电梯轿厢振动分析和对策分析

电梯轿厢振动分析和对策分析

张翼

广东省特种设备检测研究院顺德检测院528300

摘要：电梯作为高层建筑常见的垂直交通工具，已经被广泛地应用各种各样的建筑工程中，对提高出行效率、提升生活品质意义重大。电梯振动现象在日常使用、安装、大修改造、维保等情况下经常会出现，振动原因往往不能一锤定音，需要逐处排查，解决起来非常麻烦和困难。要使电梯使用更安全、更舒适，就必须加强这方面的关注，主动寻找在使用过程中存在的大振动问题，从专业的角度进行深入的分析，针对各种问题的原因进行调整和优化。争取从根本上来消除存在的隐患。本文将工作中遇到的电梯振动原因进行分析、解决方案及预防措施进行探讨。

关键词：电梯轿厢；振动分析；对策

1、引起电梯振动的原因分析

电梯振动是由多种因素造成的，一般可将其归结为机械故障和电气故障。在各种振动中，约80%是由机械引起，10%是电力。有60%以上的原因是维修不好或使用不当，20%是由于元件老化或损坏造成的，20%是由于安装的质量问题。

1.1导轨与导靴诱因

导轨导靴作为电梯运行的重要组成部分，是引起电梯运行振动的主要因素之一。

主导轨接头间隙和台阶平整度。根据国家标准（GB/T 7588-2020），如果导轨接头有安全装置，导轨接头之间的间隙不应超过0.5mm，台阶不应超过0.05mm。如果这两个数值过大，电梯运行过程中，会有间歇振动，且振动与数值、运行速度成正比。所以在安装时一定要对导轨接头间隙及台阶严格把控。

靴衬与导轨之间的间隙变化。滑动导靴的靴衬、导轨间间隙，对于振动有着极大的影响。在一般设计中，要求每侧的有效间隙不得超过5mm。当电梯运行时，它将在水平方向（X和Y方向）产生两倍于上述间隙的振动。间隙越大，振幅越大，电梯振动越强。

导轨工作面垂直度的影响。根据国家标准（GB/T 7588-2020）的规定，为了保证导靴沿导轨的最小振动和正常运行，导靴的垂直度应每5米≤1.2 mm，整个导轨的垂直度应≤1 mm。如图1所示，导轨的安装不符合标准。

导轨的磨损。导轨导靴作为电梯运行中的主要构件，在长期使用中，如果没有保养和维修，就会产生非常严重的磨损。导致电梯在运行中受到的阻力显著增大，对系统的稳定产生不利的影响，进而导致电梯失效。

导轨导靴表面污垢，如图2所示。通常，当电梯安装时，特别是当导靴是滑动导靴时，导靴会配备油杯。当升降器上下移动时，油将从油杯中渗出，以浸泡导轨，以进行润滑。此外，导轨表面可以与空气隔离，以达到防锈的目的。导轨表面长期浸泡，容易与空气中的灰尘接触产生油污。如果不及时清理，导轨表面会变厚或不平整，从而干扰导靴并造成振动。

导轨支架。导轨支架或导靴支架固定螺栓的一些松动会导致导靴衬套与导轨之间的间隙增加，从而增加电梯的振动。最重要的是，它会导致导靴停止工作，这随时可能造成危险。

图1（导轨安装不达标）        图2（导靴表面污垢）

1.2曳引机引起的诱因

曳引机作为电梯厅运行的重要组成部分，如果操作不当或安装错误，很有可能导致电梯故障，而产生振动的原因是由于电梯的故障，从而对电梯的稳定造成了很大的影响。曳引机一般都是用橡胶垫固定在承重横梁上，用橡胶垫降低振动，但是如果橡胶老化、损坏，拖轮的缓冲振动会增大，从而使电梯的振动增大。其解决办法很简单，只要更换老化的橡胶垫片就可以了。曳引机造成的电梯振动是由于相关技术人员在安装过程中未按相关技术规范和操作规范严格执行，导致曳引机的安装精度不符合电梯的操作要求，且存在明显的安装偏差，导致电梯的稳定性和安全性不能得到保证。由于曳引装置缺乏精度，导致了电梯系统中涡轮蜗杆的磨损比较严重，随着时间的推移，电梯的工作振动问题会逐步显现出来，从而影响到电梯的稳定运行。随着科学技术的进步，曳引机技术在某些方面有了很大的发展和提高，但仍然不能完全消除振动。

1.3钢丝绳引起的诱因

钢丝绳在电梯系统中的应用非常广泛，这就要求钢丝绳要松紧得当，太紧会导致钢丝绳的韧性下降，从而影响其使用寿命，而钢丝绳过松会对电梯的平稳性能产生一定的影响。电梯钢丝绳的安装必须考虑电梯的承重，系统的运行，以及建筑物的客观环境，这样才能保证电梯的安全运行，反之电梯会钢丝绳松紧不当而出现加大振动威胁的可能性，这就给电梯的安全运行带来风险，它将对用户的人身和财产的安全产生直接的影响。

1.4轿厢诱发的原因

如果出现部件装配不当，将会对电梯的运行稳定性产生直接的影响。一旦电梯离开了安全操作范围，就会产生一些负面的影响，如零件脱落，导致电梯的振动。

1.5补偿链（绳）的影响

电梯的补偿链条一般都是用链条+绳子连接起来的，当电梯运转时，补偿链条（绳子）可以自由旋转，所以在运行的时候，特别是在调节的时候，会发生扭转，从而传递到轿厢里。如图3，如果补偿链扭曲，可能会接触配重护栏和其他井道部件。解决方案是保持补偿链（绳），让其消除扭曲状态，并再次固定两端。图4为对于高速电梯中使用的补偿绳装置，补偿绳需要额外配备钢丝绳张紧装置。机制越多，就越有可能引起振动。

图3（电梯补偿链）             图4（重力补偿型电梯补偿装置）

1.6平衡系数与称重系统的影响

当电梯的平衡系数太低或太大时，电梯在启动和停止的瞬间会出现明显的振动。当然，如果不正确的调节抱闸也会造成这种问题。解决方法是对均衡系数进行再测量，使其在一个合理的范围内。

1.7电气系统的影响

当前的电梯控制系统都是闭环的，其转速和电梯的转速和升降量都有一定的差别，因此，电梯运行的功率输出会增大或减小，因此，如果这差距超定值时，会有故障警报并停止运作。最常用的是在电动机的主轴上，转动编码器，由于编码器的同心度偏差、编码器损坏等原因，导致了系统的调节，使其产生较大的振动。解决方法是对旋转编码进行检测，对闭环控制进行处理。

1.8电梯周期性运动

电梯的周期运动，会产生不同的振幅和频率，导致电梯的作用力有很大的差异，如果电梯的动力累积到一定程度，再加上系统承受不住，就会导致电梯的工作振动。

2、如何有效应对电梯运行的振动现象

2.1采用机械振动抑制装置

“抑振装置”是一种能够在电梯运行中起到保护作用的设备。将此设备安装在电梯上，可以起到很好的抑制作用。振动抑制装置可以有效地防止系统的振动，因此，为电梯的运行提供了一个稳定、安全的环境，同时也可以改善电梯的舒适度。然而，作为一种装置，抗机械振动也存在失效的可能性，这将影响装置的运行效率，并不能绝对抑制振动现象。因此，在检测电梯振动现象的过程中，该设备也是维护的重点。

2.2对电梯安装细节严格把控

电梯系统“三分产品、七分安装”。安装作为确保电梯高效运行的关键环节，要从小处着手，从细节入手，严格按照施工的要求和施工程序来实施安装技术，推动电梯采用合理、高效的安装技术，能有效地保证电梯的安装精度，这样就能防止电梯运行不正常的负面情况，而良好的运转体系，能有效地减少振动现象。

2.3电梯维保及时到位

电梯在日常生活中经常使用。作为一种特殊设备，应通过维护降低系统泄漏的概率。在维修过程中，应加强对电梯振动的监督。如有异常或不适，应及时修复。车辆、牵引机和部件也应定期维护。应更换松动、变形和腐烂的零件，以确保稳定运行。此外，还应注意部件连接处的润滑，确保部件连接紧密，无异常摩擦，为提高电梯系统的运行稳定性奠定基础。

2.4生物感知及物联监控

通过对电梯物联网传回的资料进行分析、整理，对电梯周期振动进行合理的控制，并对其进行改进和完善，加强噪声、振动的探测，并对故障部位进行及时的维修。在设计初期，要选用科学、合理的操作体系，以便对周期振动进行合理的控制。另外，正确的设定电梯的操作参数也是防止电梯发生故障的第一要务。使编码器不受电梯运行线路的影响，保证电梯运行的安全性和稳定性。

2.5优化设计结构和安装维护工作

为了降低电梯的振动，必须从根本上对振源进行控制，比如采用流水线式的气动式结构，减少电梯间与空气的摩擦力，从而降低电梯运行的振幅。比如高速电梯，可以在设计时使用导流板等设备，以减小风阻；在正式安装之前，必须先把车厢平直，然后对车厢的重心和各个零件进行检查，确认没有安全隐患后，再按规定进行安装。另外，在使用一段时间后，还要对曳引轮、钢丝绳等进行润滑维护，以降低部件间的摩擦力。此外，加强螺钉要定期检查，确认有没有松动，对磨损较大的零件进行替换，以消除这些原因造成的不利影响。

结束语

影响安全的最大因素就在于电梯的振动现象。导致电梯出现振动现象的原因有多方面，因此需要深入分析引发振动的原因并采取相应的措施，在电梯设计之初，将电梯的结构、制造、安装、维保等因素全面考虑。制造、安装和保养也必须严格把控，全面确保电梯运行的安全性和舒适性。

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