施工升降機運行時振動噪音分析研究

王建軍，崔德剛

（徐工集團徐州建機工程機械有限公司，江蘇 徐州 221007）

施工升降機是我國城市和城鎮化建設中不可缺少的裝備，從我國經濟發展長期向好的角度看，城鎮化建設與發達國家的差距、保障性住房的建設及基礎設施的大規模投入，使建筑機械依然有著良好的發展前景，并且國家政策規定高于30m以上的樓房施工須使用SC型施工升降機，施工升降機發展趨勢是高品質、多元化、高附加值的產品。

目前市場上生產施工升降機廠家眾多，質量良莠不齊，存在使用上的不足和缺陷。對于用戶而言，其所關心的是產品的使用安全性、可靠性、裝拆的便捷性、運輸的方便性以及性價比等。在使用的過程中，產品的振動和噪音也是客戶尤為關注的一個問題。振動大、噪音高不僅使工作人員產生不舒適感，也嚴重影響了設備的安全運行，因此分析研究施工升降機運行振動和噪音的問題十分的重要。

1 問題的產生

施工升降機產生振動和噪音的原因主要有以下幾個方面。

1.1 齒輪、齒條和背靠輪碰撞的因素

傳動機構上的小齒輪通過和導軌架上的齒條嚙合進行傳動來實現吊籠的運行。如圖1、2、3所示，齒輪和齒條之間嚙合，兩者之間有0.3～0.5mm的間隙，齒條和背靠輪之間有0.5mm的間隙。在吊籠運行時，小齒輪不可避免的會隨機擺動，加上驅動框的晃動，齒條會與背靠輪碰撞摩擦從而產生振動和噪音，這是升降機振動和噪音產生的一個主要來源。隨著不斷使用，磨損量的增加，齒輪和齒條之間的間隙逐漸增大，振動也就隨之加劇。

圖1 傳動機構

圖2 齒輪和齒條間隙

圖3 齒條和背靠輪間隙

在此過程中，齒條質量也至關重要。齒條生產完畢后需要放置一段時間待其中的應力釋放完全后再進行調直，但是有的廠家質量把關不嚴以及急于發貨，待產品生產完畢后直接銷售，導致齒條直線度不符合要求，齒條與齒條之間各個方向的階差過大，滾輪經過時便產生振動和噪音。

1.2 標準節主弦桿質量的因素

標準節主弦桿目前主要有無縫鋼管和焊管兩種形式。由于無縫鋼管采用冷拔工藝，很容易導致主弦管外壁不圓，因此在標準節對接的時候很容易產生階差，當吊籠經過時便會產生振動和噪音，這也是一個主要的振動源。隨著技術的發展，人們逐漸采用了焊管代替無縫鋼管，因為焊管使用板帶彎曲對接拼焊而成，板帶的平面度較好，從而可以在很大程度上提高主弦桿外壁的不圓度。并且由于焊管的成本低于無縫鋼管，因此大有焊管取代無縫鋼管的趨勢。

1.3 裝配調試精度的要求

安裝調試中一個非常重要的步驟就是調整傳動小車和吊籠上的滾輪與主弦桿之間的嚙合。對于傳動小車和吊籠上的滾輪有著不同的調試要求，傳動小車上滾輪與主弦桿之間必須有約0.5mm的間隙，以緩解因動力原因產生的竄動，減少齒輪與齒條、滾輪與主弦桿之間的硬摩擦。

然而對于吊籠，其上的滾輪與主弦桿之間嚙合時不能夠有明顯的間隙，因為一旦有間隙，吊籠運行起來時便會晃動，產生振動和噪音。理想的調整方式是使滾輪與主弦桿之間達到一種似動非動的狀態，如此一來，既能保證滾輪的正常滾動，也能很大程度上消除吊籠的晃動。

但是在現場安裝的人員往往由于技能方面欠缺，不能滿足安裝精度的要求，如果調整后的尺寸過小則會造成吊籠運行時與階差位置的沖擊，加速背靠輪、齒條以及滾輪的磨損，如果尺寸過大,則會造成吊籠的晃動，增大沖擊。

1.4 加強維修保養

當吊籠使用較長一段時間后，背靠輪和齒條之間，滾輪和主弦桿之間的磨損會加劇，兩者之間的距離會加大，使用者應該定期檢查及時調整間隙，并及時給軸承加注潤滑脂。若保養到位，質量好的背靠輪和滾輪的使用壽命一般在一年左右。若不注意調整，則設備會隨著間隙的加大導致晃動加大、沖擊加大，從而引起進一步的磨損，導致惡性循環。

1.5 控制系統的因素

控制系統性能的好壞也對整機運行的振動和噪音有一定關系。由于施工升降機電動機的制動系統由其內部結構決定了只能是瞬時制動，不能漸進制動，因此只有在控制系統的設計上尋找突破口來減緩吊籠起止動時的沖擊，一般是在上升制動過程進行延時處理。

此外，變頻調速系統也可在很大程度上減緩吊籠運行時產生的振動和噪音。因為變頻器的使用，可以極明顯的實現慢啟動、慢就位，并且無極調速的使用更可以有效的改善低高速換擋時產生的沖擊，減輕了振動和沖擊，有效降低了磨損，噪音也就有效地得到了降低。

2 改進方法

1）售后服務人員要經常對各自負責的設備進行定期回訪，時刻調整背靠輪和齒條的間距，各腰滾輪和主弦桿間隙，使沖擊降到最低。同時還要定期在小齒輪和齒條之間、腰滾輪和主弦桿之間涂抹潤滑脂。實踐證明，潤滑脂的使用同樣明顯的改善了設備的運行狀況，減輕了結構件的磨損，從而根本性的減少了沖擊，降低了噪音。

2）標準節工裝的精度保證亦很關鍵。如果工裝精度達不到要求，則在標準節對接時便會有可能出現錯位階差。同時，齒條也是在標準節工裝上定位的，若定位不精確，齒條與齒條之間同樣也會產生較大錯位階差。

3）在裝載貨物時，工地人員需要注意不能偏載，若偏載則會加重一側滾輪與主弦桿之間的磨損。此種防范措施除人員控制外，集成在控制系統內的超載保護器要具備防偏載功能，當吊籠上的兩個測力傳感器之間的受力相差0.5t時便采取措施，停止吊籠的運行。待籠內貨物較均勻布置后再恢復運行。

3 結 語

針對施工升降機振動和噪音問題，制造廠家應從設計、工藝、裝配、安裝調試等方面下功夫，同時指導用戶規范維護保養，形成有效的質量保證管理體系，不斷提升施工升降機的運行平穩性和安全性，延長使用壽命。