电梯系统垂直振动产生原因分析及控制措施

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1、电梯系统垂直振动产生原因分析及控制措施　　摘要：电梯的振动是电梯整机性能质量评价的综合指标之一，文章结合笔者多年的工作经验，对电梯运行时产生垂直振动的原因进行分析，通过钢丝绳对电梯系统产生垂直振动影响的探究，进一步提出了有效抑制电梯垂直振动的措施，并得出相关结论，以期为抑制电梯振动工作提供借鉴。　　关键词：电梯振动；垂直振动；曳引系统；钢丝绳；抑制措施　　高层及超高层建筑中，电梯已然成为了垂直方向上的主流代步工具，为人们的生活带来了巨大便利。作为人们在高层建筑中垂直方向运动的代步工具，电梯质量的好坏越来越受到人们的重视。原则上来说，安装

2、于高层建筑、超高层建筑内部垂直电梯的安全性理应是得到保证的，但是其在实际运行时难免会因某些因素影响而发生电梯垂直振动，影响到电梯运行的稳定性及安全性。针对这一问题，笔者现结合电梯运行产生垂直振动的原因，对解决、抑制措施作简要探讨。　　1问题提出及工程概况　　在电梯运行时会发生振动，其中不仅会有曳引机激振频率与固有频率共同发生的共振，同时还包括电气设施或其他机械引起的次机械振动。此机械振动不仅会造成使用电梯的乘客感到不适，而且还会威胁乘客的身体健康，具有较大危害。对于电梯的振动性能，GB/T15008―92009《电梯技术条件》3.3.5

3、条款有明确的规定。乘客电梯轿厢运行在恒加速区域内的垂直（Z轴）振动的最大峰峰值不应大于0.30m/s2，A95峰峰值不应大于0.20m/s2。乘客电梯轿厢运行期间水平（X轴和Y轴）振动的最大峰峰值不应大于0.20m/s2，A95峰峰值不应大于0.15m/s2。某电梯公司在使用国产直径10mm钢丝绳在其试验塔内进行电梯井道试验过程中，发现电梯空载上行时垂直（Z轴）振动峰值超标（图1），因此认定使用国产钢丝绳是造成电梯振动的根本原因。通过钢丝绳制造商与电梯公司现场共同调查分析，最终解决了该电梯振动的问题。　　图1使用国产直径10mm钢丝绳电

4、梯空载上行振动曲线　　笔者结合此案例对电梯振动的原因和钢丝绳对电梯垂直振动的影响进行分析探讨，期望采取相应措施有助于解决现场电梯振动的问题。　　2电梯垂直振动产生的原因　　在电梯系统的运行过程中，受到内外部因素的共同影响，振动的情况比较频繁，电梯振动主要是指轿厢振动，其振动形式有：垂直振动、水平晃动和共振。其中，垂直振动是一个需要得到重点关注的重点类型，这种振动在正常情况下，不会影响乘客的健康和安全，但当振动达到一定值，振动频率与人体频率相接近，就会引起人体与电梯共振，使乘坐人员产生身体不适，当振动幅度较大时，还会引发安全事故，因此必须

5、要给予重视，重点进行研究。　　2.1电梯振动原理9　　电梯在运行过程中，其自身结构系统会形成一个弹性系统，具有自身的固有振动频率。而曳引机作为振源，在电梯运行时，会产生激振频率，当两者的频率相等或接近时，系统便会发生共振现象。电梯振动系统分为曳引机和承重梁系统以及轿厢和曳引钢丝绳系统，其中任何一方的固有频率与曳引机的激振频率一致时，就会使电梯系统发生共振现象。振动由曳引机的曳引轮通过曳引钢丝绳传递到轿厢绳头弹簧，再传递至轿厢架、轿厢，使人感觉到在电梯轿厢内的垂直振动。　　2.2影响电梯振动的因素　　电梯振动是由多种因素造成的，其中最主要

6、的原因是机械和电气控制。机械原因占比80%，电气原因仅占10%。　　2.2.1机械原因　　机械方面的原因很多，主要有以下3个方面。　　（1）曳引机引起的振动。曳引轮机械间隙过大、曳引轮加工和安装精度差等造成电梯运行位置产生误差，从而引起曳引电机旋转失衡，造成电梯振动。在诸多的电梯振源中，曳引电机的旋转失衡是最常见的振源之一。一旦电梯系统的某阶固有频率跟曳引电机的转动频率吻合，则会激发共振现象。　　（2）轿厢曳引系统引起的振动。电梯依靠钢丝绳连接整个曳引系统，钢丝绳张力不均匀和安装扭曲都易引起电梯垂直振动。　　（3）导轨引起的振动。导轨安

7、装平直度不好、轨距偏差超标、接口不平滑、扭曲变形、工作面缺陷等都会造成电梯振动。　　2.2.2电气原因　　电气造成的振动主要来自2个方面。9　　（1）测速干扰。在电梯测速的闭环系统中一般采用光码盘作为速度反馈信号，测速反馈信号不正常是导致系统振荡和机械谐振的重要原因之一。其主要原因都来自编码器，包括与电机连接不良、受外力冲击损坏、布线不合理信号受干扰以及灰尘遮挡盘片等。　　（2）由于谐波力矩使电动机低速脉动，造成轿厢垂直振动。原因包括调节器P值过大，I值过小以及三相电压不平衡等。　　3钢丝绳对电梯固有振动频率的影响　　钢丝绳与曳引机、轿

8、厢、对重和绳头弹簧等构成一个联动的曳引系统。钢丝绳本身是一种柔性体，本文中近似地看成弹簧体进行分析。为了方便分析钢丝绳对曳引系统振动频率的影响，此处忽略其他因素的影响，把曳引系统简化为由几根钢丝绳吊挂轿厢的