齿轮齿条式施工升降机振动解析

齿轮齿条式施工升降机振动解析

摘要：施工升降机是一种重要的垂直运输机械，在建筑施工中主要起着载人载

货的施工作业，齿轮齿条式施工升降机具有良好的承载能力，广泛使用在高层建

筑装修、桥梁等施工。这也使得齿轮齿条式施工升降机的振动解析受到广泛的关注。本文通过建立合理的振动力学模型，并对其不同载重和不同位置进行合理分析，了解不同载重和不同位置时系统的固有频率的变化趋势，为相关工作提供参考，从而确保齿轮齿条式施工升降机的施工安全。

关键词：齿轮齿条式；施工升降机；振动解析

齿轮齿条式施工升降机在高层建筑施工、烟囱和桥梁施工中有着十分重要的应用。但随着齿轮齿条式施工升降机的不断应用，升降机振动的问题就变得备受关注，升降机产生振动会

影响建筑施工安全，引发安全隐患，通过对齿轮齿条施工升降机振动进行分析，了解振动发

生的原因，进而提高施工升降机的安全性和稳定性，降低升降机故障的发生，提高建筑施工

安全系数。

一、齿轮齿条式施工升降机

齿轮齿条式施工升降机是一种制造与安装、结构较为紧密的施工升降机，且具有重量轻、造价成本低、安全系数良好、性能优越的施工升降机。拥有多个输出齿轮和齿条。输出齿轮

主要由一个电机进行带动，并由全部输出齿轮和齿条啮合。从而实现升降机的工作。如：SC

型齿轮齿条式施工升降机主要是由天轮、天轮架、齿条、钢丝绳、吊笼等构成的。通过布置

在吊笼上的传动装置中的齿轮与布置在导轨架上的齿条相啮合，实现吊笼的上下运动，最终

实现升降机的正常工作，达到货料和相关人员的运送工作。

二、引起齿轮齿条式施工升降机震动的问题分析

齿轮齿条式施工升降机振动分析，需要建立合理的振动力学模型，并根据相关方程分析，获

得系统固有频率与载荷大小和吊笼的位置变化有关，低阶固有频率受吊笼位置的影响不大，

受载荷的影响较大；高阶固有频率受吊笼位置影响较大，受载荷的影响不大。

最终得到：1）低阶固有频率对吊笼处在的位置不敏感，第一、二阶固有频率随吊笼高度

的改变变化不大；高阶固有频率随着吊笼位置的改变其数值存在较大的差异，第三阶固有频

率随吊笼高度的增加呈不规则抛物线变化。2）低阶固有频率随着载荷的增加而减小，高

阶固有频率受载荷的影响不大。3）空载时系统对初始条件的响应随吊笼高度的增加而减小，满载时随高度的增加而增大，满载的吊笼处于施工升降机顶部时，系统对初始条件的响应最大。

（一）齿轮、齿条之间啮合引起的震动

齿轮、齿条之间啮合引起的震动主要是由于二者之间有着0.2～0.6mm的间隙，这个间隙

是为了确保施工升降机在正常工作时，吊笼上下移动不会出现齿轮、齿条之间的卡死。但，

这二者之间留有缝隙，会使得在正常的吊笼上下运作时，齿轮和齿条的摆动，也就会导致靠

背轮与齿条背面相互撞击，随着撞击的不断发生，就会引起齿轮、齿条式施工升降机的振动，随着振动的同时，还会有噪声的产生。噪声还能将提施工升降机的振动情况进行充分的反映。噪声越大，齿轮齿条式施工升降机的振动越大。同时，随着齿轮齿条式施工升降机的不断使用，齿轮、齿条之间的摩擦不断加大，就会导致齿轮和齿条之间的缝隙不断加大，就会引起

齿轮齿条式施工升降机的振动不断加剧。

（二）标准节主弦管对接错边引起的振动

齿轮齿条式施工升降机的标准节主弦管在使用的过程中不但起到承受外力的作用，还起着导轨导向的作用。同时标准节主弦管具有较高的设计标准，其外圆误差值在0～0.2mm以内。由于这些误差值的存在会使标准节主弦管在对接时产生错边。一旦错边产生就会引起齿轮齿

条式施工升降机的振动。

（三）安装不够规范引起的振动

齿轮齿条式施工升降机在安装时，由于靠背轮、传动轮与齿条之间的间隙有较高的安装精度要求。就使得齿轮齿条式施工升降机安装需要做足检查检验工作，确保相关精度，但在实

际的齿轮齿条式施工升降机安装过程中，由于施工现场安装人员缺乏先关安装经验和良好的

检测手段，导致齿轮齿条式施工升降机安装，的相关精度不能达到要求。而这些微小的误差

就会造成齿轮齿条式施工升降机整体运行时，造成标准节主弦管错边和齿轮、齿条之间过大，也就必然会导致齿轮、齿条之间的摩擦，造成而在之间的缝隙加大，啮合量减少，磨损加大。引起齿轮齿条式施工升降机的振动。

（四）维护工作不及时不彻底

齿轮齿条式施工升降机的使用时，相关构建的磨损是在所难免的，因此，就需要做好相关维护保养工作。但如果保养单位在齿轮齿条式施工升降机使用过程中没有及时对齿轮齿条之

间的间隙调整或齿轮的更换，就必然会造成齿轮与齿条之间的缝隙加大，会引起齿轮和齿条

之间的啮合能力下降，齿轮与齿条之间的磨损加大。最终引起齿轮齿条式施工升降机的振动。

三、引起齿轮齿条式施工升降机震动的处理办法

（一）确保齿轮齿条式施工升降机齿轮、齿条质量

齿轮齿条式施工升降机的振动主要是由齿轮、齿条之间的间隙引起的。因此，在进行齿轮齿条式施工升降机齿轮和齿条的选择上，需要严格控制齿条和齿轮的质量，并将二者之间的

空隙定在最优的工作位置，既能确保齿轮齿条式施工升降机正常工作，还能降低二者之间的

摩擦。并在确保二者啮合的情况下，降低二者之间的摩擦。还能通过施加一定的预紧力，使

得齿轮和齿条之间紧密接触，消除二者之间的间隙，最终实现齿轮在齿条上进行滚蛋。从而

降低齿轮齿条式施工升降机的振动，还能降低齿轮齿条式施工升降机噪声的产生。

（二）控制标准节主弦管的对接缝隙

首先需要选择误差较小，并对圆管的外径进行统一选择，选择具有相同规格和误差的圆管，确保外圆管的外径尺寸相同，进而促进标准节主弦管对接时，不会产生错边的情况，从而消

除齿轮齿条式施工升降机的振动。但由于加工时的存在误差，使得错边问题不能得到绝对的

解决，需要根据实际情况，将圆管外径的误差降到最低，控制在极小的允许范围。

（三）加强齿轮齿条式施工升降机安装管理

在进行齿轮齿条式施工升降机安装时，需要具有相关工作经验和实际操作的专业人员进行齿轮齿条式施工升降机安装工作，从而确保靠背轮、传动轮与齿条之间的间隙的精度要求。

同时，还要确保标准节主弦管安装的精度要求。还要将这些误差控制在一定的范围内，降低

因人为因素带来的误差，降低齿轮齿条式施工升降机振动的情况。

（四）加强平时的养护与维护

齿轮齿条式施工升降机的维护和保养工作是解决齿轮齿条式施工升降机振动的重要方法，对于空隙过大的齿轮和齿条，需要及时的进行调整，降低二者之间的空隙，对于磨损较大的

齿轮和齿条、需要做好及时的更换工作，从而确保齿轮齿条式施工升降机的正常工作，降低

因为维护不善带来的安全隐患。同时，还要规范齿轮齿条式施工升降机的相关工作流程，降

低因不良操作因素引起的安全隐患。

结束语

通过对齿轮齿条式施工升降机振动的因素进行分析，并对引起的振动的原因进行相关处理，从而降低齿轮齿条式施工升降机的振动，降低齿轮和齿条之间的磨损，提高升降机的使用寿命，最终实现齿轮齿条式施工升降机的使用安全。

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