施工升降机吊笼抖动的成因分析及减消措施

张成亮

（山西省工程机械厂,山西 太原 030003）

施工升降机作为是垂直运送建筑材料和人员的高效率施工机械，在建筑行业运用日益广泛。近年来随着制造单位和使用单位对施工升降机运行舒适度的要求越来越高，吊笼运行过程中的抖动问题也成为了行业内普遍头疼的问题之一。现结合实际设计、检验工作的经验，就造成施工升降机吊笼运行中抖动的成因及减消措施进行系统的总结分析，仅供参考。

1 吊笼抖动成因的分析

吊笼运行中产生的抖动成因比较复杂，有时为单一因素造成的，有时候则是由多个因素造成的。但总结下来大体有以下四大方面成因。

1.1 设计方面

根据吊笼抖动会发生传递和扩散的机理分析，技术人员在吊笼抖动问题的优化设计中应进行细化考虑。主要有两个方面。

（1）对于外置式驱动施工升降机，驱动外架和吊笼联接多为传统的刚性联接，即左右联接点为销轴联接或插入式连接副。吊笼在运行过程中受到的冲击和震动时，联接点形位误差和负载受力点所产生的反作用力会传递和扩散至整机，从而放大吊笼抖动的冲击源。

驱动外架和吊笼的联接变更为柔性联接单元，可有效地减消这一方面问题。加入柔性联接单元的型式有很多，在这里简单介绍一种柔性联接单元（如图1），以供举一反三。该单元安装于驱动板与吊笼的中心位置上，由于采用了十字连接座，在平行和垂直于驱动板的两个平面可实现双向自由度的柔性联接，有效减消了驱动板和吊笼间刚定联接所产生的运行冲击和振动的传递。左右联接点的联接功能（或包含数字重量限制器功能），转移至图中中间A部分后，变更成了正常运行时不起作用的安全联接功能，可以有效消除驱动外架和吊笼间刚性联接所产生的运行干涉，减少冲击和震动传递。

（2）对于运行过程中的吊笼受到冲击和振动时，滚轮发生形位误差和负载受力点所产生的反作用力，也会放大传递和扩散至整机。故技术人员在滚轮优化中可考虑加入蝶簧等柔性元件，或采用钢丝耐磨橡胶代替钢件的新材料运用上进行设计，可以有效减消吊笼运行抖动的问题。

1.2 制造加工方面

吊笼运行中的冲击源主要有两个：一是滚轮与导轨架滚动摩擦时的不平衡惯量；二是齿轮与齿条的啮合副。故在制造加工过程中应着重细化控制以下三方面的加工工艺要求。

（1）导轨架的制造加工

分析：导轨架由若干节标准节连接组成，既是施工升降机的塔身，又是吊笼运行过程中滚轮、齿轮的运行轨道，其精度和互换性是整个导轨架精准度控制的核心。如果标准节之间不能同时满足主弦杆处的阶差和连接间隙要求，以及齿条接口处的阶差和连接间隙要求，会使吊笼滚轮或背轮沿导轨架运动时经过接口处时振动，从而加强吊笼运行中的冲击源，造成吊笼抖动。

图1 柔性联接单元

图2 空载试验调节间隙

措施：设计能多项控制的定位组焊胎具，利用选择圆度好的主弦杆、定时调校数控胎刀和焊胎、出胎对接焊接等加强控制，减小导轨架及齿条接口处的阶差。如发现对接接口阶差较大，不符合 “主弦管接口处错位阶差不大于0.8mm，齿条连接处相邻两齿条周节误差不得大于0.6mm，齿高方向的阶差不得大于0.3mm”的检验标准规定的，应立即查找原因并及时纠正。

（2）滚轮质量

分析：中、低速施工升降机每个吊笼及驱动外架一般共设有16或18个滚轮，高速施工升降机一般达到20或22个。为弥补吊笼和驱动外架制作过程中滚轮安装定位板的制作误差，以及驱动机构安装过程中的人为误差，需要滚轮设计为水平偏心轴且可轴向窜动的结构型式。如果滚轮直径超差或短差过大，则会使吊笼和驱动外架上起承载作用以及导向作用的滚轮调整困难；同时，滚轮表面加工粗糙或外形曲线不圆滑，也会使施工升降机吊笼在运动时滚轮与导轨架立柱管之间的摩擦力会加大、保持性不够，从而加强吊笼运行中的冲击源，造成抖动。

措施：滚轮制作过程中加强检验，保证滚轮的结构尺寸、表面粗糙度、偏心轴调节量、轴向窜动调节量以及轴承安装面粗糙度、配合公差和轮面径向跳动偏差等要求与图纸相符合。

（3） 驱动板的制造加工

分析：驱动机构驱动齿轮轴线与齿条齿形所在平面的平行度，是控制齿轮与齿条啮合副冲击源的核心。驱动板下料、焊接过程中受热容易变形，孔加工工序前必须先进行调平处理，保证成品齿面径向跳动偏差在检验标准规定范围。否则，齿轮与齿条达不到均匀的线接触，会造成啮合运动不平衡，加快齿轮或齿条的磨损，引发吊笼运行中的冲击源，造成抖动。

措施：通过对驱动板孔加工前调平处理的测校，水平度得到严格控制，再对减速机止口处进行0.5～0.8mm的锪平处理，以保证齿轮中心线与驱动板平面垂直度要求，从而提高齿轮、齿条的啮合精度。

1.3 空载试验方面

由于上述制造加工中的这三方面影响整机振动的制造因素，空载试验调试如果不够精准，必然会将这三方面因素引起的冲击源放大，从而引起吊笼运行中的抖动。

空载试验调试必须存在于厂内和厂外两个过程中（如图2）。厂内作为宏观的标准试验台调整，厂外则利用专用工具针对制造因素的差异进行微调。一般通过调节使齿轮与齿条啮合时齿底的间隙在2mm左右，导轮与齿条的间隙不应太大，在0.2～0.5mm，滚轮与导轮的间隙也要控制在0.5mm。空载试验要求升降机运行应该平稳，无异响，无明显的振动。

1.4 维护保养方面

（1）施工升降机采用开式齿轮齿条传动，而开式传动中的齿轮副是外露的。由于施工升降机使用工况比较差，再加上使用单位时常存在随人开动、不注重润滑保养的现象，易造成施工升降机驱动齿轮及滚轮和背轮的磨损，从而形成冲击源，造成吊笼抖动。

使用单位应采用少量多次的润滑方式，即一次润滑量并非越多越好，油量过多会沾染上建筑杂渣，并起到润滑的反作用，保养维护人员应重在润滑频率。

（2）施工升降机驱动减速机和防坠安全器的日常润滑也不容小视。减速机内齿轮油量不足，尤其在三驱动机构中反应明显，易造成涡轮蜗杆啮合时过热加速磨损，使驱动齿轮啮合运动不同步，成为新的冲击源。

（3）施工升降机在使用中，应按《产品使用说明书》规定及时进行维修和保养，注意检查联接件的紧固状况。若导轨架连接螺栓松动或附着架螺栓松动，会使导轨架的整体刚度降低，滚轮及齿轮运动受力不平衡，放大冲击源。

结语

总之，施工升降机吊笼抖动有设计、制造、调试及维护保养等多方面的因素，而有些是由两种或多种原因共同作用的结果。只有从以上成因一一入手，强加控制管理，才能有效地降低或消除施工升降机吊笼运行中的抖动问题。

[1] GB/T10054-2005，施工升降机[S] ．

[2] 董刚，李建功，潘风章．机械设计．北京：机械工业出版社，1998．7．