有关电梯运行舒适感的影响因子探究

中图分类号：TU229 文献标识码：A文章编号：1008-925X(2012)02-0110-01

摘要：随着我国房地产的快速发展，城市建设的脚步不断加快，高层建筑的不断增多，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。无论是去商场、超市、酒店、办公楼还是公寓楼都要用到电梯，电梯已经成为人们用的最多的交通工具。正因为如此，电梯的安全性以及舒适感已经成为人们最关心的话题，笔者就对影响电梯舒适感的几大原因进行分析。

关键词：电梯；钢丝绳；振动；减振轮

随着电梯数量不断增加，电梯与百姓生活密切程度也进一步加深。与此同时，电梯使用的舒适性逐渐成为使用者关注的焦点。电梯运行是一个动态过程，其故障出现的规律具有一定的偶然性。通过对大量电梯运行状况的调查、归纳和分析，我们发现影响电梯舒适感的主要因素是振动和噪声。电梯振动和噪声产生的原因有很多，有井道结构的原因，有曳引机与变频器匹配的原因，有机械结构的原因，有安装的原因等等。其表现形式有各种各样，产生的原因也不尽相同。

1 电梯电力拖动系统分析

通常我们见到的在工厂里主要用来载货的电梯人乘坐舒适感就很差，那是因为这类电梯多采用交流变极调速系统，它采用串电阻电抗起动，变极减速平层，一般起、制动加速度大，运行不平衡。而交流调压调速系统的原理则是用可控硅取代电阻电抗，从而控制起、制动电压，并采用速度反馈实现系统闭环控制，在运行中不断检查电梯运行速度与理想速度曲线的吻合。就可以达到起动舒适、运行平稳的目的。交流变压变频调速电梯也称为VVVF电梯。VVVF电梯速度调节平滑，能获得十分良好的乘坐舒适感，能明显地降低电动机的起动电流。与其他类型交流调速系统相比，性能最好，运行效率最高，可以节能30％-50％。是目前最被广泛利用的形式。而直流拖动电动机虽然具备调速性能好，调速范围大的特点，但是其机组结构体积大、耗能大、维护工作量大、造价高的缺点使其已经被淘汰。

2 运动部件的频率分析

计算电梯各旋转部件的回转频率：如曳引轮、反绳轮，电机脉冲频率、钢丝绳啮合频率等，通过计算运动部件频率得知与钢丝绳密切相关。以下计算以速度为60 m/min的无机房电梯为例，载重量L0=800 kg，根据相应载重速度规格的轿厢重量W=790 kg，最大可加装饰总重量W0=240 kg。通过计算可得：

电机脉冲频率Fm≈12.7 Hz。钢丝绳相关频率。

最小、最大载重时的钢丝绳固有频率：

Fnl=（SQRT（K×9 800 /W））/2/π≈4.2 Hz，Ffl=（SQRT（K×9 800/（W＋L0＋W0）））/2/π≈2.8 Hz；绳轮间钢丝绳绳股频率Frp=V/60×1000/pr≈15.4 Hz；最小、最大载重时绳轮间钢丝绳的固有频率：rFnl=(SQRT(W×9.8/2/n/mr))/2/L≈23.1 Hz，rFfl=（SQRT（（W+W0+LO）×9.8/2/n/mr））/2/L≈35.1Hz。

从上行曲线中51.36%的X轴主频出现在28～32 Hz范围内，而下行X轴主频33.33%出现在29.5～31.1 Hz附近，与绳轮间钢丝绳绳股频率15.4 Hz的倍频30.8 Hz相近，且在最小、最大载重时绳轮间钢丝绳的固有频率23.1 Hz～35.1 Hz范围内。针对该频段若Frp满足以下条件：0.95 rFfl>=Frp>=0.95 rFnl，则可尝试通过加装减振轮来降低振幅，从而提高舒适感。Y轴主频集中出现24.8～25.1 Hz附近，而Z轴主频主要出现在12.4～12.5 Hz，与电动机脉冲频率Fm 12.7 Hz相近，可以认为是由同一个振源引发的振动，只是在Y轴是以其倍频的形式出现。

3 改善振动的其他途径

3.1 导轨和导靴。轿厢突然的振动有可能来自导轨和导靴方面的原因，对导靴及导轨的检查也是必不可少的。导轨的垂直度和两导轨的对向度应符合工艺，若误差太大会造成运行过程中会有抖动或振动，个别位置轿厢会左右晃动。导轨间连接口不良会导致轿厢在个别位置会出现台阶感。应调整滑动导靴与导轨轻贴，保留约0～1mm的间隙，可以加上少许导轨油。还可修改变频器参数，通过微调增益、积分常数、积分时间来改善电梯运行时振动。

3.2 曳引机。曳引机的机械运动部分是最常见的振动发生根源。永磁同步无齿轮曳引机是由永磁同步电机、曳引轮、制动器三部分组成，相比传统减速箱效率高、噪音低、振动小，能满足频繁启动、制动，运行平稳舒适。但亦有因曳引轮加工、安装精度及绳槽一致性上处理不好，导致电梯抖动、垂直振动。

3.3 钢丝绳张紧力均匀度。钢丝绳张紧不均匀，会使电梯运行时钢丝绳受力不均匀，有些受力绷紧，有些很松。在某一时刻内受力较大的曳引轮绳槽必然磨损加快，从而形成节径差，形成异常抖动，从而带动轿厢抖动。节径差又引发绳间相对滑移，对运行中的振动和噪音影响更大，而且是不能调节的。调整钢丝绳张力使各钢丝绳受力平均，通过锥套螺母调整各锥套弹簧的压缩长度。制动器的间隙过紧会导致电梯起动停车和运行中有抖动或振动，过松会引起电梯倒溜甚至引发严重的安全事故。旋转编码器固定弹簧片与旋转编码器轴干涉导致电梯在某个楼层运行偶尔出现振机。

4 结语

电梯振动产生的两大方面可以概括为机械和电气，而机械系统是决定电梯舒适感的根本性因素，电气参数调整只能协调机械系统，对电梯舒适感做进一步改善。基于电梯机械结构的特殊性，运行舒适感很大程度上依赖于整个机械部件的安装质量，因此良好的安装质量是无机房电梯运行质量高的前提。从收集电梯振动曲线数据分析发现，曳引钢丝绳放气程度、导轨安装质量等机械部件会影响电梯运行舒适感。文章通过加装减振轮来抑制钢丝绳间的振动，从而提高客户乘坐电梯的舒适感及满意度。

参考文献

[1] 属维德.机械振动手册[M].北京:机械工业出版社,1992

[2] 付芩.电梯振动的试验分析与解决方案[J].起重运输机械, 2001,(8)