淺談電梯加減速度和振動

□ 劉昱軍 李懷術

近十年來，中國電梯行業高速發展，電梯年產量從2010年的36.5萬臺增長至2018年的85萬臺。隨著我國電梯產業的不斷增長，電梯市場保有量規模也快速擴大，從2010年的162.9萬臺增長至2018年的627.8萬臺，成為全球電梯保有量最多的國家。隨著電梯在市場上的需求量增多，在使用過程中問題也隨之而來，筆者對數以萬計的各類問題進行歸類，分析發現，電梯運行的加減速度和振動直接影響電梯的穩定性、安全性、準確性、運行摩擦力和舒適感，從而延伸到終端客戶對電梯品牌的直接評價，因而在電梯設計、生產制造、電梯安裝、調試維保和電梯銷售等環節受關注。電梯的加減速度和振動已然成為電梯整機中重要的兩大因素。

1 電梯的曳引系統結構

電梯曳引系統結構由導向輪、曳引機、主機架、承重梁、鋼絲繩組織、對重架組件、轎廂組件等組成。其中曳引機是電梯曳引系統中的核心部件，又是電梯的動力設備，簡稱主機，其作用是輸送以及傳遞動力使電梯可以運行。曳引機按減速器配置有無分類為有齒輪曳引機和無齒輪曳引機（見圖1）。

有齒輪曳引機指拖動裝置的動力，通過中間減速器傳遞到曳引輪上的曳引機，其中的減速箱通常采用蝸輪蝸桿傳動（也有用斜齒輪傳動），曳引機用的電動機有交流的，也有直流的，主要用于1.0m/s以下的低速電梯，如雜物梯、貨梯。

無齒輪曳引機指拖動裝置的動力，不用中間的減速器可直接傳遞到曳引輪上的曳引機。曳引機大多是直流電動機為動力，國內已經研發有自主知識產權的交流永磁同步無齒輪曳引機，主要用于客梯以及1.0m/s以上的貨梯。

圖1 曳引系統結構圖

2 電梯運行原理

電梯運行原理以曳引機作為動力源，利用鋼絲繩或鋼帶壓在曳引輪上，形成包角，包角（有計算要求范圍）的大小與摩擦力成正比，然后在鋼絲繩兩邊繞著或固定著電梯轎廂和電梯對重架。電梯轎廂在主導軌的導向位置上，對重架在副導軌的導向位置上，電梯轎廂和對重架的運動方向相反。當曳引機轉動時，曳引輪和鋼絲繩或鋼帶形成的摩擦力，使電梯轎廂和對重架在各自的導向位置做上下往復運動。正常使用電梯時，可通過外呼梯發出指令信號，控制系統接收到呼梯指令信號后，電梯啟動做曲線運動，先加速運行，加速到設置的運行速度時勻速運行；當快運行到呼梯樓層時，電梯會做減速運行，直到平層位置才會停梯開門。在運行過程中，電梯控制系統通過脈沖和樓層平層隔磁板的信號計算電梯的運行位置，電梯按系統已經計算好的運行曲線來走梯，從而保證了電梯運行的準確性及安全可靠，也保證了乘客所要求的舒適感。

3 電梯的加減速度、振動對電梯整梯結構和功能的影響

3.1 振動對電梯曳引結構的影響

在安裝電梯機房方面，曳引輪的中心線與鋼絲繩的中心線需安裝一致，每根鋼絲繩要裝到對應的輪槽內。如有機房電梯中有導向輪，導向輪中心線與曳引輪的中心線要一致，導向輪的垂直度不能有偏差。同時，曳引機、導向輪與主機架組件的連接螺栓要固定牢靠。在井道里，導軌的中心線、轎廂的中心線和轎頂返繩輪的中心線，三線合一是最理想的，但受現場制造偏差、安裝偏差、井道等方面因素的影響，三線合一僅僅存在于理論上。因此，三個中心線是相輔相成的，允許有小偏差出現。如果三個中心線出現大偏差，那么電梯在運行時就會出現振動現象，直接影響到電梯運行的穩定性。

3.2 加減速度、振動對電梯井道導向結構的影響

在安裝井道的轎廂主導軌時，導軌與導軌的接口處不能出現錯位的現象。如果凸凹不平需重新校正，否則電梯在運行時，就會因導靴和導軌接頭摩擦，而出現抖動現象。導軌的間距要按設計尺寸安裝作業，轎廂主導軌的間隙余量需滿足《電梯制造與安裝安全規范》（GB 7588—2003）要求，轎廂主導軌的距離偏差為0mm～2mm。導軌支架安裝距離要達到《電梯監督檢驗和定期檢驗規則——曳引與強制驅動電梯》（TSG T7001—2009）中規定要求：每一條導軌都必須要有兩個以上的導軌支架進行固定，每個導軌支架之間的距離必須要小于2.5m（如果超過2.5m要根據實際情況進行計算校核）。這樣，電梯導向運行部件的強度就有所保障，從而保證電梯的安全性。

3.3 加減速度對電梯井道平層組件的影響

井道的平層隔磁板安裝垂直度不能有偏差，隔磁板用料不能太薄，以保證材料的強度。隔磁板支架安裝在導軌上的螺栓要牢固，避免日后出現松動。每層樓平層隔磁板的安裝距離根據樓層高度來安裝，并在安裝完成后經廠家調試。在調試過程中，原則上不能移動平層隔磁板組件。與平層隔磁板配套使用的平層感應器，按2016年推行的新國標電梯驗收標準，驗收電梯一般需要配套4個（至少2個）。在現場安裝平層感應器時，安裝尺寸按廠家圖紙要求固定；有的廠家出于系統配置的需要，平層感應器會有常開和常閉的配套搭配，在安裝時需注意具體位置嚴格按照廠家的安裝工藝文件作業。平層感應器與平層隔磁板的配套使用，給電梯提供準確的位置信號指示，確保電梯位置的準確性。

3.4 加減速度對運行摩擦力的影響

某小區有A、B、C區，每個區的部分電梯存在共同的特點：電梯運行到負2、負1兩個樓層，當電梯有載物時則運行正常；當電梯空載時出現打滑現象，電梯自動返回到1樓層，導致小區住戶出行不方便。為解決該問題，維保人員在轎廂頂臨時搬進對重快，以增加轎廂重量。筆者對小區部分電梯進行抽查，計算機房曳引輪包角的大小，經過計算確認包角符合《電梯制造與安裝安全規范》（GB 7588—2003）要求。并對抽查的8臺電梯重新做平衡系數，得出數據40%～50%，符合《電梯制造與安裝安全規范》（GB 7588—2003）要求。最后在控制系統的參數中，把加速度和減速度相關的參數調小，以增加運行摩擦力，修改后電梯運行正常。后期對其進行跟蹤，電梯運行情況良好。

3.5 加減速度、振動對電梯舒適感的影響

當轎廂啟動加速往上升時，由于慣性的作用，會重疊到重力上，體內各器官承受的重力加大，使人體產生超重感；當轎廂減速度下降時，由于慣性的作用，會抵消部分重力，體內各器官所受的重力變小，使人體產生往上漂浮感。超重和失重會使電梯乘客的體內器官發生位移，從而引起頭暈、耳鳴、惡心等癥狀。

經過多次實驗，國家對電梯運行的加速度和減速度制定相關標準，并在《電梯技術條件》（GB 10058—2009）第3.3.3 條中規定，電梯起、制動加、減速度最大值不大于1.5m/s2，額定速度1.0m/s＜V≤2.0m/s的電梯平均加、減速度不小于0.5m/s2，額定速度2.0m/s＜V≤6.0m/s的電梯平均加、減速度不小于0.7m/s2。具體的參數根據現場情況把加速度和減速度參數適當調小，讓乘客感受柔和的舒適感。

電梯在上行或下行的運行過程中，轎廂出現振動、晃動、甚至抖動，乘客會驚慌失措，造成對搭乘電梯有陰影。出現以上現象除了上述的機械原因外，還有電器系統方面的原因，需把對應的參數做適當調整，從而使電梯運行正常化，提高電梯運行的舒適感。

4 結語

隨著城市化進程的不斷加快，房地產樓盤在不斷增長，舊樓加裝電梯的需求量在日益增大，私人房屋安裝電梯的需求在加速增長，人們對電梯運行性能和舒適感的要求也越來越高。目前，電梯技術已經非常成熟，電梯在安裝環節嚴格按照工藝要求作業；維保環節按規定要求排查，把各個細節做好，以保證電梯正常使用，讓乘客放心和滿意。