降低项目的成本，而不是盲目的削减工程预算，降低对工程的投资，保证电梯的质量。
二、造成电梯系统振动的机械因素分析
从整体来看，造成电梯系统振动的机械因素有很多，主要有以下几种：
（一）导轨方面
导轨因素能够引起电梯的晃动。在轿厢中，当电梯运行到某一个固定的位置时，就会感觉到明显的晃动。采用振动仪对电梯运行的振动曲线进行测量，结果显示在某一个高度提升的位置可以明显看到振动曲线超标。由于导轨存在问题导致的电梯振动主要有：第一，由于轿厢导轨的接头处缝隙和台阶变大，导致电梯发生水平方向的振动，降低了在使用过程中的舒适度；第二，没有调整好导轨的支撑架，时常会发生导轨的轨距以及对向度不良的情况，还可能是固定导轨支撑架的螺栓出现了松动，使得电梯在运行过程中出现振动；第三，导轨表面的清洁工作没有做好，对存在污垢没有及时的清理干净；第四，导轨出现了变形或已经损伤，没有及时的做出修理更换。
（二）钢丝绳方面
钢丝绳张紧的不均匀，存在几根钢丝绳紧绷、几根钢丝绳又过于松垮的情况，就会使电梯在运行的过程中由于钢丝绳受力不均匀而导致的轿厢晃动。这样的情况下，受力较大的曳引轮绳槽会增加磨损，从而形成节径差，之后又会导致钢丝绳之间的相对滑移，这就更加增强了对电梯在运行过程中的振动和噪音影响，而且这种影响是很难进行调节的。还有，电梯轿厢的晃动会给钢丝绳以及曳引轮的安全性造成影响，缩短其使用寿命。此外，钢丝绳的放气不足也会使电梯在运行的过程中出现振动。如果在安装电梯之前，没有对钢丝绳放气，就会使钢丝绳出现变形扭曲，从而引发电梯的振动，降低了使用过程中的舒适度。
（三）曳引机方面
曳引机是引发电梯系统振动的最为常见的机械因素。对于含有齿轮的曳引机来说，其蜗轮蜗杆副的设计制作、安装精度以及轴承精度，是导致电梯系统出现机械方面振动的根本原因，主要体现为：涡轮副在加工装配过程中存在较大的误差，使得涡轮副不能完成啮合这个进出的过程，从而使得蜗杆、涡轮齿之间不断出现冲击的现象，形成最终的涡轮副受迫振动的激振力。一般来说，涡轮副在加工过程中出现的误差越大，造成的激振力和电梯振动就越大。而在对涡轮副长时间的使用之中，涡轮蜗杆和齿轮之间磨损也会不断的增强，导致电梯的加速或减速时出现轴向窜动，使电梯在运行的过程中存在台阶感。
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（四）共振方面
共振因素是对电梯在乘坐过程中的舒适度造成影响的重要原因。电梯的机械系统是许多不同的构件组合构建而成的，每一个构件都有自己的振动频率，所以，在电梯运行的过程中，如果有其它因素综合而成的振动频率和不同构件的振动频率重合到一起，就造成了共振的情况，从而引发电梯的振动。曳引机的机械部分是最常出现共振现象的根源处，这是由于振动的现象从曳引机的钢丝绳一直传到轿厢，如果其引发的受迫频率和构件自身存在振动频率非常接近时，必然会出现共振现象，从而使电梯的轿厢中出现周期性的振动，同时，还会发出嗡嗡的声音。
三、电梯系统振动控制策略
造成电梯系统振动的原因有许多种，要想对电梯系统振动的情况进行有效控制，防止其对电梯运行的稳定性造成影响，就必须针对各个因素采取相应的措施。广大专家学者经过对电梯系统动力学的研究分析，提出以下几种控制电梯振动的措施。
（一）抑制振源
通过分析，可以知道电梯系统中绳轮的偏心和曳引机的输出波动等是造成电梯垂直振动的主要振源，电梯导轨的轮廓形状存在偏差和导靴存在误差是造成电梯水平振动的主要振源。基于此，可以采取以下方法：（1）可以通过对电流预测的死区效应补偿的方法，减少曳引机自身的转矩和转速的波动；（2）在安装转轮的过程中，进行严格的静平衡和动平衡，这样可以减小绳轮的偏心，实现电梯振动的降低；（3）在导轨的加工制造过程中对其质量进行严格的控制，降低导轨存在的误差，并且要在实际的安装过程中提高安装的质量。
（二）隔振
在设计电梯系统的隔振时，可以采取以下四种方法减少振动：
第一，均匀分配曳引绳的张紧。有研究表明，绳张紧分配不均匀会减少曳引绳和曳引轮的使用寿命，如此就会造成电梯轿厢的垂直振动超标。
可以采取用手对曳引绳进行激振的方式，得出曳引绳准确的张力，根据其波动时间，对其张力进行估算，从而计算出曳引绳张力和波动时间的关系，这一方法经常被应用在超高速电梯的隔振设计中，是一个很有效的措施。
第二，对导靴参数进行优化调整。通过导靴的参数的优化和对其的调整，可以起到减振的作用。要对导靴之间的空隙进行准确的确定，还要对导靴的内衬材料进行进一步的提高，使其强度、刚度和耐磨性都得到提高。此外，还可以对滚动导靴弹簧给滚轮造成的预压缩量进行调整，同时，提高滚轮外边缘橡胶的强度和耐磨性，也可以对滚轮塑性的变形起到降低作用。
第三，优化对轿厢和轿架的设计。要想降低轿厢和轿架对电梯造成的机械影响，应该在其设计的过程中，通过有限元模型对设计参数进行优化，从而使两者的共振频率，特别是轿厢的频率可以和电梯系统出现的激振频率不会同时出现，如此，有效的消除了共振的情况，也就降低了振动出现的频率。
第四，合理选择阻尼。对电梯系统中减振橡胶的阻尼进行一定的调整，也就是对橡胶类型和几何参数进行合理的选择，这样可以使人体敏感频段的振动能量会得到有效的耗散，如此，就可以解决由于人体二造成的电梯系统机械振动。
（三） 加强检查维护
一般来说，电梯系统都是在运行一段时间之后才会出现振动的现象，这是由于在电梯长时间的运行中，一些部件随着不断的使用会出现变形，这样就造成了电梯的振动。因此，要加强对电梯的检查和维护。在检查中，如果发现不合格的部件要及时的进行修理或更换，确保主要部件的强度和硬度。如此，由于部件变形而造成的振动的就可以基本上消除。
四、结论
总之，在使用电梯的过程中，电梯出现振动是一个比较普遍的问题。所以，对导致电梯振动的机械因素进行分析是非常有必要的，并且要采取相应的有效措施进行解决，从而防止或者减少电梯在运行过程中出现振动。这样不仅确保了电梯运行的安全性、稳定性和可靠性，还能在一定程度上延长电梯的使用寿命。
参考文献：
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[3]夏冰虎，史熙.导轨激励下电梯水平振动的动力学建模[J].机械制造与自动化，2012，34（05）：254-261.
论文作者:潘世杰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第13期
论文发表时间:2017/11/10
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