電梯轎廂減振裝置分析

王靜韜

（江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院昆山分院，江蘇 昆山 2 1 5 3 0 0）

電梯轎廂減振裝置分析

王靜韜

（江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院昆山分院，江蘇 昆山 2 1 5 3 0 0）

在高層建筑中，電梯是必不可少的，在日常生活中發揮著及其重要的作用。為了保證電梯乘坐的安全性和舒適性，本文對現有電梯轎廂容易出現振動的缺點進行分析，研究一種針對電梯轎廂的減振裝置，并建立有關轎廂減振的電梯系統的動力學模型。

電梯；轎廂振動；減振裝置

電梯在高層建筑物中的使用頻率非常高，是一部比較精密的機電一體化設備，每部電梯都由很多的零件組合而成。電梯與一般的機床設備不同，其機械部件以及運動部件都有可能給電梯乘客以及其維護保養人員產生一定傷害。電梯通常可以因品質分為三種類型，分別是安全性、功能性以及舒適性。現階段國內生產的電梯在前兩個方面沒有較大差別，但是在動態方面的特點相比較于國外生產的電梯，還是有較大差異性的，電梯的振動會直接對乘梯的舒適度產生影響。現在使用的電梯轎廂多是用轎頂輪軸在轎廂的上主梁上進行連接，當電梯由運行狀態轉變為靜止狀態的時候，轎廂的慣性會讓轎廂出現較大的振動，讓乘梯者感到不適。因此減輕電梯轎廂振動的研究，能在很大程度上提高電梯的運行速度，保證電梯的乘坐舒適程度。

1 電梯轎廂出現振動的原因

電梯轎廂的振動類型有兩種，一種是水平方向上的振動；另一種是豎直方向上的振動。電梯出現垂直方向上的振動主要是因為曳引機的輸出波動，通常曳引機使用蝸輪蝸桿傳動方式，輸出的特性會受到加工精確程度、蝸輪齒輪的型號以及裝配使用的工藝等因素的共同影響。而轎廂之所以出現橫向振動，是因為導向系統以及空氣壓力共同的影響，電梯的導向系統會對轎廂的運用情況造成限制，所以轎廂才能正常沿著導軌完成升降動作。導軌可能出現很多異常情況，比如數據誤差、垂直角度上的誤差、接頭位置不夠平滑、支架出現松動或者使用的導輪存在缺陷，都會直接導致電梯轎廂出現水平方向上的振動，特別是有偏載現象存在的時候，轎廂中會出現一種不平衡力，更容易造成導軌的變形，導致水平方向上的振動出現。豎直方向上的振動則通常是因為電梯曳引機、曳引鋼絲繩以及導靴引起的。具體振動類型有豎直方向上的顫動以及抖動兩種形式。

2 電梯轎廂減振裝置

通常使用的電梯轎廂系統如圖1所示，轎廂的廂體底部是橡膠制的減振墊，放置在轎廂架4上方，有四個滾動導靴3安裝在轎廂架4上方，能保證電梯沿著固定的井道在導軌1 1中上下運行，與此同時滾動導靴3還起到一定程度上的減振作用。因為電梯轎廂系統十分復雜，自由度也很高，而且電梯轎廂出現垂直方向上的振動多是非線性時變的一種振動，轎廂的載重情況也通常不是一成不變的，而且在轎廂兩端的鋼絲繩長度也經常出現變化。但是轎廂在出現橫向振動的過程中，產生變化的只是轎廂負載。因為通常情況下轎廂的自重和載荷通常大小相似，所以不能忽視載荷給系統性能帶來的影響。與此同時，電梯轎廂減振的相關裝置還有轎頂減振架6，通常利用橡膠減振墊5連接在轎廂架上，曳引繩利用轎頂輪9完成轎廂的提升。電梯在運動狀態發生改變的時候，減振架6和減振墊能吸收轎廂因為自身慣性產生的振動，保證乘客乘梯的舒適性，同時也保證電梯的使用壽命得到延長。

3 電梯減振相關裝置的工作原理

電梯運行的過程中如果轎廂出現較大幅度的垂直振動，會嚴重影響廂中乘梯者的舒適感。電梯轎廂出現振動多是垂直方向和水平方向的。如果電梯運行速度不是很快，則轎廂的動態性能主要受垂直方向上振動的影響；而如果電梯處于高速運行的狀態下，運行速度越快，橫向振動就會越大，也就會對乘梯舒適度產生更大的影響。電梯曳引輪如果出現轉動脈動的時候，可以對電梯轎廂架以及轎廂質量進行調整，或者檢查繩頭位置的彈簧狀態、檢查轎廂底部的減振橡膠，對轎廂的各階固有的頻率進行調整，能在一定程度上避免因為共振情況造成的垂直方向上的振動。但是上述措施只能對垂直方向上的振動起到抑制作用，并不能調整其動態參數，也不能有效將振動減弱。而且通常因為井道空間的不足的限制，負責控制電梯橫向振動的結構被要求有緊湊的設計，會在導輪位置安裝摩擦油液以及阻尼器將系統的阻尼增大，將導輪的制造以及安裝過程的精確程度進行提高，以降低導軌的振動幅度，減少電梯轎廂的橫向振動。

圖1 轎廂系統示意圖

4 轎廂減振裝置的具體使用

電梯在垂直方向上出現振動可能存在很多個振源。而就曳引機這一個方面來說，也可能會存在很多個激振頻率。在理論上講，若是許多激振頻率上出現很大的垂直振動，那么可以依據個數保證激振頻率的數量保持一致，并對固有頻率和跟其相等的減振墊進行一定程度上的抑制。所以在設計電梯轎廂減振裝置的過程中，最為關鍵的部分就是保證減振器的固有頻率要和激振頻率近似，最好是保持相等狀態。電梯出現水平方向的振動則主要是因為工作面的平滑程度以及豎直程度，也受導軌安裝之后出現的偏差程度的影響。以上因素中，導軌的平滑程度會給電梯水平方向上的穩定程度造成較大程度上的影響，導軌工作表面是否粗糙則不會對電梯轎廂的穩定性產生較大影響。

5 結語

本文對于電梯轎廂減振裝置的設計，能在很大程度上對電梯運行過程中出現的振動的情況進行解決。相比現在使用的技術，這種電梯轎廂減振裝置的優勢能更好的保證乘梯的舒適，減輕電梯運行出現的振動，更能將電梯的使用壽命延長。現代生活中電梯已經逐漸成為人們日常生活中不可或缺的工具，電梯的舒適程度由很多因素造成，但是也是可以通過很多對策來進行改善的。要在最大程度上保證乘梯者乘坐的舒適，一定要深刻認識了解影響電梯舒適感的因素，這樣才能找到最合適的對策，使電梯更加個性化、人性化、溫馨舒適。

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