電梯轎廂振動分析和對策探究

張英

（東芝電梯（中國）有限公司，遼寧 沈陽 110168）

當前，社會的發展促進了建筑工程的發展，高層建筑越來越多，電梯設施的建設也越來越多，因此，對其施工技術的要求也隨之提升。以往人們對電梯設施的使用要求是滿足在高層建筑中進行快速移動即可，而現在人們的使用要求更加重視電梯使用過程中的安全性和舒適性。電梯轎廂的振動一直是影響電梯安全運行的關鍵因素之一，相關調查案例顯示，導致電梯轎廂出現振動問題的原因是多方面的，為了能夠有效處理和應對轎廂振動問題，其解決對策的思考也需要從多個角度進行，從而才能夠針對性地規避電梯轎廂振動問題的發生，確保電梯的安全運行，同時保障人們的安全出行。

1 電梯轎廂的構成

電梯轎廂是由多個部分共同構成的，若想了解電梯轎廂的振動原因，首先，就應該明確其是如何構成的，在此基礎上，才能夠更進一步地判斷振動問題的發生原因，找到更合理的處理對策。電梯轎廂主要由以下幾個部分構成：

轎底：轎底作為轎廂振動傳導給乘客的直接媒介，結構比較復雜，通常是按照一定的尺寸所焊接形成的框架，在框架上鋪設一層既定厚度的鋼板，形成一個完整的轎底結構。在轎底的四個側邊位置分別設置尺寸和性能完全相同的數個彈性橡膠，使轎底外部振動經過衰減后盡量小地傳導給乘客，并為轎廂的運行提供強度保障。

轎壁：普通轎壁的材質一般選用薄鋼板，依據轎廂整體結構的尺寸進行剪切，在電梯轎廂使用過程中，為減少鋼板所產生的振動以及噪音，而選擇在鋼板的薄弱處點焊加強筋，進而提升轎壁整體剛性。

轎頂：轎頂是轎廂的頂部，通常電梯內的照明系統和排風系統都安裝于轎頂，有些體積空間較大的轎頂上還設置了一定尺寸的安全窗口，為故障逃生和救援工作提供便利。對于轎頂的材質選擇一般是具有較高承受力、抗壓力的鋼板，要滿足電梯檢修人員的工作需要，即承受必要的重量。

除了轎底、轎頂和轎壁外，電梯轎廂的構成中還包括設置在其各個連接部位處的防振橡膠以及各種裝潢設計。

2 電梯轎廂振動問題的分析及對策

2.1 曳引系統的因素

系統中的曳引機，由于材質不均勻、加工和裝配誤差等，旋轉部件不可能達到絕對的平衡，電機轉子和轉軸上的安裝原件質心與旋轉重心會產生偏心，從而產生周期性的離心慣性力，該力在垂直方向上的分量即為電梯上下振動的激振力。電梯的曳引機在選型時，要特別注意選取單體振動小的電動機，通常情況下，會通過電動機的輸出力矩波動大小對其振動性能進行評價。同時，曳引機的布置要注意穩定性，曳引機和曳引機支撐部的連接要穩固，曳引機和支撐鋼梁之間選定合適的減振橡膠，防止曳引機與支撐梁之間發生共振。

鋼絲繩的影響，指的鋼絲繩影響，主要是指鋼絲繩張力不均造成的影響，現場安裝完成后，每根鋼絲繩的張力是大小相當的，如果鋼絲繩張力調整不均，就會出現個別鋼絲繩張力過大的情況，此時，曳引機的振動就會通過鋼絲繩更多地將電動機的振動傳遞到轎廂。因此，電梯安裝過程中要特別注意鋼絲繩的張力調整，使用較長的繩頭彈簧可以方便確認每根鋼絲繩之間的張力差并實施調整作業。針對鋼絲繩本身，需要定期確認鋼絲繩的表面狀態，確認鋼絲繩是否存在扭曲、松股等異常狀態，出現鋼絲繩品質不良問題時，要及時更換鋼絲繩。

2.2 安裝過程中的因素

在對電梯轎廂進行安裝時，可能出現各種安裝問題而導致轎廂運行時產生振動。安裝施工人員在安裝過程中，如果施工工藝運用不恰當，施工操作不合理，就會導致電梯轎廂安裝標準無法得到保障。通常情況下，安裝精度不當會影響其重心位置的確定，轎廂出現傾斜而引起異常振動。因此，現場安裝電梯時，要嚴格按照安裝及調整手冊進行作業，對于不滿足手冊尺寸和誤差要求的部分，要及時進行調整。

2.3 導向裝置的因素

導軌的影響，導軌作為電梯轎廂運行的軌道，對直線度和自身剛度的要求非常高，如果導軌自身的直線度不良，或者剛度不良，那么，轎廂運行時就會在水平方向上產生分力導致轎廂的異常水平振動。同時，導軌與導軌之間的接口處存在的段差也是轎廂振動產生的一個主要原因，因此，導軌安裝時對導軌垂直度的確認和對面導軌間距的確認，也要嚴格遵守電梯安裝手冊的誤差要求進行調整。

導向裝置的影響，一般中低速電梯會采用滑動導向裝置，其特點是成本較低、安裝調整方便。高速高檔電梯通常會采用滾動導向裝置，雖然安裝調整要求較高，但是性能優良。通常情況下，由導軌精度不良導致的轎廂水平振動在使用滾動導向裝置時都會起到較好的減振效果。并且相比滑動導向裝置，運行時噪音更小。

2.4 轎廂自身的因素

轎廂自身的平衡調整，轎廂自身平衡不良會導致轎廂上下部的導向裝置受力不均，導向裝置磨損加劇，如果是滑動導向裝置，導滑器的靴材與導軌間隙會增大。如果是滾動導向裝置，滾輪表面的橡膠材會因為受力過大失去彈性，失去導滑器本身應具有的振動衰減效果，使轎廂產生更大的水平振動。

對于轎廂來說，自身的質量和剛性也對轎廂振動有著直接的影響。通常情況下，轎廂質量越大時轎廂振動越小，轎廂整體剛性越強時轎廂振動越小。究其原因，在接收到相同的振動能量情況下，更大的質量和更好的整體剛性都會有充分的振動漸衰效果。

電梯轎廂本身并不是完全的剛性連接構造，由轎頂、轎壁和轎底組成的轎廂室與外部的轎廂框架通常是通過減振橡膠柔性連接的。因此，采用合適的減振橡膠，對于有效衰減外部振動的傳導和擴大非常重要，減振橡膠的材質、硬度、彈性系數和數量都需要經過嚴格的校核和計算，以確保減振橡膠處于最佳的適用范圍內。

2.5 共振影響

有些情況下，電梯的異常振動是由共振引起的，常見的轎廂共振通常有以下幾種：（1）曳引機的控制頻率與轎廂室固有振動頻率接近導致共振。（2）曳引機的控制頻率與轎廂框固有振動頻率接近導致共振。（3）轎廂繩輪間鋼絲繩的弦振動與鋼絲繩的嚙合頻率接近導致共振；（4）曳引輪或導向輪旋轉頻率與電梯系統固有頻率接近導致共振。

因為曳引機的控制頻率由曳引機的選型決定，通常不能隨意改變，因此通常會找到與之發生共振的部品進行對策。

情況1，轎廂室的固有振動頻率可以通過變更轎底上減振橡膠的個數或者彈性系數進行回避共振。

情況2，比較復雜，普通電梯的轎廂框架是由型材或者板材加工而成，對轎廂框加重可以降低振幅，轎廂上振動較大的部位追加補強板可以改變部品固有頻率，加重和追加補強兩種方法都可以有效地減小轎廂振動，通常會根據現場工況選擇對策方案。

情況3，與鋼絲繩的振動有關，通過追加鋼絲繩減振器的方式可以降低振動。

情況4，與繩輪的直徑和鋼絲繩根數有關，可以通過變更繩輪直徑或者增減鋼絲繩根數的方法進行對策。

2.6 電梯定期維護因素

電梯轎廂在使用過程中，必然會存在部件磨損問題，因此，相關管理人員和維修人員需要定期對轎廂進行檢查和養護。對轎頂、轎底和轎壁的安全性能、穩定性能等進行標準核查，重視對其質量的控制，若存在問題，則需及時對相關問題部件進行更換。由于在電梯轎廂的運行過程中會使用到各種滾輪和傳動鋼絲繩，因此，在對電梯常規養護時需對滾輪進行定期潤滑，對鋼絲繩進行張力調整，減少轎廂運行過程中的摩擦力，提高各連接位置的連接緊密性，以此提升電梯轎廂的穩定性。

3 結語

綜上所述，導致電梯轎廂出現振動問題的因素有很多，如曳引系統、安裝精度、導向裝置以及現場工況等。對此，為確保電梯轎廂的正常運行需及時檢查并調整懸掛鋼絲繩的張力、定期對轎廂進行檢查和養護、提高對安裝過程規范性的重視，并合理調整轎廂平衡，從而提升電梯運行的整體質量。