引起電梯振動(dòng)及噪音的原因分析

梁曉　馬鵬

摘 要：該文通過機(jī)械和電氣兩個(gè)方面對(duì)電梯產(chǎn)生振動(dòng)和噪音的可能原因進(jìn)行分析，探尋存在此兩方面的各個(gè)潛在因素對(duì)電梯運(yùn)行質(zhì)量的影響，并提出相應(yīng)的解決方案，為電梯工作者在日常工作中解決相關(guān)問題提供參考。

關(guān)鍵詞：電梯 振動(dòng)和噪音 解決方案

中圖分類號(hào)：TU857 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（a）-000-02

近年來(lái)，由于不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)、新工藝、新材料應(yīng)用到電梯行業(yè)，加之設(shè)計(jì)制造水平的日趨成熟以及電梯安裝水平的提高，電梯的運(yùn)行故障率逐漸降低，人們對(duì)電梯運(yùn)行舒適感也即電梯的運(yùn)行質(zhì)量的關(guān)注和要求也在不斷提高。電梯正常運(yùn)行時(shí)的加減速度、加速度變化率、振動(dòng)加速度以及振動(dòng)頻率是評(píng)價(jià)電梯承運(yùn)質(zhì)量的重要指標(biāo)。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10058-2009《電梯技術(shù)條件》中“3.3.5 乘客電梯轎廂運(yùn)行在恒加速度區(qū)域內(nèi)的垂直（Z軸）振動(dòng)的最大峰峰值不應(yīng)大于0.30 m/s2，A95峰峰值不應(yīng)大于0.20 m/s2。乘客電梯轎廂運(yùn)行期間水平（X軸和Y軸）振動(dòng)的最大峰峰值不應(yīng)大于0.20 m/s2，A95峰峰值不應(yīng)大于0.15 m/s2”的規(guī)定，加減速度過大，乘客就會(huì)有“超重”或“失重”的感覺，加速度變化率（加加速度）或振動(dòng)加速度過大，或者振動(dòng)頻率在人體敏感頻帶內(nèi)，乘客就會(huì)有頭暈、想嘔吐等不舒服的感覺，同時(shí)產(chǎn)生大量噪音。因此，一旦電梯出現(xiàn)上述情況，需及時(shí)找出原因，消除振動(dòng)。該文通過對(duì)電梯振動(dòng)和噪音的來(lái)源分析，為相關(guān)人員今后遇到振動(dòng)和噪音問題時(shí)提供參考，提供一個(gè)思路?，F(xiàn)場(chǎng)可以通過對(duì)以下振動(dòng)和噪音來(lái)源的分析進(jìn)行檢查，以降低或消除電梯的振動(dòng)和噪音，改善電梯的運(yùn)行舒適感。

1 電梯振動(dòng)的來(lái)源分析

電梯是機(jī)電合一的大型復(fù)雜產(chǎn)品，機(jī)械部分相當(dāng)于人的軀體，電器部分相當(dāng)于人的神經(jīng)。機(jī)與電的高度合一，使電梯成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的綜合產(chǎn)品。對(duì)于電梯的結(jié)構(gòu)而言，傳統(tǒng)的方法是分為機(jī)械部分和電氣部分，因此，引起電梯振動(dòng)與噪音的主要來(lái)源可以從機(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)兩方面

著手。

1.1 機(jī)械系統(tǒng)引起振動(dòng)與噪音的主要因素

1.1.1 曳引機(jī)可能引起的振動(dòng)與噪音

曳引機(jī)是曳引式驅(qū)動(dòng)電梯的驅(qū)動(dòng)部分，通過曳引機(jī)把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能促使電梯上下運(yùn)行。由于曳引機(jī)需要長(zhǎng)時(shí)間高速旋轉(zhuǎn)、承受較大扭矩以及頻繁的制、啟動(dòng)等，使得曳引機(jī)，特別是渦輪蝸桿式曳引機(jī)，在投入使用后成為振動(dòng)和噪音源，究其原因，不外乎以下幾種成因。

（1）蝸輪副側(cè)隙過大，蝸桿剛度過低。

（2）電動(dòng)機(jī)軸與減速器連軸器同軸度精度低。

（3）蝸輪與蝸桿間隙不合適。通常此種因素發(fā)生于在用電梯，由于蝸桿軸承磨損、徑向跳動(dòng)增大。

（4）齒輪磨損太大，齒輪的壽命是由其磨損情況決定的，齒輪上的凹點(diǎn)會(huì)影響其磨損率。

（5）電磁制動(dòng)器兩側(cè)間隙不均勻，造成運(yùn)行時(shí)松緊不一致。

1.1.2 鋼絲繩可能引起的振動(dòng)與噪音

（1）鋼絲繩的漲力

不同的鋼絲繩漲力會(huì)對(duì)曳引輪輪槽產(chǎn)生不同的壓力，使曳引輪各繩槽磨損不均勻，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)造成各槽節(jié)圓直徑不同，繩間相對(duì)滑移加劇，引起運(yùn)行中的振動(dòng)和噪音。同時(shí)也會(huì)降低曳引輪的使用壽命。

（2）鋼絲繩的扭曲

實(shí)驗(yàn)證明由于安裝不當(dāng)引起鋼絲繩扭轉(zhuǎn)會(huì)引起電梯的振動(dòng)，要求確保每30 m鋼絲繩旋轉(zhuǎn)不超過一圈。

1.1.3 導(dǎo)軌可能引起的振動(dòng)與噪音

（1）導(dǎo)軌的安裝

①精確的導(dǎo)軌安裝和良好導(dǎo)軌接頭會(huì)有良好的運(yùn)行效果，特別是水平振動(dòng)。因此導(dǎo)軌的直線度、軌距偏差與接頭平整度必須符合規(guī)范要求。

②導(dǎo)軌不應(yīng)變形。安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軌扭曲、變形、工作面有缺陷必須更換。

③導(dǎo)軌支架、壓板螺絲是否松動(dòng)。

④油杯中必須加滿油但不能溢出。

（2）導(dǎo)靴的選擇和調(diào)整

①任何情況下調(diào)整導(dǎo)靴都需要正確的轎廂平衡的前提下進(jìn)行。

②導(dǎo)靴型號(hào)的選擇和調(diào)整根據(jù)相關(guān)的技術(shù)文件。

1.1.4 避振系統(tǒng)可能引起的振動(dòng)與

噪音

電梯在運(yùn)行過程中，其自身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)會(huì)形成一個(gè)彈性系統(tǒng)，具有自身的固有振動(dòng)頻率。而曳引機(jī)作為振源，在電梯運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生激振頻率，當(dāng)兩者的頻率相等或接近時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象。電梯振動(dòng)系統(tǒng)分為曳引機(jī)和承重梁系統(tǒng)以及轎廂和曳引繩系統(tǒng)，其中任何一方的同有頻率與曳引機(jī)的激振頻率一致時(shí)，都會(huì)使電梯系統(tǒng)發(fā)生共振現(xiàn)象。曳引機(jī)的振動(dòng)和噪音源通過鋼絲繩傳給轎架和轎廂，轎廂有可能產(chǎn)生共振引起振動(dòng)和噪音。

（1）曳引機(jī)與承重梁系統(tǒng)

承重梁承受著電梯的全部懸掛重量和曳引機(jī)的重量。轎廂自重、載荷、對(duì)重重量、曳引機(jī)的重量、曳引繩重量、曳引機(jī)機(jī)架和導(dǎo)向輪重量等，這些重量的合力作用在承重梁上，使梁產(chǎn)生彎曲變形。橫梁產(chǎn)生撓度會(huì)有自己的固定振動(dòng)頻率。此時(shí)若系統(tǒng)受外力作用，系統(tǒng)會(huì)發(fā)生振動(dòng)。在極端情況下，當(dāng)激振力的頻率接近或等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)生共振。

①機(jī)房樓板厚度

（2）轎架與轎廂之間的隔離

轎廂的共振頻率取決于轎架和轎體的質(zhì)量以及它們之間的彈性連接的強(qiáng)度。在轎架和轎體的系統(tǒng)中，振動(dòng)頻率直接來(lái)源于轎廂加入負(fù)載后被壓縮的減振墊，因此可以通過改變空轎廂時(shí)減震墊的最小壓縮量的方法來(lái)防止有害的頻率。轎廂和轎架之間的減震墊壓縮量為3～5 mm。轎廂和轎架之間必須只能有減震墊連接，必須防止用任何機(jī)械和電子設(shè)備將其連接。

具體要求：不同的轎廂型號(hào)、額定負(fù)載使用減震墊的型號(hào)和數(shù)量是不同。減震墊的型號(hào)、數(shù)量以及安裝要求根據(jù)相關(guān)的技術(shù)文件；減震墊要均勻?qū)ΨQ擺放；空轎廂時(shí)減震墊的壓縮量為3～5 mm。

1.1.5 轎廂可能引起的振動(dòng)與噪音

（1）由于轎廂壁板振動(dòng)頻率與系統(tǒng)振動(dòng)頻率相近，易產(chǎn)生共振。

（2）轎廂各零部件的螺栓連接或“U”型夾連接松動(dòng)也容易造成轎廂的振動(dòng)與噪音。

（3）轎廂未使用合適的減震材料或隔音材料。

（4）未嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范要求安裝各零部件以及減震元件。

（5）轎廂未平衡。

當(dāng)轎廂的重心與導(dǎo)軌頂面中心不在同一直線上時(shí)，導(dǎo)靴受力不均勻會(huì)造成抖動(dòng)。因此可采用如下兩種方式對(duì)轎廂進(jìn)行

平衡。

①使用轎廂補(bǔ)償裝置

安裝轎廂平衡補(bǔ)償裝置在轎底，利用轎廂平衡裝置改變轎廂重心使轎廂達(dá)到平衡，這樣可以減少導(dǎo)靴的壓力。

②對(duì)角安放隨行電纜

當(dāng)提升高度超過80 m，使用2根以上隨行電纜時(shí)，可以將隨行電纜對(duì)角安放，這樣隨行電纜的重量就不在額外增加給導(dǎo)靴

1.2 電氣系統(tǒng)可能引起的振動(dòng)與噪音的主要因素

1.2.1 測(cè)速反饋的干擾

在電梯測(cè)速的閉環(huán)系統(tǒng)中一般采用光碼盤作為速度反饋信號(hào)，測(cè)速反饋信號(hào)不正常是導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩和機(jī)械諧振的重要原因之一。

（1）編碼器與電動(dòng)機(jī)連接不良，使反饋信號(hào)異常，引起電梯抖動(dòng)；

（2）編碼器應(yīng)注意清潔，灰塵遮擋會(huì)造成其接發(fā)脈沖不正常；

（3）編碼器應(yīng)避免外力沖擊，盤片的扭曲、損壞都會(huì)使反饋信號(hào)不正常；

（4）編碼器連線布線要合理，地線和屏蔽線接線應(yīng)可靠，避免外界干擾反饋信號(hào)。

1.2.2 由于諧波力矩造成電動(dòng)機(jī)低速脈動(dòng)，造成轎廂垂直振動(dòng)，這種振動(dòng)除了與系統(tǒng)的慣量有關(guān)系外還有如下因素。

（1）調(diào)節(jié)器中調(diào)節(jié)器P值過大，I值

過小。

（2）三相電壓的對(duì)稱性和三相電流的平衡性。三相壓輸出不平衡大于8%時(shí)，電機(jī)極易產(chǎn)生振動(dòng)。

2 實(shí)例

現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，該電梯主機(jī)沒有完全放在減震原件上，且減震原件已部分老化，如圖1所示。經(jīng)調(diào)整及更換減震原件（如圖2所示），抖動(dòng)現(xiàn)象明顯改善，噪音基本消失，經(jīng)測(cè)試該電梯轎廂運(yùn)行在恒加速度區(qū)域內(nèi)的垂直（Z軸）振動(dòng)的最大峰峰值下降為0.15 m/s2，A95峰峰值下降為0.11 m/s2，調(diào)整后效果十分明顯。

3 結(jié)語(yǔ)

該文通過對(duì)電梯機(jī)械和電氣兩方面的主要部件、參數(shù)進(jìn)行討論，分析電梯運(yùn)行過程中存在的可能產(chǎn)生振動(dòng)及噪音的潛在因素，給出部分解決意見，為電梯安裝、維保過程中出現(xiàn)類似問題提供參考，特別對(duì)于安裝過程中容易出現(xiàn)的問題，以后在使用過程中很難調(diào)整，因此，應(yīng)提前做好這方面的工作。通過對(duì)振動(dòng)和噪音來(lái)源的分析進(jìn)行檢查，以降低或消除電梯的振動(dòng)和噪音，以改善電梯的運(yùn)行舒適感。

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