曳引电梯振动因素浅析

1 绪论
我国城市化进程的加速发展使得高层建筑在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。因此电梯已成为生活中必不可少的服务设施。中国电梯产业步入加速发展通道后的三十多年，其关键结构及核心技术已经取得了长足进步。相关的法律法规及国家标准的进一步完善，也为我国电梯行业的重装待发奠定了坚实基础。
电梯出厂后的安装调试与运行平稳性密不可分，成为影响电梯质量的又一个重要因素，本文结合电梯运行经验，通过分析曳引电梯的振动因素，得出相关结论。
2 电梯分类
2． 1 根据电梯运行速度的不同
技术进步使得电梯的运行速度逐步提高，从最初的低速运行，逐渐发展出中速、高速、甚至超高速运行的电梯，从侧面也反映出零部件制造业工艺的提高与电梯制造技术的进步。与此同时，电梯振动问题越来越突出，成为制约其进一步发展的绊脚石，影响了乘客的乘坐体验及电梯本身的使用寿命。
2． 2 根据电梯驱动方式的不同
电梯主流驱动力主要有卷筒驱动式、液压驱动以及曳引式等，其中应用较广、使用频次较高的主要是曳引式电梯。根据传动系统的动滑轮数量，一般常用的传动形式中分为1∶ 1 与2∶ 1的绕绳比。
2． 3 其他分类方式
按照电梯的空间结构形式、工作原理、是否存在齿轮等不同因素，可以根据需要作不同的分类方式，结合本课题需要，在此不一一赘述。
3 电梯振动因素分析
作为一个复杂的机械电气集成系统，其中一个重要指标便是电梯的振动大小。电梯结构的不同、参数的差异、安装技术使得电梯的固有频率不同，轿厢运行状态的不同，使得电梯的瞬态响应与谐响应不同，需要考虑的电梯振动因素都不同。宏观上讲，电梯振动分为垂直振动与导轨与导靴引起的水平振动。
3． 1 水平振动因素分析
电梯运行过程中，影响水平方向振动的主要因素是其导向装置———导轨与导靴，作为电梯的基准部件，导轨与导靴直接接触，限制了轿厢的垂直运行轨迹与水平偏移量，目前广泛使用的导轨类型为“T”字型导轨。
3． 1． 1 导靴引起的振动因素分析
导靴设置在轿箱架的四个角上，是用来连接轿箱系统和导轨的装置，其型式一般分为滑动导靴与滚动导靴。
使用滚动导靴时，因井道中的多根导轨通过拼接连接，组成完整的轨道，其接缝处存在不可忽视的不平整度，且导轨本身存在直线度偏差。作为解决措施，一般会在导靴靴衬一侧留有50 丝以上的缝隙，以起到缓冲水平振动和冲击的作用。滑动导靴的情况类似，为了起到缓冲的作用，一般在导靴上设置弹簧系统，以便靴头发生水平位移。
3． 1． 2 导轨引起的振动因素分析
如前所述，导轨本身的直线度偏差与拼接误差，组成了整个电梯轿厢系统，影响系统的固有频率，使得轿厢系统在运行过程中发生水平振动。由于普遍采用“T”型导轨，其在加工过程中存在各种形位公差、几何偏差以及安装调试的各种误差也是造成导轨不平度的原因之一。
3． 2 曳引系统的垂直振动因素
作为系统的动力总成，曳引系统的最重要的功能是传递与输出动力，驱动电梯的轿厢和对重装置作上下运行的装置。曳引系统主要由电动机、联轴器、制动器、减速箱、机座、曳引轮等组成。按照曳引机输出动力的不同减速方式，分为有齿轮与无齿轮曳引机，其结构也有所不同。
以下主要分析曳引机减速方式的不同及钢丝绳的作用引起的振动现象。
3． 2． 1 有齿轮曳引机引起的振动因素分析
有齿轮曳引机主要由电动机、涡轮蜗杆、制动器、曳引绳轮、曳引机机座等组成，由拖动装置将动力通过中间减速器传递到曳引轮上。主要用于运行速度小于2． 0m/s 的中低速电梯。
减速装置中的涡轮蜗杆对电梯的振动有积极影响，而影响蜗轮副受迫振动的激振力主要来源于蜗轮蜗杆运动副的制造精度、安装精度和轴承精度。因此，电梯使用时间过久，蜗轮蜗杆齿轮间的磨损也会比较大。若不及时进行检修，将会出现电梯速度变化或轿厢载荷时的轴向窜动的现象，使乘客有“爬台阶”的感觉。
3． 2． 2 无齿轮曳引机引起的振动因素分析
广泛存在于高速电梯和超高速电梯中的无齿轮曳引机，又称为无减速器曳引机。在构件上主要由电动机、曳引轮、制动器三部分组成，通过电动机直接连接。无齿轮曳引机曳引比通常是2: 1，较少用在1: 1 曳引比的情况下，载重为320kg 至2000kg 之间，电梯运行速度大于4m/s。由于无齿轮曳引机省略了减速箱等减速部件，具有结构简单、运行比较平稳和安全可靠等优点。
4 结语
通过对生活实践中曳引电梯振动的经验分析可知，电梯的结构部件、组成形式、安装水平等因素与电梯运行时的振动密切相关，轿厢运行时的振动可能各因素单独作用也可能是相互叠加的结果，影响着电梯乘客的舒适感。
综上所述，在设备制造前期通过优化设计方案，进行数学建模与仿真分析，对各影响因素进行适当调节，并在安装调试阶段控制好各项偏差范围。对于电梯运行过程中出现的振动现象，应该尽快排检并积极采取处理措施，最终将电梯轿厢的振动水平控制在合理范围。