电梯震动原因初步分析及其解决方案

朱国乾

摘要：在电梯的各个运行阶段都可能产生震动，如起动、制动和电梯的平稳运行时都可能发生震动，其原因很复杂。想彻底解决震动问题，就需要先找出其根源。该文探讨了电梯震动的类型，分析了震动原因，提出了有效解决震动的技术方案。

关键词：电梯震动；原因分析；措施

电梯是一种通过轿厢移动来运载物体的机电设备，在电梯的运行过程中，电梯的轿厢会随着运动产生震动，这是电梯最常见的问题。这种震动会对乘客的舒适度造成影响，虽不至于影响乘客的安全，但振动达到一定量值，且振动频率在人的敏感频带时，会使乘座者有明显的不适感，甚至会产生恐惧感。随着人们的生活水平的不断提高，城市进程发展，电梯已经像其他的交通工具一样，已经成为我们日常生活的一个不可缺少的组成部分，同时人们对电梯运行的舒适感的要求越来越高。

一、电梯展动的外在表象

随着电梯保有量的增加，电梯的运行质量成为颇受关注的问题，其中的震动，尤为突出，先来看看电梯震动的外在表象：

（一）电梯刚启动的加减速的阶段不平稳，有突然向上或向下窜动的感觉

（二）起动或停止的瞬间有“台阶”感

（三）周期震动，轿厢内还伴有明显的嗡嗡响声，甚至脚下能感觉到轿厢震动

从物体自由度的分类上，每个空间的自由物体，均有六个方向的自由度。由于电梯的轿厢是运行在两列导轨之间的物体，可以简化为具有X轴Y轴具有微量自由度，而z轴具有较大自由的物体。

二、电梯展动的类型及原因分析

（一）水平震动

1.分析

水平方向上的摇摆和震动，也就是平常所说的横向震动，主要是由导轨的弯曲或导靴的不正常运动造成的，一般情况下，乘客只对其中的低频震动较为敏感，当乘客垂直站立时会清楚的感到水平方向的低频震动，但对此方向的高频震动不是很敏感。在自由度上来分析，可以分为前后以及左右两种，即X轴及Y轴方向。

2.电梯水平震动的影响因素

（1）滚动导靴的滚轮外形；（2）井道内部的结构形状以及井道气流；（3）乘客负载的变动和轿厢的静平衡状态；砰）轿厢速度运行的不均匀等。导轨接头的台阶和间隙与导轨的不平行度和垂直度是电梯水平震动的重要原因。针对水平震动的研究，应针对导轨来进行。在轿厢的水平震动中，轿厢导靴也是其来源的一种，对于滚动导靴电梯，当导轮外缘有干扰或导轮外形不规则时，都会引发电梯震动。所以水平震动的主要根源在于：①轿厢在导轨之间的XY轴的静态平衡是否合适。②轿厢导靴是否调整到位，弹簧压力是否合适，间隙是否合适。③滑动导靴靴衬是否磨损严重，滚轮导靴轮体是否发生变形。④主副导轨的连接处是否有台阶超差。⑤随行电缆和补偿链是否弯曲变形导致受力不均匀。

（二）垂直震动

垂直震动主要是由曳引轮或导向轮、反绳轮引起的，并且由钢丝绳传递至轿厢。这种震动中的高频部分，绝大部分被轿顶绳头组合装置或轿顶反绳轮隔震装置以及轿底隔震装置隔绝过滤掉了。垂直方向上的震动在自由度的范畴上，可算作z轴震动，也可分为低频震动和高频震动，分界点是10Hz，小于10Hz的震动，是低频震动；反之即为高频震动。低频震动的根源在于：1.编码器是否连接完好，编码器线是否有被干扰；2.变频器中的电机参数是否合适；3.对重导靴与导轨的摩擦是否滑动自如；4.主副导轨是否有足够的润滑；5.导向轮和反绳轮的圆柱度是否超差。

（三）高频震动的主要根源

1.轿厢与轿架之间，钢丝绳绳头组合与轿架之间的减震橡胶的减震效果是否合适；2.变频器中的PI基值是否合适；3.曳引机电机的轴承以及动平衡是否超差。另外加减速过程中的轻微震动的根源在于：1.曳引机抱闸开闸时间，即时序的问题；2.曳引机抱闸闸衬和闸毅之间的间隙是否合适；3对重导靴与对重导轨的摩擦力是否过大以及导轨的润滑是否到位。同时，轿厢震动的根源在于：1.轿壁是否和曳引机的震动产生了共震；2.轿厢上的零部件是否和井道内的零件有刮蹭；3.轿壁与轿底以及轿顶螺栓紧固件是否连接牢固。

三、电梯展动的控制措施

（一）主动控制模型的建立

主动控制系统中，系统的设计要从受控对象的模型的建立开始。同时，在此的基础之上，确立系统对于设计方面的要求，进而对其进行形式化描述；然后选择几种或一种设计的方法进行对控制系统的设计，并且进一步的依附于模型或仿真实验来进行判别设计的控制系统是不是符合性能的要求。该设计的模型，最主要的指的是数学模型，就目前而言，现有的电梯水平震动模型，具有过于复杂或精度不够的缺陷。所以，进行震动主动控制的必要前提是建立比较系统的模型。

（二）配置传感器和作动器

传感器和作动器在控制器和受控对象之间建立了相关联系，它们的配置、制造以及设计对于控制系统而言，具有着非常重要的意义。通常用到的作动器有压电式、伺服液压式、电动式、伺服气动式、电流变流体和电磁式等等。传感器是用来从系统中提起受控对象相关的震动信息和检测系统信号等；在进行配置的时候，可以依据实际不同的需要选择比较合适类的传感器。此外，实现作动器和传感器的合理配置，舍得作动器和传感器的位置和数目在消耗量最小的条件之下，获得最好的控制效果，也是主动控制系统的一个比较重要的研究内容。当前，已经出现了许多种优化准则，比如最大化的主动阻尼耗能原则等。作为主动控制系统的执行机构，作动器在震动主动控制系统中，是一个非常重要的部件。所以，开发出一种新型的具有高可靠性、实用性强和高精准度的作动器也是主动控制系统的重要研究内容。

四、结语

随着社会的进步和科技的发展，人们对自己所居住的环境质量的要求不断的升高。随着高楼的不断建设，电梯已经成为人们生活中必不可少的交通工具。对于电梯的减震，还可以引进汽车行业的一些办法，比如说对电梯的减震系统优化，增加液压阻尼；对曳引机还可采用优化线圈设计，改进制作工艺等方法来综合处理震动问题。

參考文献：

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[3]邓成.高速垂直电梯机械模型的震动分析[J].安徽职业技术学院学报，2016，15（03）.