施工升降机运行时振动噪音分析研究

王建军，崔德刚

（徐工集团徐州建机工程机械有限公司，江苏 徐州 221007）

施工升降机是我国城市和城镇化建设中不可缺少的装备，从我国经济发展长期向好的角度看，城镇化建设与发达国家的差距、保障性住房的建设及基础设施的大规模投入，使建筑机械依然有着良好的发展前景，并且国家政策规定高于30m以上的楼房施工须使用SC型施工升降机，施工升降机发展趋势是高品质、多元化、高附加值的产品。

目前市场上生产施工升降机厂家众多，质量良莠不齐，存在使用上的不足和缺陷。对于用户而言，其所关心的是产品的使用安全性、可靠性、装拆的便捷性、运输的方便性以及性价比等。在使用的过程中，产品的振动和噪音也是客户尤为关注的一个问题。振动大、噪音高不仅使工作人员产生不舒适感，也严重影响了设备的安全运行，因此分析研究施工升降机运行振动和噪音的问题十分的重要。

1 问题的产生

施工升降机产生振动和噪音的原因主要有以下几个方面。

1.1 齿轮、齿条和背靠轮碰撞的因素

传动机构上的小齿轮通过和导轨架上的齿条啮合进行传动来实现吊笼的运行。如图1、2、3所示，齿轮和齿条之间啮合，两者之间有0.3～0.5mm的间隙，齿条和背靠轮之间有0.5mm的间隙。在吊笼运行时，小齿轮不可避免的会随机摆动，加上驱动框的晃动，齿条会与背靠轮碰撞摩擦从而产生振动和噪音，这是升降机振动和噪音产生的一个主要来源。随着不断使用，磨损量的增加，齿轮和齿条之间的间隙逐渐增大，振动也就随之加剧。

图1 传动机构

图2 齿轮和齿条间隙

图3 齿条和背靠轮间隙

在此过程中，齿条质量也至关重要。齿条生产完毕后需要放置一段时间待其中的应力释放完全后再进行调直，但是有的厂家质量把关不严以及急于发货，待产品生产完毕后直接销售，导致齿条直线度不符合要求，齿条与齿条之间各个方向的阶差过大，滚轮经过时便产生振动和噪音。

1.2 标准节主弦杆质量的因素

标准节主弦杆目前主要有无缝钢管和焊管两种形式。由于无缝钢管采用冷拔工艺，很容易导致主弦管外壁不圆，因此在标准节对接的时候很容易产生阶差，当吊笼经过时便会产生振动和噪音，这也是一个主要的振动源。随着技术的发展，人们逐渐采用了焊管代替无缝钢管，因为焊管使用板带弯曲对接拼焊而成，板带的平面度较好，从而可以在很大程度上提高主弦杆外壁的不圆度。并且由于焊管的成本低于无缝钢管，因此大有焊管取代无缝钢管的趋势。

1.3 装配调试精度的要求

安装调试中一个非常重要的步骤就是调整传动小车和吊笼上的滚轮与主弦杆之间的啮合。对于传动小车和吊笼上的滚轮有着不同的调试要求，传动小车上滚轮与主弦杆之间必须有约0.5mm的间隙，以缓解因动力原因产生的窜动，减少齿轮与齿条、滚轮与主弦杆之间的硬摩擦。

然而对于吊笼，其上的滚轮与主弦杆之间啮合时不能够有明显的间隙，因为一旦有间隙，吊笼运行起来时便会晃动，产生振动和噪音。理想的调整方式是使滚轮与主弦杆之间达到一种似动非动的状态，如此一来，既能保证滚轮的正常滚动，也能很大程度上消除吊笼的晃动。

但是在现场安装的人员往往由于技能方面欠缺，不能满足安装精度的要求，如果调整后的尺寸过小则会造成吊笼运行时与阶差位置的冲击，加速背靠轮、齿条以及滚轮的磨损，如果尺寸过大,则会造成吊笼的晃动，增大冲击。

1.4 加强维修保养

当吊笼使用较长一段时间后，背靠轮和齿条之间，滚轮和主弦杆之间的磨损会加剧，两者之间的距离会加大，使用者应该定期检查及时调整间隙，并及时给轴承加注润滑脂。若保养到位，质量好的背靠轮和滚轮的使用寿命一般在一年左右。若不注意调整，则设备会随着间隙的加大导致晃动加大、冲击加大，从而引起进一步的磨损，导致恶性循环。

1.5 控制系统的因素

控制系统性能的好坏也对整机运行的振动和噪音有一定关系。由于施工升降机电动机的制动系统由其内部结构决定了只能是瞬时制动，不能渐进制动，因此只有在控制系统的设计上寻找突破口来减缓吊笼起止动时的冲击，一般是在上升制动过程进行延时处理。

此外，变频调速系统也可在很大程度上减缓吊笼运行时产生的振动和噪音。因为变频器的使用，可以极明显的实现慢启动、慢就位，并且无极调速的使用更可以有效的改善低高速换挡时产生的冲击，减轻了振动和冲击，有效降低了磨损，噪音也就有效地得到了降低。

2 改进方法

1）售后服务人员要经常对各自负责的设备进行定期回访，时刻调整背靠轮和齿条的间距，各腰滚轮和主弦杆间隙，使冲击降到最低。同时还要定期在小齿轮和齿条之间、腰滚轮和主弦杆之间涂抹润滑脂。实践证明，润滑脂的使用同样明显的改善了设备的运行状况，减轻了结构件的磨损，从而根本性的减少了冲击，降低了噪音。

2）标准节工装的精度保证亦很关键。如果工装精度达不到要求，则在标准节对接时便会有可能出现错位阶差。同时，齿条也是在标准节工装上定位的，若定位不精确，齿条与齿条之间同样也会产生较大错位阶差。

3）在装载货物时，工地人员需要注意不能偏载，若偏载则会加重一侧滚轮与主弦杆之间的磨损。此种防范措施除人员控制外，集成在控制系统内的超载保护器要具备防偏载功能，当吊笼上的两个测力传感器之间的受力相差0.5t时便采取措施，停止吊笼的运行。待笼内货物较均匀布置后再恢复运行。

3 结 语

针对施工升降机振动和噪音问题，制造厂家应从设计、工艺、装配、安装调试等方面下功夫，同时指导用户规范维护保养，形成有效的质量保证管理体系，不断提升施工升降机的运行平稳性和安全性，延长使用寿命。