王靜韜

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院昆山分院，江蘇 昆山 2 1 5 3 0 0）

電梯轎廂減振裝置分析

王靜韜

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院昆山分院，江蘇 昆山 2 1 5 3 0 0）

在高層建筑中，電梯是必不可少的，在日常生活中發(fā)揮著及其重要的作用。為了保證電梯乘坐的安全性和舒適性，本文對現(xiàn)有電梯轎廂容易出現(xiàn)振動的缺點進(jìn)行分析，研究一種針對電梯轎廂的減振裝置，并建立有關(guān)轎廂減振的電梯系統(tǒng)的動力學(xué)模型。

電梯；轎廂振動；減振裝置

電梯在高層建筑物中的使用頻率非常高，是一部比較精密的機電一體化設(shè)備，每部電梯都由很多的零件組合而成。電梯與一般的機床設(shè)備不同，其機械部件以及運動部件都有可能給電梯乘客以及其維護(hù)保養(yǎng)人員產(chǎn)生一定傷害。電梯通常可以因品質(zhì)分為三種類型，分別是安全性、功能性以及舒適性?，F(xiàn)階段國內(nèi)生產(chǎn)的電梯在前兩個方面沒有較大差別，但是在動態(tài)方面的特點相比較于國外生產(chǎn)的電梯，還是有較大差異性的，電梯的振動會直接對乘梯的舒適度產(chǎn)生影響?，F(xiàn)在使用的電梯轎廂多是用轎頂輪軸在轎廂的上主梁上進(jìn)行連接，當(dāng)電梯由運行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殪o止?fàn)顟B(tài)的時候，轎廂的慣性會讓轎廂出現(xiàn)較大的振動，讓乘梯者感到不適。因此減輕電梯轎廂振動的研究，能在很大程度上提高電梯的運行速度，保證電梯的乘坐舒適程度。

1 電梯轎廂出現(xiàn)振動的原因

電梯轎廂的振動類型有兩種，一種是水平方向上的振動；另一種是豎直方向上的振動。電梯出現(xiàn)垂直方向上的振動主要是因為曳引機的輸出波動，通常曳引機使用蝸輪蝸桿傳動方式，輸出的特性會受到加工精確程度、蝸輪齒輪的型號以及裝配使用的工藝等因素的共同影響。而轎廂之所以出現(xiàn)橫向振動，是因為導(dǎo)向系統(tǒng)以及空氣壓力共同的影響，電梯的導(dǎo)向系統(tǒng)會對轎廂的運用情況造成限制，所以轎廂才能正常沿著導(dǎo)軌完成升降動作。導(dǎo)軌可能出現(xiàn)很多異常情況，比如數(shù)據(jù)誤差、垂直角度上的誤差、接頭位置不夠平滑、支架出現(xiàn)松動或者使用的導(dǎo)輪存在缺陷，都會直接導(dǎo)致電梯轎廂出現(xiàn)水平方向上的振動，特別是有偏載現(xiàn)象存在的時候，轎廂中會出現(xiàn)一種不平衡力，更容易造成導(dǎo)軌的變形，導(dǎo)致水平方向上的振動出現(xiàn)。豎直方向上的振動則通常是因為電梯曳引機、曳引鋼絲繩以及導(dǎo)靴引起的。具體振動類型有豎直方向上的顫動以及抖動兩種形式。

2 電梯轎廂減振裝置

通常使用的電梯轎廂系統(tǒng)如圖1所示，轎廂的廂體底部是橡膠制的減振墊，放置在轎廂架4上方，有四個滾動導(dǎo)靴3安裝在轎廂架4上方，能保證電梯沿著固定的井道在導(dǎo)軌1 1中上下運行，與此同時滾動導(dǎo)靴3還起到一定程度上的減振作用。因為電梯轎廂系統(tǒng)十分復(fù)雜，自由度也很高，而且電梯轎廂出現(xiàn)垂直方向上的振動多是非線性時變的一種振動，轎廂的載重情況也通常不是一成不變的，而且在轎廂兩端的鋼絲繩長度也經(jīng)常出現(xiàn)變化。但是轎廂在出現(xiàn)橫向振動的過程中，產(chǎn)生變化的只是轎廂負(fù)載。因為通常情況下轎廂的自重和載荷通常大小相似，所以不能忽視載荷給系統(tǒng)性能帶來的影響。與此同時，電梯轎廂減振的相關(guān)裝置還有轎頂減振架6，通常利用橡膠減振墊5連接在轎廂架上，曳引繩利用轎頂輪9完成轎廂的提升。電梯在運動狀態(tài)發(fā)生改變的時候，減振架6和減振墊能吸收轎廂因為自身慣性產(chǎn)生的振動，保證乘客乘梯的舒適性，同時也保證電梯的使用壽命得到延長。

3 電梯減振相關(guān)裝置的工作原理

電梯運行的過程中如果轎廂出現(xiàn)較大幅度的垂直振動，會嚴(yán)重影響廂中乘梯者的舒適感。電梯轎廂出現(xiàn)振動多是垂直方向和水平方向的。如果電梯運行速度不是很快，則轎廂的動態(tài)性能主要受垂直方向上振動的影響；而如果電梯處于高速運行的狀態(tài)下，運行速度越快，橫向振動就會越大，也就會對乘梯舒適度產(chǎn)生更大的影響。電梯曳引輪如果出現(xiàn)轉(zhuǎn)動脈動的時候，可以對電梯轎廂架以及轎廂質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整，或者檢查繩頭位置的彈簧狀態(tài)、檢查轎廂底部的減振橡膠，對轎廂的各階固有的頻率進(jìn)行調(diào)整，能在一定程度上避免因為共振情況造成的垂直方向上的振動。但是上述措施只能對垂直方向上的振動起到抑制作用，并不能調(diào)整其動態(tài)參數(shù)，也不能有效將振動減弱。而且通常因為井道空間的不足的限制，負(fù)責(zé)控制電梯橫向振動的結(jié)構(gòu)被要求有緊湊的設(shè)計，會在導(dǎo)輪位置安裝摩擦油液以及阻尼器將系統(tǒng)的阻尼增大，將導(dǎo)輪的制造以及安裝過程的精確程度進(jìn)行提高，以降低導(dǎo)軌的振動幅度，減少電梯轎廂的橫向振動。

圖1 轎廂系統(tǒng)示意圖

4 轎廂減振裝置的具體使用

電梯在垂直方向上出現(xiàn)振動可能存在很多個振源。而就曳引機這一個方面來說，也可能會存在很多個激振頻率。在理論上講，若是許多激振頻率上出現(xiàn)很大的垂直振動，那么可以依據(jù)個數(shù)保證激振頻率的數(shù)量保持一致，并對固有頻率和跟其相等的減振墊進(jìn)行一定程度上的抑制。所以在設(shè)計電梯轎廂減振裝置的過程中，最為關(guān)鍵的部分就是保證減振器的固有頻率要和激振頻率近似，最好是保持相等狀態(tài)。電梯出現(xiàn)水平方向的振動則主要是因為工作面的平滑程度以及豎直程度，也受導(dǎo)軌安裝之后出現(xiàn)的偏差程度的影響。以上因素中，導(dǎo)軌的平滑程度會給電梯水平方向上的穩(wěn)定程度造成較大程度上的影響，導(dǎo)軌工作表面是否粗糙則不會對電梯轎廂的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響。

5 結(jié)語

本文對于電梯轎廂減振裝置的設(shè)計，能在很大程度上對電梯運行過程中出現(xiàn)的振動的情況進(jìn)行解決。相比現(xiàn)在使用的技術(shù)，這種電梯轎廂減振裝置的優(yōu)勢能更好的保證乘梯的舒適，減輕電梯運行出現(xiàn)的振動，更能將電梯的使用壽命延長?，F(xiàn)代生活中電梯已經(jīng)逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡墓ぞ?，電梯的舒適程度由很多因素造成，但是也是可以通過很多對策來進(jìn)行改善的。要在最大程度上保證乘梯者乘坐的舒適，一定要深刻認(rèn)識了解影響電梯舒適感的因素，這樣才能找到最合適的對策，使電梯更加個性化、人性化、溫馨舒適。

[1]馮杰，羅云，曾珠，崔鋼，黃強華，冷浩，羅偉堅. 特種設(shè)備安全績效與安全監(jiān)管能力相關(guān)性研究[J]. 中國安全科學(xué)學(xué)報， 2 0 1 2(2).

[2]張廣明，邱春玲，錢夏夷，黃水霞. 模糊層次分析法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在電梯風(fēng)險評估中的應(yīng)用[J]. 控制理論與應(yīng)用，2 0 0 9(8) .

[3]劉白林，范俊燕，姜超. 機器學(xué)習(xí)在電梯安全管理評價中的應(yīng)用研究[J]. 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2 0 1 0(6) .

[4]王亞卓，詹濱. 探索完善住宅電梯收費定價機制的研究——哈爾濱市住宅電梯收費政策的制定與實施[J]. 價格理論與實踐， 2 0 0 9(1 1) .

[5]郭麗峰，張國雄，李醒飛，劉文耀，曾勤謙. 電梯轎廂-導(dǎo)軌耦合動力系統(tǒng)建模及其動態(tài)特性[J]. 機械工程學(xué)報，2 0 0 7(8) .

[6]張長友，朱昌明，吳廣明. 電梯系統(tǒng)垂直振動分析與抑制[J]. 振動與沖擊，2 0 0 3(4).

[7]張興法. 對電梯轎廂面積超標(biāo)問題的探討[J]. 中國設(shè)備工程，2 0 0 7(1).

[8]李秀榮，李中凱，楊建榮. 基于混合模塊化方法的電梯轎廂模塊劃分[J]. 機械研究與應(yīng)用，2 0 1 2(1).

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