电梯振动问题探析及对策

电梯振动问题探析及对策
发布时间：2021-11-01T05:55:20.897Z 来源：《中国建设信息化》2021年第13期作者：舒嘉杰
[导读] 不断发展的社会和经济背景,电梯更广泛使用的今天,有许多类型的电梯,
舒嘉杰
浙江省特种设备科学研究院浙江 310000
摘要：不断发展的社会和经济背景,电梯更广泛使用的今天,有许多类型的电梯,不同类型的电梯的性能也存在一定的差异,但无论电梯,电梯的振动频率控制在设计阶段,速度和其他因素,确保电梯安全运行系数符合规定标准。

电梯作为一种大型而复杂的电气设备，其运行需要复杂的系统驱动，再加上电梯运行环境较差，受外界因素影响比较大，容易产生振动问题。

电梯振动直接影响电梯运行的可靠性和安全性。

管理部门有必要找出电梯振动的原因，并采取有针对性的措施来降低电梯的振动频率，确保电梯运行的安全舒适。

关键词：电梯；振动；问题；对策
1 振动问题探析
1.1 电气原因
1.1.1 旋转编码器
目前电梯上最常见的是在电机主轴上安装旋转编码器来进行定位操作和速度测量，所以对采集的数据精度要求极高。

一旦出现编码器同轴度偏差、编码器信号被干扰、编码器损坏等缺陷，就会致使编码器输出的脉冲个数出现偏差，电梯的闭环控制系统监测到反馈的速度与系统设置固定值存在差异，控制系统就会随之去改变电梯电机的输出转矩，这个过程就会造成电梯振动。

当输出的转矩与正常转矩相差较大时，系统为了保证乘客和设备安全，电梯会报故障停止运行。

1.1.2 变频器参数
理想状态下电梯开闸运行到抱闸停车过程中的速度变化如图1所示，现代电梯的调速控制就是通过变频器对这个过程进行控制，从而降低电梯运行过程中由于加减速产生的不适感。

目前电梯调速常用的是PID控制器，用预设的理想状态曲线，对运行中的速度进行分段控制。

比例常数P可以线性改变系统偏差值，调节效果最显著，所以增加比例常数能够快速调整系统稳态误差，但是如果比例常数调节过大，系统容易出现超调，严重时甚至还会产生振荡。

积分常数I可以将系统静态误差消除，提高系统无差度，但是I值减小有可能使得系统的超调量增大，系统稳定性变差。

微分常数D增加，系统的响应速度加快，调节时间减小，稳定性增加，能改善系统调节中的滞后，但会减弱系统对扰动的抑制能力。

设定变频器PWM载波频率时，增大载波频率，可以减小电机噪声，但会增加电机损耗。

所以在电梯调试中，变频器参数设置至关重要，各个参数相辅相成，一旦设置不合理，就会造成电梯运行振动。

图1电梯运行速度曲线
1.2 机械原因
1.2.1 导轨、导靴及导轨支架
导轨、导靴及导轨支架三个部件在电梯垂直运行中相辅相成。

导轨安装垂直度偏差大，导轨接头台阶大，电梯运行起来就有间歇振动，当电梯速度越大，振动越明显，严重时还会导致电梯运行时安全钳误动作，造成导轨损伤。

现在电梯厂家一般是在速度＜2.5m/s的电梯中配置滑动导靴，在速度≥2.5m/s的电梯中配置滚轮导靴。

与滑动导靴相比，滚轮导靴与导轨之间的阻尼靠弹簧弹力调节，若是调节到位，振动会比滑动导靴小，反之则振动更大。

这就要求电梯安装初期时要保证轿厢没有扭曲，然后对电梯做静平衡调整，后期再通过调整滚轮导靴来保证运行舒适感。

另外导轨支架焊接不可靠，螺栓松动，伴随着电梯快速运行产生的风压，都会增加电梯在运行中的振动，存在严重的安全隐患。

1.2.2 钢丝绳与绳轮
GB/T10060—2011《电梯安装验收规范》第5.5.1.9条规定：至少应在悬挂钢丝绳或链条的一端设置一个自动调节装置，用来平衡各绳或链间的张力，使任何一根绳或链的张力与所有绳或链的张力平均值偏差不大于5%。

目前曳引驱动电梯普遍采用压缩弹簧的弹力来平衡每根钢丝绳所受的拉力，而安装调整过程是由人工完成的，必然存在误差。

电梯运行时钢丝绳之间张力存在较大差异会对曳引轮、导向轮、返绳轮绳槽产生不同的压力，长时间运行造成各个绳轮绳槽之间磨损程度不均匀，各槽节圆直径大小不同。

所以在相同时间内，钢丝绳运动的距离不同，从而导致轿厢振动，而且振动会越来越明显，与此同时也降低了钢丝绳和绳轮的使用寿命。

1.2.3 曳引主机
电梯的机械系统是由许多构件组装而成的，本身自有一定的振动频率，一旦其他因素的综合振动频率与之相吻合，即产生共振现象，而曳引机恰恰是最易产生共振现象的构件。

曳引机造成的振动原因主要是安装初期主机的固定，很多厂家对减震垫的安装有特殊要求，像日立电梯及西子奥的斯电梯，主机放置工艺经常采用二级减震措施来减少电梯的运行振动。

除此之外，主机抱闸调整不当导致开闸间隙太小，电梯运行过程中，由于制动轮与闸瓦相互摩擦，电梯也会产生振动。

2 电梯振动的应对措施
2.1 调整电梯系统
电气系统造成的电梯振动问题方面，重点是要做好前期安装调试工作和后续维护工作。

详细检查电源、接地装置、控制板、接触器（输入输出）、控制线、信号线等环节，针对电梯规格、型号科学选择变频器、编码器，这样可以从根本上降低电梯振动情况。

同时，一旦因为电气系统造成电梯运行振动问题，需要对曳引机减速器、旋转编码器轴向连接弧度进行调整，采用接地性能较好的屏蔽线，旋转编码器接线必须要保证质量，这样才能够提升旋转编码器脉冲输出数的精度，正确反映电梯转速信息，保证控制板接受信息的可靠性，加强电梯运行控制质量。

2.2 优化机械问题
（1）导靴与导轨方面。

加强日常电梯检测工作，分析导靴、导轨的运行状态，检查靴衬和导轨之间润滑度是否达标，确保接触表面有足够的润滑剂。

在日常检查中，如果发现二者接触面润滑剂出现了凝固或污染情况，要立即清除和更换。

调整导靴和导轨之间的间隙，如
果出现了导靴变形问题，在无法调整的情况下要更换导靴。

此外，导轨平行度、垂直度也会造成振动问题，需要定期检测，观察导轨表面是否足够光滑、有无锈蚀问题，特别是导轨拼接位置是否有凸起。

这样即可保证轿厢处于良好的运行环境中。

（2）调整制动器。

电梯在运行中需要反复地启停，长期以往，势必会造成制动闸瓦磨损问题，同时制动器在反复启停过程中，铁芯也会受到不同程度的磨损和卡阻，如果铁芯性能不足需要及时更换。

制动闸瓦如果磨损较为严重，也要将其更换，之后调整制动臂，保证制动轮和制动闸瓦之间保留一定孔隙。

此外，还要对制动弹簧性能进行检测，确保预紧力达标。

这样制动器即可处于良好的运行状态中，避免带闸运行。

2.3 曳引装置
（1）钢丝绳调节。

保证电梯钢丝绳的质量、柔韧性、耐磨性符合使用标准，同时采取相关措施控制钢丝绳摆动幅度，要与弹簧性能保持一致。

电梯安装人员在电梯安装中做好检验工作，使用瘫痪称测量，根据电梯使用要求调整钢丝绳，保证钢丝绳张力不超过标准张力参数的5%，这样即可保证钢丝绳的受力条件，减少因为钢丝绳问题造成的振动问题。

同时，针对钢丝绳使用年限，每年要对钢丝绳拉力进行检测，如果拉力不达标要更换钢丝绳，根据电梯不同的运载条件通常在3～7年更换一次。

为了避免钢丝绳应力不足带来的风险，需要管理人员对电梯运行状况进行实时跟踪检查，及时发现问题，及时解决问题。

（2）轿厢检查。

电梯振动大部分都是因为曳引系统，这就要从根源上解决问题，对于流水线性气动格局轿厢，需要减少井道内轿厢、空气之间的摩擦，从而减少电梯振动量。

在电梯安装前，要检查轿厢重心和各个部件质量、安全性，全都达标后再安装。

在曳引系统安装完成后，定期对曳引轮、钢丝绳进行润滑保养，减少运行摩擦量。

定期检查螺栓等连接、紧固装置性能，如有松动立刻紧固，磨损严重的部件给予更换，从而降低不良影响。

结束语
引起电梯振动的原因纷乱杂多，严重情况下会危及设备和人身安全，在检验过程中需具体情况具体分析，才能解决好问题，使设备安全可靠运行。

参考文献
[1]电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯：TSGT7001—2009[S].北京：新华出版社，2017.
[2]全国电梯标准化技术委员会.电梯技术条件：GB/T10058—2009[S].北京：中国标准出版社，2009.。