电梯曳引机隔振系统动态分析及设计

电梯曳引机隔振系统动态分析及设计

程昌伟

（中山佳维电子有限公司广东省中山市528403）

摘要：针对电梯运行时轿厢振感明显的现象，通过建立电梯系统的运动微分方程，求得系统的固有频率。由于曳引机转子偏心引起曳引机振动，经钢丝绳传至轿厢而引起轿厢振动，因此提出通过抑制振动的传递来抑制轿厢振动的解决方案，设计了在曳引机底座下安装动力隔振器。通过仿真进行验证，结果表明，该方案具有良好的隔振效果。

关键词：电梯曳；引机隔振；系统动态；设计

引言

曳引机作为电梯的动力驱动装置，在运转过程中产生的振动主要由电动机引起。电动机作为一种回转机械，制造时其转子不可能达到绝对平衡（静平衡或动平衡），由于转子质量的不均衡，在转动时会对电机产生离心惯性力，而离心力在垂直方向的分力就是曳引机在垂直方向的振动源。如果曳引机刚性安装在机房基础上，则该振动产生的力和运动直接传递给基座，有可能导致振动和噪声幅射，通过曳引钢丝绳传递给轿厢。因此在安装曳引机时选择合适的隔振装置在曳引机机架和基础之间，则会减少轿厢的振动。

1.隔振系统动态分析

在隔振措施中常见的有主动隔振和被动隔振。主动隔振是将振源与振源的基础隔离开，减少振动对周围环境的影响，即减少传给基础的动载荷；被动隔振是为了使外部振动尽可能少地传到设备中，目的在于隔离响应。曳引机隔振系统是主动隔振在电梯上的一种典型应用（见图1）。

图1曳引机隔振系统

对于客运电梯，曳引机用螺栓与矩形机架固定，由于机架尺寸不大，刚性较好，弹性变形小，因此在进行隔振系统分析时忽略其变形带来的影响。

由振动理论可知，电动机产生的激振力为

Q（t）=Hsinωt（1）

式中H——激振力幅值ω——激振力频率

激振力作用在质量为m的曳引系统上，为了防止激振力直接传递到基础上，在机架与基础之间用刚度为K、阻尼系数为c的隔振弹性支承进行隔离。

为了便于研究分析，把曳引系统简化为如图2

所示的单自由度阻尼受迫振动模型。

图2单自由度阻尼受迫振动模型

2.电梯振动原因分析

2.1轿厢引起的振动

电梯车厢引起的振动主要受汽车的平衡、汽车安装的牢度和导轨靴位置的调整等因素的影响。如果汽车的平衡不够好，那么当电梯运行时，导轨靴会被挤压并与导轨表面摩擦，产生明显的振动或抖动。主要原因是汽车的重量在设计或安装时不平衡，这导致汽车在行驶时向一侧倾斜。此外，如果汽车在安装过程中不能保证汽车的牢度，那么在电梯的操作过程中很容易引起松开部件的相对错位，从而在电梯的车厢内引起振动或异常的声音。它极大地影响了电梯运输的质量。另一方面，由于大多数电梯上下运行，主要是基于导轨与安装在汽车上的导轨之间的接触滑移，如果导轨的密封性没有调整到适当的状态，电梯车厢运行时会产生异常的振动或晃动，使乘客感到不舒服。如果导轨太紧，电梯在启动和停车时会有明显的障碍物感，过松的导轨靴会使电梯在运行时水平移动。

2.2曳引机引起的振动

电梯共振是导致电梯振动异常、影响电梯舒适性的重要原因之一。电梯的整个机械系统由多个部件组成，每个部件都有一定的振动频率。电梯在运行过程中，在各种内外因素共同作用下产生的振动频率很可能与部件本身的振动频率重叠，从而引起共振，导致电梯在运行过程中产生异常振动。这种异常振动最常见的原因是牵引车机械部分的振动，它是通过牵引钢丝绳传递给汽车的，在那里发生一定频率的强迫振动。当强迫振动频率接近或达到汽车本身固有频率时，就会发生共振。此时，电梯的周期性振动显然会在电梯车厢内感觉到，并伴随着巨大的嗡嗡声。

2.3导轨系统装置引起的振动

电梯在运行过程中，有时会发生突然振动，其具体性能通常是：在运行到某一固定点的过程中，电梯可以明显感受到汽车的晃动。如果此时用振动器对电梯的振动曲线进行监测，不难发现在一定高度处的振动曲线明显超出了标准。常见的原因是导轨表面不够清洁，导轨界面不调整，导轨损坏变形不到位，导轨支架调整不到位。导轨接口位置调整差的主要原因是车辆导轨接头之间的间隙或接头之间的交错台阶，造成电梯在此运行时的水平间隙振动。然而，导轨支座的调整往往是由于轨道轨距偏差大、导轨支座固定螺栓松动、平行度差等原因造成的，导致电梯振动异常。

2.4电动机引起的振动

在电梯运行过程中，当电梯电机转子与定子之间的同轴度偏差较大时，由于偏心会产生不平衡的单向磁拉力，从而导致电梯运行的异常振动。

3.电梯运行的减振方法

3.1定期检查电梯部件位置的稳固性

由于电梯在安装过程中的部件误差和操作过程中的变形对电梯的异常振动有很大的影响，因此在电梯安装过程中使用电梯是必要的。电梯设备的安装和稳定性必须进行仔细和定期的检查。例如，电机振动是否符合规定的要求，紧固件的紧固性能是否符合要求，修理或更换超过或不符合标准要求的设备部件，并对电梯进行定期检查和维护。使电梯操作系统和各部件的刚度和强度得以保持。同时，对钢丝绳的张力进行校核和调整，以确保牵引钢丝绳的张力偏差在允许范围内，从而在一定程度上消除振动。

3.2改善电梯轿厢的隔振设施

当电梯停下来时，汽车在一定程度上与导轨相撞。因此，如果你想降低或消除电梯的振动，就可以在电梯车厢底部增加一定程度的软性隔振橡胶，从而缓冲因碰撞引起的振动，从而使汽车实现软着陆。进一步提高电梯使用舒适性。

3.3改变电梯曳引机的激振频率

电梯运行中产生异常振动的最重要因素是共振。因此，为了减小或消除电梯的振动，第一步是改变运行系统的振动共振频率。使其远离牵引机的固有频率，减少共振的可能性。在实际应用中，根据电梯振动传播规律，电梯与牵引机的连接部分也可采用其他减振方法，使电梯在传播过程中产生的振动逐渐消除。从而从根本上降低电梯运行系统的振动。

4.结论

综上所述，在市场经济飞速发展的今天，随着高层建筑的增多，电梯作为一种更加复杂、科学、电气一体化的产品，已经成为人们生活中常用的工具。电梯在运行过程中的安全性对用户来说是非常重要的。电梯在运行过程中产生的异常振动，直接影响电梯运行的质量和安全。只有通过对电梯运行过程中出现的异常振动的检测和分析，才能提高电梯的安全性和舒适性，只有采取适当的预防措施，采取合理科学的措施，尽可能地减少或消除电梯运行中产生的异常振动，才能达到良好的吸振效果，从而提高电梯的安全性和舒适性。从而提高电梯的安全性和舒适性。从而为人们的日常生活提供高质量、安全的交通服务。

参考文献：

[1]宋继光.浅谈电梯系统垂直振动分析与抑制[J].科技与企业，2014，02：281.

[2]陈宏意.电梯运行振动原因及减振方法探讨[J].机械工程师，2014，01：250-252.