电梯轿厢减振装置分析

GXF360 2017-05-26

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电梯轿厢减振装置分析

王静韬

（江苏省特种设备安全监督检验研究院昆山分院，江苏昆山 2 1 5 3 0 0）

摘要：在高层建筑中，电梯是必不可少的，在日常生活中发挥着及其重要的作用。为了保证电梯乘坐的安全性和舒适性，本文对现有电梯轿厢容易出现振动的缺点进行分析，研究一种针对电梯轿厢的减振装置，并建立有关轿厢减振的电梯系统的动力学模型。

关键词：电梯；轿厢振动；减振装置

电梯在高层建筑物中的使用频率非常高，是一部比较精密的机电一体化设备，每部电梯都由很多的零件组合而成。电梯与一般的机床设备不同，其机械部件以及运动部件都有可能给电梯乘客以及其维护保养人员产生一定伤害。电梯通常可以因品质分为三种类型，分别是安全性、功能性以及舒适性。现阶段国内生产的电梯在前两个方面没有较大差别，但是在动态方面的特点相比较于国外生产的电梯，还是有较大差异性的，电梯的振动会直接对乘梯的舒适度产生影响。现在使用的电梯轿厢多是用轿顶轮轴在轿厢的上主梁上进行连接，当电梯由运行状态转变为静止状态的时候，轿厢的惯性会让轿厢出现较大的振动，让乘梯者感到不适。因此减轻电梯轿厢振动的研究，能在很大程度上提高电梯的运行速度，保证电梯的乘坐舒适程度。

1 电梯轿厢出现振动的原因

电梯轿厢的振动类型有两种，一种是水平方向上的振动；另一种是竖直方向上的振动。电梯出现垂直方向上的振动主要是因为曳引机的输出波动，通常曳引机使用蜗轮蜗杆传动方式，输出的特性会受到加工精确程度、蜗轮齿轮的型号以及装配使用的工艺等因素的共同影响。而轿厢之所以出现横向振动，是因为导向系统以及空气压力共同的影响，电梯的导向系统会对轿厢的运用情况造成限制，所以轿厢才能正常沿着导轨完成升降动作。导轨可能出现很多异常情况，比如数据误差、垂直角度上的误差、接头位置不够平滑、支架出现松动或者使用的导轮存在缺陷，都会直接导致电梯轿厢出现水平方向上的振动，特别是有偏载现象存在的时候，轿厢中会出现一种不平衡力，更容易造成导轨的变形，导致水平方向上的振动出现。竖直方向上的振动则通常是因为电梯曳引机、曳引钢丝绳以及导靴引起的。具体振动类型有竖直方向上的颤动以及抖动两种形式。

2 电梯轿厢减振装置

通常使用的电梯轿厢系统如图1所示，轿厢的厢体底部是橡胶制的减振垫，放置在轿厢架4上方，有四个滚动导靴3安装在轿厢架4上方，能保证电梯沿着固定的井道在导轨1 1中上下运行，与此同时滚动导靴3还起到一定程度上的减振作用。因为电梯轿厢系统十分复杂，自由度也很高，而且电梯轿厢出现垂直方向上的振动多是非线性时变的一种振动，轿厢的载重情况也通常不是一成不变的，而且在轿厢两端的钢丝绳长度也经常出现变化。但是轿厢在出现横向振动的过程中，产生变化的只是轿厢负载。因为通常情况下轿厢的自重和载荷通常大小相似，所以不能忽视载荷给系统性能带来的影响。与此同时，电梯轿厢减振的相关装置还有轿顶减振架6，通常利用橡胶减振垫5连接在轿厢架上，曳引绳利用轿顶轮9完成轿厢的提升。电梯在运动状态发生改变的时候，减振架6和减振垫能吸收轿厢因为自身惯性产生的振动，保证乘客乘梯的舒适性，同时也保证电梯的使用寿命得到延长。

3 电梯减振相关装置的工作原理

电梯运行的过程中如果轿厢出现较大幅度的垂直振动，会严重影响厢中乘梯者的舒适感。电梯轿厢出现振动多是垂直方向和水平方向的。如果电梯运行速度不是很快，则轿厢的动态性能主要受垂直方向上振动的影响；而如果电梯处于高速运行的状态下，运行速度越快，横向振动就会越大，也就会对乘梯舒适度产生更大的影响。电梯曳引轮如果出现转动脉动的时候，可以对电梯轿厢架以及轿厢质量进行调整，或者检查绳头位置的弹簧状态、检查轿厢底部的减振橡胶，对轿厢的各阶固有的频率进行调整，能在一定程度上避免因为共振情况造成的垂直方向上的振动。但是上述措施只能对垂直方向上的振动起到抑制作用，并不能调整其动态参数，也不能有效将振动减弱。而且通常因为井道空间的不足的限制，负责控制电梯横向振动的结构被要求有紧凑的设计，会在导轮位置安装摩擦油液以及阻尼器将系统的阻尼增大，将导轮的制造以及安装过程的精确程度进行提高，以降低导轨的振动幅度，减少电梯轿厢的横向振动。

图1 轿厢系统示意图

4 轿厢减振装置的具体使用

电梯在垂直方向上出现振动可能存在很多个振源。而就曳引机这一个方面来说，也可能会存在很多个激振频率。在理论上讲，若是许多激振频率上出现很大的垂直振动，那么可以依据个数保证激振频率的数量保持一致，并对固有频率和跟其相等的减振垫进行一定程度上的抑制。所以在设计电梯轿厢减振装置的过程中，最为关键的部分就是保证减振器的固有频率要和激振频率近似，最好是保持相等状态。电梯出现水平方向的振动则主要是因为工作面的平滑程度以及竖直程度，也受导轨安装之后出现的偏差程度的影响。以上因素中，导轨的平滑程度会给电梯水平方向上的稳定程度造成较大程度上的影响，导轨工作表面是否粗糙则不会对电梯轿厢的稳定性产生较大影响。

5 结语

本文对于电梯轿厢减振装置的设计，能在很大程度上对电梯运行过程中出现的振动的情况进行解决。相比现在使用的技术，这种电梯轿厢减振装置的优势能更好的保证乘梯的舒适，减轻电梯运行出现的振动，更能将电梯的使用寿命延长。现代生活中电梯已经逐渐成为人们日常生活中不可或缺的工具，电梯的舒适程度由很多因素造成，但是也是可以通过很多对策来进行改善的。要在最大程度上保证乘梯者乘坐的舒适，一定要深刻认识了解影响电梯舒适感的因素，这样才能找到最合适的对策，使电梯更加个性化、人性化、温馨舒适。

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