電梯震動原因初步分析及其解決方案

朱國乾

摘要：在電梯的各個運行階段都可能產生震動，如起動、制動和電梯的平穩運行時都可能發生震動，其原因很復雜。想徹底解決震動問題，就需要先找出其根源。該文探討了電梯震動的類型，分析了震動原因，提出了有效解決震動的技術方案。

關鍵詞：電梯震動；原因分析；措施

電梯是一種通過轎廂移動來運載物體的機電設備，在電梯的運行過程中，電梯的轎廂會隨著運動產生震動，這是電梯最常見的問題。這種震動會對乘客的舒適度造成影響，雖不至于影響乘客的安全，但振動達到一定量值，且振動頻率在人的敏感頻帶時，會使乘座者有明顯的不適感，甚至會產生恐懼感。隨著人們的生活水平的不斷提高，城市進程發展，電梯已經像其他的交通工具一樣，已經成為我們日常生活的一個不可缺少的組成部分，同時人們對電梯運行的舒適感的要求越來越高。

一、電梯展動的外在表象

隨著電梯保有量的增加，電梯的運行質量成為頗受關注的問題，其中的震動，尤為突出，先來看看電梯震動的外在表象：

（一）電梯剛啟動的加減速的階段不平穩，有突然向上或向下竄動的感覺

（二）起動或停止的瞬間有“臺階”感

（三）周期震動，轎廂內還伴有明顯的嗡嗡響聲，甚至腳下能感覺到轎廂震動

從物體自由度的分類上，每個空間的自由物體，均有六個方向的自由度。由于電梯的轎廂是運行在兩列導軌之間的物體，可以簡化為具有X軸Y軸具有微量自由度，而z軸具有較大自由的物體。

二、電梯展動的類型及原因分析

（一）水平震動

1.分析

水平方向上的搖擺和震動，也就是平常所說的橫向震動，主要是由導軌的彎曲或導靴的不正常運動造成的，一般情況下，乘客只對其中的低頻震動較為敏感，當乘客垂直站立時會清楚的感到水平方向的低頻震動，但對此方向的高頻震動不是很敏感。在自由度上來分析，可以分為前后以及左右兩種，即X軸及Y軸方向。

2.電梯水平震動的影響因素

（1）滾動導靴的滾輪外形；（2）井道內部的結構形狀以及井道氣流；（3）乘客負載的變動和轎廂的靜平衡狀態；砰）轎廂速度運行的不均勻等。導軌接頭的臺階和間隙與導軌的不平行度和垂直度是電梯水平震動的重要原因。針對水平震動的研究，應針對導軌來進行。在轎廂的水平震動中，轎廂導靴也是其來源的一種，對于滾動導靴電梯，當導輪外緣有干擾或導輪外形不規則時，都會引發電梯震動。所以水平震動的主要根源在于：①轎廂在導軌之間的XY軸的靜態平衡是否合適。②轎廂導靴是否調整到位，彈簧壓力是否合適，間隙是否合適。③滑動導靴靴襯是否磨損嚴重，滾輪導靴輪體是否發生變形。④主副導軌的連接處是否有臺階超差。⑤隨行電纜和補償鏈是否彎曲變形導致受力不均勻。

（二）垂直震動

垂直震動主要是由曳引輪或導向輪、反繩輪引起的，并且由鋼絲繩傳遞至轎廂。這種震動中的高頻部分，絕大部分被轎頂繩頭組合裝置或轎頂反繩輪隔震裝置以及轎底隔震裝置隔絕過濾掉了。垂直方向上的震動在自由度的范疇上，可算作z軸震動，也可分為低頻震動和高頻震動，分界點是10Hz，小于10Hz的震動，是低頻震動；反之即為高頻震動。低頻震動的根源在于：1.編碼器是否連接完好，編碼器線是否有被干擾；2.變頻器中的電機參數是否合適；3.對重導靴與導軌的摩擦是否滑動自如；4.主副導軌是否有足夠的潤滑；5.導向輪和反繩輪的圓柱度是否超差。

（三）高頻震動的主要根源

1.轎廂與轎架之間，鋼絲繩繩頭組合與轎架之間的減震橡膠的減震效果是否合適；2.變頻器中的PI基值是否合適；3.曳引機電機的軸承以及動平衡是否超差。另外加減速過程中的輕微震動的根源在于：1.曳引機抱閘開閘時間，即時序的問題；2.曳引機抱閘閘襯和閘毅之間的間隙是否合適；3對重導靴與對重導軌的摩擦力是否過大以及導軌的潤滑是否到位。同時，轎廂震動的根源在于：1.轎壁是否和曳引機的震動產生了共震；2.轎廂上的零部件是否和井道內的零件有刮蹭；3.轎壁與轎底以及轎頂螺栓緊固件是否連接牢固。

三、電梯展動的控制措施

（一）主動控制模型的建立

主動控制系統中，系統的設計要從受控對象的模型的建立開始。同時，在此的基礎之上，確立系統對于設計方面的要求，進而對其進行形式化描述；然后選擇幾種或一種設計的方法進行對控制系統的設計，并且進一步的依附于模型或仿真實驗來進行判別設計的控制系統是不是符合性能的要求。該設計的模型，最主要的指的是數學模型，就目前而言，現有的電梯水平震動模型，具有過于復雜或精度不夠的缺陷。所以，進行震動主動控制的必要前提是建立比較系統的模型。

（二）配置傳感器和作動器

傳感器和作動器在控制器和受控對象之間建立了相關聯系，它們的配置、制造以及設計對于控制系統而言，具有著非常重要的意義。通常用到的作動器有壓電式、伺服液壓式、電動式、伺服氣動式、電流變流體和電磁式等等。傳感器是用來從系統中提起受控對象相關的震動信息和檢測系統信號等；在進行配置的時候，可以依據實際不同的需要選擇比較合適類的傳感器。此外，實現作動器和傳感器的合理配置，舍得作動器和傳感器的位置和數目在消耗量最小的條件之下，獲得最好的控制效果，也是主動控制系統的一個比較重要的研究內容。當前，已經出現了許多種優化準則，比如最大化的主動阻尼耗能原則等。作為主動控制系統的執行機構，作動器在震動主動控制系統中，是一個非常重要的部件。所以，開發出一種新型的具有高可靠性、實用性強和高精準度的作動器也是主動控制系統的重要研究內容。

四、結語

隨著社會的進步和科技的發展，人們對自己所居住的環境質量的要求不斷的升高。隨著高樓的不斷建設，電梯已經成為人們生活中必不可少的交通工具。對于電梯的減震，還可以引進汽車行業的一些辦法，比如說對電梯的減震系統優化，增加液壓阻尼；對曳引機還可采用優化線圈設計，改進制作工藝等方法來綜合處理震動問題。

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