电梯导轨垂直度检测及对轿厢振动的影响

电梯导轨垂直度检测及对轿厢振动的影响

周哲

西继迅达（许昌）电梯有限公司河南许昌461000

摘要：随着科学技术和建筑业的不断发展，电梯凭借其舒适、快捷等优势，被广泛应用于建筑物中，在给人们带来方便的同时，也会因质量问题给人们生命安全带来威胁，为此有必要对影响电梯质量的因素进行分析。电梯导轨作为电梯系统的重要组成部分，其性能优劣直接影响到电梯系统的安全稳定运行，轿厢实际运行中易受导轨的影响产生振动，从而影响轿厢稳定运行，增加安全隐患。

关键词：电梯导轨；作用；垂直度检测；轿厢振动；影响

一、电梯导轨垂直度的重要作用

1、电梯导轨的直线度直接影响电梯运行的舒适度，因此在电梯系统中占有举足轻重的位置，其制造和安装质量的好坏将直接影响到电梯是否能够安全、平稳的运行。电梯导轨在出厂时，就必须得保证电梯导轨的制造误差控制在比较理想的误差范围内。而电梯导轨的直线度是出厂电梯导轨的主要性能标准，因此，出厂电梯导轨的直线度误差己经成为影响电梯导轨最终质量的主要因素。导轨的直线度误差表现在导轨工作面和参考面基准的不一致。在电梯安装及运行过程中，导轨的直线度直接影响安装和运行的稳定性，导轨的直线度误差过大，会造成重大的运行事故，危及人身安全。因此导轨直线度检测是电梯安装和运行以及维护过程中一项重要的工作。由于电梯导轨直线度的现场测量难度大，这使得导轨的安装和调试工作需要大量的人力物力完成，所以需要准确高效的导轨直线度测量方法。

2、电梯直线度的误差分析

直线度误差是表面形状误差中最基本的一个计量项目，是指实际被测直线要素相对其理想直线的最大变动量，其大小反映了被测表面轮廓要素的不平直程度，可用来控制表面上一条线在给定平面内或给定相互垂直的两个方向上的直线度误差；或者用来控制同一表面的两个方向的直线度误差，或者用来控制一个回转体的轴线的直线度误差。根据被测对象的不同，直线度可分为工件直线度和运动直线度。直线度误差可分为三种形式：给定平面的直线度。在此平面内能包容被测表面形貌的两条平行线的距离。给定方向上的直线度。它又可分为两种：对于给定一个方向上的直线度，指与该方向垂直且包容被测表面要素的两个平行平面之间的距离，例如导轨工作面的直线度：对于给定两个垂直方向上的直线度，指由两个相互垂直且包容被测表面轮廓要素的平面所构成的四棱柱体的截面的两边长。任意方向的直线度，也称空间直线度。它是指能包容被测表面轮廓的一个圆柱体的直径。例如圆锥体、阶梯轴等回转体零件的直线度。

二、导轨直线度的变化及测量方法

导轨直线度是属于给定一个方向上与该方向垂直且包容被测表面要素的两个平行的导向面之间的距离，常用评定方法有一下三种

1、偏差比较法

传统的方法还有偏差比较法。将电梯导轨的导向面自由状态贴靠在顶基准面F上，用目测法观察导轨导向面与顶基准面F的间隙，用塞尺测最大间隙B值，再测出该处间隙范围离该点最小距离A，则可以计算出其直线度电梯导轨项面的直线度，将导轨的项面自由状态贴靠在检测平台上，首先观察导轨顶面与检测平台的最大间隙，用塞尺测出其间隔B，和间隙最高点处离间隙范围最小的距离A，和另一端距离为c，此时只选取测量值A与C的比之，则可计算出导轨顶面的直线度。

2、垂线法

传统方法还有垂线法，主要用于单列导轨直线度的测量和矫正，使用时将角尺贴靠在导轨的两个工作面上，根据测得的导轨和铅垂线间距离x，对导轨安装位置进行调整，并测量导轨直线度上述的传统测量方法具有操作简单、工具成本低等特点，目前在电梯导轨的安装过程中仍被普遍采用。但它们也存在一些明显的不足，由于测量是手动进行的，测量效率低，而且测量精度受人员操作水平的影响较大。用垂线法建立的导轨安装基准，会受到气流、振动以及单摆效应等多方面因素的影响，很难稳定下来。另外，在电梯的测试和维修阶段，由于安装基准和脚手架己不存在，导轨铅垂度的测量需要分段进行，此时测量基准难以固定，测量误差明显增大。

3、激光准直法

现代测量方法，常采用以激光准直方法测量导轨直线度最常见的是采用激光光束作为准直基准检测导轨直线度误差，该方法不但检测快速，而且与传统方法相比，克服了精度低等缺点。有时，激光铅直仪固定于井道低坑的地面上，激光束向上发射作为测量的基准。有时，激光铅直仪固定于导轨上，激光束向上或向下发射作为测量的基准。但是，以激光准直方法测量导轨直线度，有时受到空气扰动对光束的影响，也可能存在光束漂移所产生的误差。

三、电梯导轨对轿厢振动的影响

1、依据建模法分析导轨对轿厢振动的影响

（1）为了减少导轨对轿厢振动的影响，一些学者利用七自由度动力系统建模来研究垂直振动，这种模型分析法因着重对电梯系统动态性、结构设计、振动控制和故障诊断进行分析，可以更好的分析出导轨对轿厢振动的影响。

（2）电梯轿厢水平振动分析主要以实践为依据进行定向分析，而理论方面的研究相对较少。最早的实践研究是利用自由度来构建二自由度水平振动模型的，但因空间分析能力不足，又建立了空间五自由度模型来弥补二自由度的不足之处，而因实际应用中将轿厢系统看作刚体和使用线性导靴模型，使轿厢水平振动工作不能有效落实。基于此一些国内专家在研究轿厢系统过程中，借鉴了国外轿厢水平振动系统成果，经过综合分析简化了振动系统，将轿厢梁看成壳体、轿厢架看成是强度较大的钢梁结构、减振块为线性阻尼体，利用有限元法得出水平振动低频模性和提高轿厢和导靴性能措施。

（3）有专家利用主动控制技术对轿厢水平运动进行控制，在轿厢1和轿厢2中间部位设置一个由伺服电机、滚珠丝杠和减振橡胶组成的调速控制器，能在加速轿厢运动时控制轿厢之间产生的力，以减少振动，保证轿厢平稳运行。这一模型在实际应用过程中一定程度上起到了减少轿厢振动作用，但是其沿用的却是以导靴为依据的线性模型，加之导靴系统实际运行中又易出现非线性问题，使得导轨安装测量的准确性和建模合理性得不到保证。再加上建模研究对导轨平顺度对轿厢振动的规律没有明确的规定，无法更好的分析导轨对轿厢振动的影响，而这一影响与轿厢振动有直接关系，对影响轿厢振动的电梯导轨已经成为相关研究的重点和难点问题之一。

2、依据电梯导轨测量法分析导轨对轿厢振动的影响

（1）电梯导轨测量有传统测量方法和现代化测量方法之分，两种测量方法都有不足之处，均存在一定的测量误差，成为电梯水平振动和垂直振动的影响因素之一。

（2）传统测量方法是利用垂线、直尺和调道齿来测量，这些工具简单、方便、成本相对较低，被广泛应用于导轨测量中，但因其以手工操作为主，效率较低，精度不准确。现代化测量方法中，垂线法作为轨道安装基准，应用中易受气流、振动和单摆效应的影响，无法保证平衡度，从而影响轿厢运行质量；以激光和传感器为主的技术弥补了传统测量方法的不足，其方向性较佳，受高度和环境的影响相对较小，利用激光技术可以测量基准线且能安置在不同位置来检测导轨运行状况，传感器凭借其性能稳定和实时测量优势通过传感器位置、速度及光线变换来判断导轨变化，但是这些新型的测量方法并不能对多项安装误差进行测量，仅能对同一种类误差进行检测，因而也无法保证测量效率和准确性。

总而言之，电梯导轨对轿厢振动有重要影响，导轨质量如何直接影响轿厢舒适性和运行安全质量。测量法中的传统方法和新技术各有利弊，都无法很好的保证轿厢运行质量。在这种情况下，还应该进一步研究电梯导轨对轿厢振动的影响，找出更科学合理的方法，以控制轿厢振动，减少安全隐患。

参考文献：

[1]陈志东，电梯及相关标准汇编[M]，北京：中国标准出版社，2010：371-379

[2]宋殿滨.浅议电梯运行时轿厢抖动的原因及解决办法[J].黑龙江科技信息.2011（12）.