關于電梯驅動主機減振隔振方法的研究

馬思華

摘 要：本文針對電梯驅動主機容易出現振動這一現象，分析國內外的關于電梯驅動主機減振隔振的研究現狀，歸納電梯驅動主機振動的基本原因，分析目前應用最為廣泛的電梯驅動主機減振方法優缺點。在此基礎上提出了一種新的電梯驅動主機減振隔振方法。該方法能夠在不改變電梯參數的前提下，有效的減小驅動主機的振動，因此該方法具有很好的通用性，適用于市場大多數品牌的電梯。

關鍵詞：電梯；驅動主機；減振；隔振；方法

0.引言

隨著科學技術的高速發展，城市建筑越來越高，電梯作為一種應用廣泛的垂直交通工具，其乘坐的舒適程度影響著乘客的乘坐體驗，因此電梯在運行過程中的振動程度是檢驗電梯是否符合標準的因素之一。由于城市樓層越來越高，電梯速度越來越快，電梯的驅動主機體積也會越來越大，因此，驅動主機的振動也會越來越明顯，這時對主機振動的抑制顯的尤為重要，需要采取相應的措施對電梯驅動主機進行減振隔振處理。

1.國內外研究現狀

查閱了大量的關于電梯振動以及驅動電機振動減振相關的文獻，發現目前國內外的學者分析了電梯產生振動的主要原因，但是解決驅動電機振動引起的電梯乘坐舒適感差的方法很少，而且有些方法不適用于驅動電機的減振隔振，有些方法只針對特定品牌的電梯驅動電機減振。李海花等人探討了電梯振動的研究現狀，為電梯振動的研究指明了新的方向；張長友等提出了關于電梯系統動態固有頻率的計算方法，同時提出了電梯的減振策略。此外，有些學者只考慮了電梯的減振，并沒有全面考慮電梯的隔振及其相關的應用。林嘉祥等分析了電梯曳引機的橡膠減振墊的優缺點，為電梯曳引機減振隔振系統的設計奠定了基礎；陳宏意從多個方面探討了抑制電梯的垂直振動方法。經過分析可知，電梯驅動主機會持續的發出低頻大能量的振動，正是由于這種低頻的振動，使得電梯會出現很大的噪聲，嚴重影響了乘客的乘坐體驗。因此，想要提升電梯的舒適性，必須從根本上解決低頻振動，不管是截斷振動傳播的路徑還是直接消除振動都可以極大地降低電梯的噪音，營造一個良好的乘梯環境。就目前而言，有的公司采取了一些簡單的減振方法，例如在承載電梯驅動主機的工字鋼的上面鋪上減振橡膠，以此降低電梯驅動主機的振動效果。但是如果使用這種方法，容易導致電梯驅動主機的支撐點的受力不均勻，就會存在一定的安全隱患。

2.電梯振動原因

電梯可以看做為多自由度非線性振動系統，在實際運行過程中，電梯處于時刻變化的狀態，因此電梯必然會產生振動，這會使得乘客感到不適，嚴重情況下可能會引發安全隱患。因此，需要全面分析電梯振動的原因，采取相應的措施對電梯的振動進行抑制或減輕，從而使得電梯運行過程中更加的平穩安全。

通過分析，引起電梯振動的主要因素為：

（1）曳引繩。曳引繩是升降梯的重要組成部分，隨著建筑樓層的增高，電梯所用的曳引繩越來越長，曳引繩的數量也會相應增加；由于安裝或磨損等原因，各曳引繩之間可能會出現張緊力不一樣的現象，這就會導致曳引繩與曳引輪之間的摩擦力不同，從而產生振動。

（2）驅動主機。驅動主機本身會有輸出波動，即前面提到的低頻大能量的振動，這種低頻振動會對電梯的運行產生影響，從而導致電梯發生振動。此外，驅動主機在制動和啟動的過程中，抱閘的不同安裝和參數的設定會影響電梯的運行，使得電梯產生振動。

（3）共振。前面提到電梯是一種非線性振動系統，加上電梯的曳引繩是一種彈性部件，因此電梯系統具有多個不同的固有頻率。驅動主機是整個系統的動力來源，在轉動時會產生激振頻率，當激振頻率與電梯系統其中的一個固有頻率相同的時候，就會產生共振現象，從而造成嚴重的電梯振動。

（4）不可控因素。電梯減振的失效，例如驅動主機橡膠減振墊的老化會導致減振效果不佳；電壓不穩定等，會導致電梯驅動主機的振動；還有一些人為因素，如電梯乘客不正確使用電梯，在電梯內跳動等都會造成電梯的振動。

3.電梯振動控制方法

電梯的振動很大程度上會影響到乘梯的舒適性和安全性，因此需要通過低成本且有效的措施降低電梯的振動，需要在動力學的基礎上對電梯振動進行分析與抑制。

（1）抑制振源

抑制振動最直接的方法就是找到振動的源頭，從振源著手，抑制振源的振動，這樣就能減輕整體的振動。對于驅動主機而言，電壓或電流的不穩定，會導致驅動主機的振動，從而影響電梯的平穩性。例如，如果要抑制驅動主機由于電壓不穩而產生的振動，可以增加一個穩壓器，將不穩定的電壓進行穩定化，提供驅動電機穩定的電壓，減小其由于電壓不穩而產生的振動。

（2）主動減振

對于電梯的主動減振，目前最常采用的方法是增加主動控制的制動器。對于驅動主機而言，主要是通過傳感器的配合使用，將信號反饋給控制系統，從而控制驅動主機，以此達到降低振動的目的。

（3）被動減振

被動減振主要包括兩種，一種是調整電梯系統的阻尼，增大電梯系統對振動能量的消耗，另一種是調整電梯系統的剛度，改變電梯系統的固有頻率。對于電梯驅動主機而言，主要采用第二種方法，即改變驅動主機的固有頻率，避免發生共振。此外，振動除了振源之外，還需要傳播路徑，對于電梯系統而言，振動的傳播路徑主要是電梯系統中的各種彈性部件、阻尼部件和質量體。阻斷振動的傳播路徑也會減低電梯的振感，因此可以對驅動主機振動傳播路徑進行阻斷，減少振動。

4.解決方案

對于驅動主機而言，可以采用彈性隔振與減振的措施。主要是采用彈性隔振阻尼和動力吸振器來降低驅動主機的振動。彈性隔振似于低通濾波，可以將振動能量隔離，從而阻斷振動的傳遞，但如果采用彈性隔振，會降低電梯系統的剛度，易引起驅動主機的搖晃，這時，可以增大驅動主機的橫向剛度，降低驅動主機的振動。

給驅動主機安裝吸振器總的來說可以將整個驅動主機支撐起來，然后增加橫向阻尼，從而減小電梯的振動。其安裝步驟如下：首先，需要測量并計算出驅動主機的重心；接著，將驅動主機下面原有的橡膠減振墊片拆除；然后在驅動主機下面下面安裝新的隔振減振組件；最后將驅動主機與橫向阻尼部件固定在一起。

5.總結

隨著經濟的高速發展，高層建筑越來越多，電梯的普及率也隨之越來越高，乘客乘坐電梯時對電梯環境舒適性的要求也越來越高，因此電梯驅動主機產生的振動和噪聲等需要采取相應的措施進行減小。目前主流方法是改變電梯驅動主機的安裝方式，但是這樣做存在一定的安全隱患。本文在深刻分析電梯振動原因的前提下，提出了一些關于電梯驅動主機減振隔振的方法，改變驅動主機的固有頻率、對振動傳遞路徑進行阻斷、增加減振隔振裝置等，既能降低電梯的振動，又能有效的控制驅動主機的橫向位移，最主要的是，這種方法對大多數品牌的電梯都適用，方法的通用性較強，而且該方法的安全性也很高。

參考文獻：

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