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电梯振动问题探析及对策

发表时间：2021/8/10 来源：《建筑科技》2021年9月上作者：温林

[导读] 近年来，伴随我国建筑工程行业的快速发展，建筑项目也逐渐在向高层化方向发展，因此，电梯就成为人们工作生活中不可或缺的运输工具。

宜春市特种设备监督检验中心温林江西宜春 336000

摘要：近年来，伴随我国建筑工程行业的快速发展，建筑项目也逐渐在向高层化方向发展，因此，电梯就成为人们工作生活中不可或缺的运输工具。电梯运行需要一个非常复杂的系统作为支持，再加上运行环境的特殊性，受外部因素影响较大，经常会出现振动问题。基于安全性与可靠性角度分析，需要确定振动发生原因，然后采取可靠措施处理，降低振动问题产生的频率，消除存在的安全隐患。
关键词：电梯振动；原因分析；优化对策
        1电梯振动问题的原因分析
        1.1电气原因
        1.1.1旋转编码器
        目前电梯上最常见的是在电机主轴上安装旋转编码器来进行定位操作和速度测量，所以对采集的数据精度要求极高。一旦出现编码器同轴度偏差、编码器信号被干扰、编码器损坏等缺陷，就会致使编码器输出的脉冲个数出现偏差，电梯的闭环控制系统监测到反馈的速度与系统设置固定值存在差异，控制系统就会随之去改变电梯电机的输出转矩，这个过程就会造成电梯振动。当输出的转矩与正常转矩相差较大时，系统为了保证乘客和设备安全，电梯会报故障停止运行。
        1.1.2变频器参数
        目前电梯调速常用的是PID控制器，用预设的理想状态曲线，对运行中的速度进行分段控制。比例常数P可以线性改变系统偏差值，调节效果最显著，所以增加比例常数能够快速调整系统稳态误差，但是如果比例常数调节过大，系统容易出现超调，严重时甚至还会产生振荡。积分常数I可以将系统静态误差消除，提高系统无差度，但是I值减小有可能使得系统的超调量增大，系统稳定性变差。微分常数D增加，系统的响应速度加快，调节时间减小，稳定性增加，能改善系统调节中的滞后，但会减弱系统对扰动的抑制能力。设定变频器PWM载波频率时，增大载波频率，可以减小电机噪声，但会增加电机损耗。所以在电梯调试中，变频器参数设置至关重要，各个参数相辅相成，一旦设置不合理，就会造成电梯运行振动。
        1.2机械原因
        1.2.1导轨、导靴及导轨支架
        导轨、导靴及导轨支架三个部件在电梯垂直运行中相辅相成。导轨安装垂直度偏差大，导轨接头台阶大，电梯运行起来就有间歇振动，当电梯速度越大，振动越明显，严重时还会导致电梯运行时安全钳误动作，造成导轨损伤。现在电梯厂家一般是在速度＜2.5m/s的电梯中配置滑动导靴，在速度≥2.5m/s的电梯中配置滚轮导靴。与滑动导靴相比，滚轮导靴与导轨之间的阻尼靠弹簧弹力调节，若是调节到位，振动会比滑动导靴小，反之则振动更大。这就要求电梯安装初期时要保证轿厢没有扭曲，然后对电梯做静平衡调整，后期再通过调整滚轮导靴来保证运行舒适感。另外导轨支架焊接不可靠，螺栓松动，伴随着电梯快速运行产生的风压，都会增加电梯在运行中的振动，存在严重的安全隐患。
        1.2.2曳引主机
        电梯的机械系统是由许多构件组装而成的，本身自有一定的振动频率，一旦其他因素的综合振动频率与之相吻合，即产生共振现象，而曳引机恰恰是最易产生共振现象的构件。曳引机造成的振动原因主要是安装初期主机的固定，很多厂家对减震垫的安装有特殊要求，像日立电梯及西子奥的斯电梯，主机放置工艺经常采用二级减震措施来减少电梯的运行振动。除此之外，主机抱闸调整不当导致开闸间隙太小，电梯运行过程中，由于制动轮与闸瓦相互摩擦，电梯也会产生振动。
        1.2.3补偿装置
        通常电梯补偿装置是采用补偿链、补偿绳、补偿缆的形式。

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在电梯运行中，补偿装置随着轿厢和对重的相互移动而移动。当电梯在安装初期，补偿装置未完全释放扭力，电梯运行时就会使得补偿装置的扭力在某个楼层时达到最大，将补偿装置扭成麻绳状，而这种扭力作用于轿厢时，必然会使轿厢产生一种相互抵抗的反作用力，这就造成了轿厢的振动现象。若补偿装置运行中存在刮擦，也会使轿厢产生振动。
        2电梯振动的应对措施
        2.1调整电梯系统
        电气系统造成的电梯振动问题方面，重点是要做好前期安装调试工作和后续维护工作。详细检查电源、接地装置、控制板、接触器（输入输出）、控制线、信号线等环节，针对电梯规格、型号科学选择变频器、编码器，这样可以从根本上降低电梯振动情况。同时，一旦因为电气系统造成电梯运行振动问题，需要对曳引机减速器、旋转编码器轴向连接弧度进行调整，采用接地性能较好的屏蔽线，旋转编码器接线必须要保证质量，这样才能够提升旋转编码器脉冲输出数的精度，正确反映电梯转速信息，保证控制板接受信息的可靠性，加强电梯运行控制质量。
        2.2优化机械问题
        （1）导靴与导轨方面。加强日常电梯检测工作，分析导靴、导轨的运行状态，检查靴衬和导轨之间润滑度是否达标，确保接触表面有足够的润滑剂。在日常检查中，如果发现二者接触面润滑剂出现了凝固或污染情况，要立即清除和更换。调整导靴和导轨之间的间隙，如果出现了导靴变形问题，在无法调整的情况下要更换导靴。此外，导轨平行度、垂直度也会造成振动问题，需要定期检测，观察导轨表面是否足够光滑、有无锈蚀问题，特别是导轨拼接位置是否有凸起。这样即可保证轿厢处于良好的运行环境中。（2）调整制动器。电梯在运行中需要反复地启停，长期以往，势必会造成制动闸瓦磨损问题，同时制动器在反复启停过程中，铁芯也会受到不同程度的磨损和卡阻，如果铁芯性能不足需要及时更换。制动闸瓦如果磨损较为严重，也要将其更换，之后调整制动臂，保证制动轮和制动闸瓦之间保留一定孔隙。此外，还要对制动弹簧性能进行检测，确保预紧力达标。这样制动器即可处于良好的运行状态中，避免带闸运行。
        2.3曳引装置
        （1）钢丝绳调节。保证电梯钢丝绳的质量、柔韧性、耐磨性符合使用标准，同时采取相关措施控制钢丝绳摆动幅度，要与弹簧性能保持一致。电梯安装人员在电梯安装中做好检验工作，使用瘫痪称测量，根据电梯使用要求调整钢丝绳，保证钢丝绳张力不超过标准张力参数的5%，这样即可保证钢丝绳的受力条件，减少因为钢丝绳问题造成的振动问题。同时，针对钢丝绳使用年限，每年要对钢丝绳拉力进行检测，如果拉力不达标要更换钢丝绳，根据电梯不同的运载条件通常在3～7年更换一次。为了避免钢丝绳应力不足带来的风险，需要管理人员对电梯运行状况进行实时跟踪检查，及时发现问题，及时解决问题。（2）轿厢检查。电梯振动大部分都是因为曳引系统，这就要从根源上解决问题，对于流水线性气动格局轿厢，需要减少井道内轿厢、空气之间的摩擦，从而减少电梯振动量。在电梯安装前，要检查轿厢重心和各个部件质量、安全性，全都达标后再安装。在曳引系统安装完成后，定期对曳引轮、钢丝绳进行润滑保养，减少运行摩擦量。定期检查螺栓等连接、紧固装置性能，如有松动立刻紧固，磨损严重的部件给予更换，从而降低不良影响。
        3 结束语
        综上所述，电梯作为现在常见的垂直运输工具，已经被广泛的应用到建筑工程中，对提高生活质量具有重要意义。基于电梯运行原理和特点，安全性与可靠性是重点研究的内容，存在部分电梯在运行时出现较大振动问题，需要提高对此方面的重视，基于专业角度来进行深入研究，掌握电梯振动机理的同时，根据不同原因造成的问题进行调整和优化，争取从根本上来消除存在的隐患。
参考文献：
[1]马海麟.解析电梯运行时轿厢振动的原因[J].中国标准化，2017（08）：19-20.
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[3]林凡.浅析电梯运行异常振动成因及预防[J].广东科技，2014，23（12）：183+171.