探讨引起电梯系统振动问题的机械因素

探讨引起电梯系统振动问题的机械因素
摘要：随着社会经济的发展，人们生活水平日益提高，对生活质量的要求也随
之提高。

而电梯作为寻常百姓接触最多的特种设备，在给人们生活带来方便之时，其安全问题以及舒适感问题也成为了社会关注的焦点。

本文从引起电梯系统振动
问题的机械因素分析入手，并在基础上提出控制电梯系统振动的有效策略。

希望
通过探讨，能够为相关方面的研究提供理论性的参考。

关键词：电梯系统；系统振动；机械因素
引言
随着人民群众生活水平的提高，电梯已经是人民群众日常生活中的重要组成
部分了，因此，人民群众对于电梯的运行的安全性和稳定性的要求非常高，但是，在电梯的运行过程中，难免还是会存在不足和缺陷，那么，如何解决这些不足和
缺陷就是我们现阶段首先要解决的问题，根据目前我国电梯安全的现状，还是有
很多需要改进和完善的地方，因此，对电梯机械系统振动的因素与解决方式进行
研究极有必要。

1电梯机械系统的工作原理
1．钢丝绳；2．导轮导靴；3．导轨；4．轿厢；5．垫块；
6．桥架；7．传感器；8．电磁铁；9．激励凸轮
图1电梯系统结构示意图
根据日常电梯的使用情况，大致可以分为两种工作状态：第一种，电梯的升
降系统，是根据电动机来带动曳引轮进行运转，然后对曳引钢绳进行牵引，使得
电梯厢和对重两者分别连接到曳引绳的两端，在电动机系统运转变速时，则产生
减速器在进行曳引，进而引发曳引轮的转动，对重和电梯轿厢的升降运动都是由
曳引绳和曳引轮两者之间相互摩擦而产生的牵引力，最终达到电梯升降运输的目的。

第二种，电梯的维护系统，其主要就是在电梯运转的过程中出现的问题或在
电梯进行定期检修的过程中进行维护，其主要目的就是为了控制电梯在良好的状
态下进行工作，避免发生安全事故。

电梯系统结构示意图具体如图1所示。

2．电梯系统振动问题的机械因素分析
2．1曳引机方面的机械因素
一般情况下，电梯振动问题的根源性因素在于曳引机的机械运动。

曳引机大
体上可分为两类：有齿轮曳引机和无齿轮曳引机。

在有齿轮曳引机中，引起电梯
振动的因素来源于：蜗轮蜗杆的制造、安装以及轴承的精度。

在蜗轮的加工与装
配过程中，一旦出现问题，则无法实现蜗轮进出的正常啮合，所以蜗轮蜗杆之间
会因为冲击而形成振动，在此过程中，如果加工装配所存在的误差越大，那么其
所引起的振动效果也就越强。

此外，当电梯使用年限较长时，蜗轮蜗杆会在运动
过程中和齿轮之间产生摩擦，因摩擦的积累致使受损，进而会使电梯出现台阶感
的振动效果。

在无齿轮曳引机中，主要应用了永磁同步电机，永磁同步无齿曳引
机是直接驱动，没有蜗轮、蜗杆传动副，因此也能很好避免像有齿曳引机因蜗轮
蜗杆传动而产生的机械振动，永磁同步电机也是现在电梯市场中主机的升级趋势，除一些如货梯外用户也更愿意选择无齿轮曳引机，不仅确保了电梯的安全，还提
高了电梯的舒适度。

针对曳引机机械因素所产生的摩擦，除可以选择使用高质量
的曳引机外，在安装的过程中也要确保主机固定位置正确、无晃动隐患，从而避
免因曳引机所引起的振动问题。

2.2减速器的密封圈因素
如果电梯减速器的密封圈有损坏，就会对电梯的减速装置造成影响，在电梯运行中，就会让使用者感觉到电梯下降过快，减速慢，站不稳等现象。

而且，不仅仅是在电梯的振动与稳定性上有问题，还会增大电梯夹层之间摩擦的声音，产生刺耳的噪音，严重影响人民群众对于电梯的日常使用。

2．3电梯轿厢的平衡度因素
静止和运动是电梯的两种状态，由此可知，电梯的平衡度也分为动平衡和静平衡两种，动平衡表现在电梯运动的时候，导轨与导靴相互摩擦会产生振动、不稳定的感觉，静平衡表现在电梯静止的时候，由于电梯轿厢的不平衡，会导致轿厢的受力不均匀，就会出现电梯系统的振动、不稳定现象。

2.4导轨与导靴的因素
导轨与导靴对于电梯系统振动的影响，主要是在电梯下降的时候，如果表面粗糙程度过大或者导靴的零件缺失，都会引起电梯系统的振动问题，并且，一般出现这种问题的时候，就代表着电梯的导轨或导靴需要更换了，如果更换之后，电梯还是会有振动、不稳定的情况，那就应该是其他机械因素造成的。

2.5钢丝绳因素
如果钢丝绳张紧不均匀，使得某几根钢丝绳绷紧、某几根钢丝绳宽松，那么就会使电梯在运行中因钢丝绳受力不均匀而造成轿厢异常
抖动。

在这时受力较大的曳引轮绳槽会加快磨损，形成节径差，而后又引发绳间相对滑移，加大对电梯运行中的振动和噪音的影响，并且这种影响是难以调节的。

同时，电梯轿厢抖动会降低钢丝绳和曳引轮的安全性，缩短其使用寿命。

此外，钢丝绳放气不足也会导致电梯运行振动。

如果在电梯安装前没有对钢丝绳进行放气，那么就会造成钢丝绳扭曲变形，引起电梯振动，影响乘坐电梯的舒适感。

3控制电梯系统振动的有效策略
3.1抑制振源的方法
通过分析可知，电梯系统绳轮的偏心、曳引机的输出波动等因素是引起电梯垂直振动的主要振源，而引起电梯水平振动的振源主要有电梯导轨轮廓形状偏差以及导靴误差等。

鉴于此，可从通过以下方法来减少振源，进而达到控制电梯系统振动的目的。

其一，减少曳引机自身转矩和转速的波动变化。

具体可以采取基于电流预测的死区效应补偿方法来解决这一问题，通过该方法能够使电梯在电机励磁电流频率6倍频的振动幅值获得有效消除；其二，减小轮偏心。

想要有效减小绳轮偏心，就必须在转轮安装过程中，进行严格的静平衡和动平衡，借助该方法能够是绳轮偏心有效减小，可以达到降低振动发生几率的目的；其三，提高导轨的安装质量。

当导轨表面过于粗糙或是接头位置处的质量不合格都容易引起电梯系统横向振动。

为此，除了在加工制造时严格控制生产质量，降低导轨的形位公差以及尺寸误差之外，还应当在实际安全过程中，提高安装质量。

3.2隔振方法
在电梯系统隔振设计的过程中，可以采取如下措施减少振动：
3.2.1对曳引绳的张紧力进行均匀分配
相关研究结果表明，曳引绳与曳引轮的使用寿命会由于绳张力分配的不均匀而缩短，这样一来便容易引起电梯轿厢垂直振动超标。

为了准确估算出曳引绳的张力，可以用手激振曳引绳，并按照其波动时间对张力进行估计，由此便可得出曳引绳张力与波动时间的关系，该方法常被用于超高速电梯的隔振设计当中，是
一种非常有效的方法。

3.2.2导靴参数的优化调整
通过对导靴参数进行优化调整也能够起到减振的作用。

要合理确定导靴的间隙，并进一步提高导靴内衬材料的强度和刚度及耐磨性。

同时，还可调整滚动导
靴弹簧对滚轮的预压缩量。

此外，提高滚轮外缘橡胶的强度和耐磨性，能够起到
降低滚轮塑性变形的作用。

3.2.3对轿架和轿厢进行优化设计
为了减低轿架和轿厢对电梯振动的机械影响，应当在其设计过程中，利用有
限元模型进行设计参数优化，借此来使两者的共振频率，尤其是轿厢的频率避开
电梯系统可能产生的激振频率，这样便可以有效消除共振问题，从而降低振动的
发生几率。

3.2.4合理选择阻尼
可以通过对电梯系统上减振橡胶的阻尼进行调整，即合理选择橡胶类型与几
何参数，从而使人体敏感频段的振动能量获得有效耗散，这样便可以解决由人体
引起的电梯机械振动问题。

3.3加强检查维护
通常情况下，电梯系统一般都是在运行一段时间之后，才会出现振动问题，
这是因为，在电梯不断运行的过程中，某些部件会随着使用而出现变形，由此便
容易引起电梯振动。

所以应当加强对电梯的检查与维护。

对于检查中发现的不符
合要求或是超标的部件要及时进行维修或是更换，这样能够有效确保主要部件的
强度和硬度，由部件变形问题引起的振动便可以基本消除。

4总结语
综上分析可知，电梯的振动问题主要是受曳引机等机械因素的影响，这些影
响也会严碴地妨碍人们的日常出行以及人身安全。

因此，要采取相应的维护措施
对电梯系统进行调节与改善，随着电力技术的不断完善，对于电梯系统的技术也
应该不断地进行更新与升级，争取做到满足人民群众所有的要求，创造一个安全的、舒适的电梯环境。

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