有關電梯運行舒適感的影響因子探究

中圖分類號：TU229 文獻標識碼：A文章編號：1008-925X(2012)02-0110-01

摘要：隨著我國房地產的快速發展，城市建設的腳步不斷加快，高層建筑的不斷增多，電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。無論是去商場、超市、酒店、辦公樓還是公寓樓都要用到電梯，電梯已經成為人們用的最多的交通工具。正因為如此，電梯的安全性以及舒適感已經成為人們最關心的話題，筆者就對影響電梯舒適感的幾大原因進行分析。

關鍵詞：電梯；鋼絲繩；振動；減振輪

隨著電梯數量不斷增加，電梯與百姓生活密切程度也進一步加深。與此同時，電梯使用的舒適性逐漸成為使用者關注的焦點。電梯運行是一個動態過程，其故障出現的規律具有一定的偶然性。通過對大量電梯運行狀況的調查、歸納和分析，我們發現影響電梯舒適感的主要因素是振動和噪聲。電梯振動和噪聲產生的原因有很多，有井道結構的原因，有曳引機與變頻器匹配的原因，有機械結構的原因，有安裝的原因等等。其表現形式有各種各樣，產生的原因也不盡相同。

1 電梯電力拖動系統分析

通常我們見到的在工廠里主要用來載貨的電梯人乘坐舒適感就很差，那是因為這類電梯多采用交流變極調速系統，它采用串電阻電抗起動，變極減速平層，一般起、制動加速度大，運行不平衡。而交流調壓調速系統的原理則是用可控硅取代電阻電抗，從而控制起、制動電壓，并采用速度反饋實現系統閉環控制，在運行中不斷檢查電梯運行速度與理想速度曲線的吻合。就可以達到起動舒適、運行平穩的目的。交流變壓變頻調速電梯也稱為VVVF電梯。VVVF電梯速度調節平滑，能獲得十分良好的乘坐舒適感，能明顯地降低電動機的起動電流。與其他類型交流調速系統相比，性能最好，運行效率最高，可以節能30％-50％。是目前最被廣泛利用的形式。而直流拖動電動機雖然具備調速性能好，調速范圍大的特點，但是其機組結構體積大、耗能大、維護工作量大、造價高的缺點使其已經被淘汰。

2 運動部件的頻率分析

計算電梯各旋轉部件的回轉頻率：如曳引輪、反繩輪，電機脈沖頻率、鋼絲繩嚙合頻率等，通過計算運動部件頻率得知與鋼絲繩密切相關。以下計算以速度為60 m/min的無機房電梯為例，載重量L0=800 kg，根據相應載重速度規格的轎廂重量W=790 kg，最大可加裝飾總重量W0=240 kg。通過計算可得：

電機脈沖頻率Fm≈12.7 Hz。鋼絲繩相關頻率。

最小、最大載重時的鋼絲繩固有頻率：

Fnl=（SQRT（K×9 800 /W））/2/π≈4.2 Hz，Ffl=（SQRT（K×9 800/（W＋L0＋W0）））/2/π≈2.8 Hz；繩輪間鋼絲繩繩股頻率Frp=V/60×1000/pr≈15.4 Hz；最小、最大載重時繩輪間鋼絲繩的固有頻率：rFnl=(SQRT(W×9.8/2/n/mr))/2/L≈23.1 Hz，rFfl=（SQRT（（W+W0+LO）×9.8/2/n/mr））/2/L≈35.1Hz。

從上行曲線中51.36%的X軸主頻出現在28～32 Hz范圍內，而下行X軸主頻33.33%出現在29.5～31.1 Hz附近，與繩輪間鋼絲繩繩股頻率15.4 Hz的倍頻30.8 Hz相近，且在最小、最大載重時繩輪間鋼絲繩的固有頻率23.1 Hz～35.1 Hz范圍內。針對該頻段若Frp滿足以下條件：0.95 rFfl>=Frp>=0.95 rFnl，則可嘗試通過加裝減振輪來降低振幅，從而提高舒適感。Y軸主頻集中出現24.8～25.1 Hz附近，而Z軸主頻主要出現在12.4～12.5 Hz，與電動機脈沖頻率Fm 12.7 Hz相近，可以認為是由同一個振源引發的振動，只是在Y軸是以其倍頻的形式出現。

3 改善振動的其他途徑

3.1 導軌和導靴。轎廂突然的振動有可能來自導軌和導靴方面的原因，對導靴及導軌的檢查也是必不可少的。導軌的垂直度和兩導軌的對向度應符合工藝，若誤差太大會造成運行過程中會有抖動或振動，個別位置轎廂會左右晃動。導軌間連接口不良會導致轎廂在個別位置會出現臺階感。應調整滑動導靴與導軌輕貼，保留約0～1mm的間隙，可以加上少許導軌油。還可修改變頻器參數，通過微調增益、積分常數、積分時間來改善電梯運行時振動。

3.2 曳引機。曳引機的機械運動部分是最常見的振動發生根源。永磁同步無齒輪曳引機是由永磁同步電機、曳引輪、制動器三部分組成，相比傳統減速箱效率高、噪音低、振動小，能滿足頻繁啟動、制動，運行平穩舒適。但亦有因曳引輪加工、安裝精度及繩槽一致性上處理不好，導致電梯抖動、垂直振動。

3.3 鋼絲繩張緊力均勻度。鋼絲繩張緊不均勻，會使電梯運行時鋼絲繩受力不均勻，有些受力繃緊，有些很松。在某一時刻內受力較大的曳引輪繩槽必然磨損加快，從而形成節徑差，形成異常抖動，從而帶動轎廂抖動。節徑差又引發繩間相對滑移，對運行中的振動和噪音影響更大，而且是不能調節的。調整鋼絲繩張力使各鋼絲繩受力平均，通過錐套螺母調整各錐套彈簧的壓縮長度。制動器的間隙過緊會導致電梯起動停車和運行中有抖動或振動，過松會引起電梯倒溜甚至引發嚴重的安全事故。旋轉編碼器固定彈簧片與旋轉編碼器軸干涉導致電梯在某個樓層運行偶爾出現振機。

4 結語

電梯振動產生的兩大方面可以概括為機械和電氣，而機械系統是決定電梯舒適感的根本性因素，電氣參數調整只能協調機械系統，對電梯舒適感做進一步改善。基于電梯機械結構的特殊性，運行舒適感很大程度上依賴于整個機械部件的安裝質量，因此良好的安裝質量是無機房電梯運行質量高的前提。從收集電梯振動曲線數據分析發現，曳引鋼絲繩放氣程度、導軌安裝質量等機械部件會影響電梯運行舒適感。文章通過加裝減振輪來抑制鋼絲繩間的振動，從而提高客戶乘坐電梯的舒適感及滿意度。

參考文獻

[1] 屬維德.機械振動手冊[M].北京:機械工業出版社，1992

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