引起电梯振动产生噪音的原因具体分析

近年来，由于不断涌现的新技术、新工艺、新材料应用到电梯行业，加之设计制造水平的日趋成熟以及电梯安装水平的提高，电梯的运行故障率逐渐降低，人们对电梯运行舒适感也即电梯的运行质量的关注和要求也在不断提高。电梯正常运行时的加减速度、加速度变化率、振动加速度以及振动频率是评价电梯承运质量的重要指标。根据国家标准gb/t10058-2009《电梯技术条件》中“3.3.5 乘客电梯轿厢运行在恒加速度区域内的垂直（z轴）振动的*大峰峰值不应大于0.30 m/s2，a95峰峰值不应大于0.20 m/s2。乘客电梯轿厢运行期间水平（x轴和y轴）振动的*大峰峰值不应大于0.20 m/s2，a95峰峰值不应大于0.15 m/s2”的规定，加减速度过大，乘客就会有“超重”或“失重”的感觉，加速度变化率（加加速度）或振动加速度过大，或者振动频率在人体敏感频带内，乘客就会有头晕、想呕吐等不舒服的感觉，同时产生大量噪音。因此，一旦电梯出现上述情况，需及时找出原因，消除振动。该文通过对电梯振动和噪音的来源分析，为相关人员今后遇到振动和噪音问题时提供参考，提供一个思路。现场可以通过对以下振动和噪音来源的分析进行检查，以降低或消除电梯的振动和噪音，改善电梯的运行舒适感。
　　
　　1 电梯振动的来源分析
　　电梯是机电合一的大型复杂产品，机械部分相当于人的躯体，电器部分相当于人的神经。机与电的高度合一，使电梯成了现代科学技术的综合产品。对于电梯的结构而言，传统的方法是分为机械部分和电气部分，因此，引起电梯振动与噪音的主要来源可以从机械系统和电气系统两方面着手。
　　1.1 机械系统引起振动与噪音的主要因素
　　1.1.1 曳引机可能引起的振动与噪音
　　曳引机是曳引式驱动电梯的驱动部分，通过曳引机把电能转化成机械能促使电梯上下运行。由于曳引机需要长时间高速旋转、承受较大扭矩以及频繁的制、启动等，使得曳引机，特别是涡轮蜗杆式曳引机，在投入使用后成为振动和噪音源，究其原因，不外乎以下几种成因。
　　（1）蜗轮副侧隙过大，蜗杆刚度过低。
　　（2）电动机轴与减速器连轴器同轴度精度低。
　　（3）蜗轮与蜗杆间隙不合适。通常此种因素发生于在用电梯，由于蜗杆轴承磨损、径向跳动增大。
　　（4）齿轮磨损太大，齿轮的寿命是由其磨损情况决定的，齿轮上的凹点会影响其磨损率。
　　（5）电磁制动器两侧间隙不均匀，造成运行时松紧不一致。
　　1.1.2 钢丝绳可能引起的振动与噪音
　　（1）钢丝绳的涨力
　　不同的钢丝绳涨力会对曳引轮轮槽产生不同的压力，使曳引轮各绳槽磨损不均匀，随着时间的增长造成各槽节圆直径不同，绳间相对滑移加剧，引起运行中的振动和噪音。同时也会降低曳引轮的使用寿命。
　　（2）钢丝绳的扭曲
　　实验证明由于安装不当引起钢丝绳扭转会引起电梯的振动，要求确保每30 m钢丝绳旋转不超过一圈。
　　1.1.3 导轨可能引起的振动与噪音
　　（1）导轨的安装
　　①精确的导轨安装和良好导轨接头会有良好的运行效果，特别是水平振动。因此导轨的直线度、轨距偏差与接头平整度必须符合规范要求。
　　②导轨不应变形。安装时发现导轨扭曲、变形、工作面有缺陷必须更换。
　　③导轨支架、压板螺丝是否松动。
　　④油杯中必须加满油但不能溢出。
　　（2）导靴的选择和调整
　　①任何情况下调整导靴都需要正确的轿厢平衡的前提下进行。
　　②导靴型号的选择和调整根据相关的技术文件。
　　1.1.4 避振系统可能引起的振动与噪音
　　电梯在运行过程中，其自身结构系统会形成一个弹性系统，具有自身的固有振动频率。而曳引机作为振源，在电梯运行时，会产生激振频率，当两者的频率相等或接近时，系统便会发生共振现象。电梯振动系统分为曳引机和承重梁系统以及轿厢和曳引绳系统，其中任何一方的同有频率与曳引机的激振频率一致时，都会使电梯系统发生共振现象。曳引机的振动和噪音源通过钢丝绳传给轿架和轿厢，轿厢有可能产生共振引起振动和噪音。
　　（1）曳引机与承重梁系统
　　承重梁承受着电梯的全部悬挂重量和曳引机的重量。轿厢自重、载荷、对重重量、曳引机的重量、曳引绳重量、曳引机机架和导向轮重量等，这些重量的合力作用在承重梁上，使梁产生弯曲变形。横梁产生挠度会有自己的固定振动频率。此时若系统受外力作用，系统会发生振动。在极端情况下，当激振力的频率接近或等于系统的固有频率时，系统会发生共振。
　　①机房楼板厚度
　　（2）轿架与轿厢之间的隔离
　　轿厢的共振频率取决于轿架和轿体的质量以及它们之间的弹性连接的强度。在轿架和轿体的系统中，振动频率直接来源于轿厢加入负载后被压缩的减振垫，因此可以通过改变空轿厢时减震垫的*小压缩量的方法来防止有害的频率。轿厢和轿架之间的减震垫压缩量为3～5 mm。轿厢和轿架之间必须只能有减震垫连接，必须防止用任何机械和电子设备将其连接。
　　具体要求：不同的轿厢型号、额定负载使用减震垫的型号和数量是不同。减震垫的型号、数量以及安装要求根据相关的技术文件；减震垫要均匀对称摆放；空轿厢时减震垫的压缩量为3～5 mm。

　　1.1.5 轿厢可能引起的振动与噪音
　　（1）由于轿厢壁板振动频率与系统振动频率相近，易产生共振。
　　（2）轿厢各零部件的螺栓连接或“u”型夹连接松动也容易造成轿厢的振动与噪音。
　　（3）轿厢未使用合适的减震材料或隔音材料。
　　（4）未严格按技术规范要求安装各零部件以及减震元件。
　　（5）轿厢未平衡。
　　当轿厢的重心与导轨顶面中心不在同一直线上时，导靴受力不均匀会造成抖动。因此可采用如下两种方式对轿厢进行
　　平衡。
　　①使用轿厢补偿装置
　　安装轿厢平衡补偿装置在轿底，利用轿厢平衡装置改变轿厢重心使轿厢达到平衡，这样可以减少导靴的压力。
　　②对角安放随行电缆
　　当提升高度超过80 m，使用2根以上随行电缆时，可以将随行电缆对角安放，这样随行电缆的重量就不在额外增加给导靴
　　1.2 电气系统可能引起的振动与噪音的主要因素
　　1.2.1 测速反馈的干扰
　　在电梯测速的闭环系统中一般采用光码盘作为速度反馈信号，测速反馈信号不正常是导致系统振荡和机械谐振的重要原因之一。
　　（1）编码器与电动机连接不良，使反馈信号异常，引起电梯抖动；
　　（2）编码器应注意清洁，灰尘遮挡会造成其接发脉冲不正常；
　　（3）编码器应避免外力冲击，盘片的扭曲、损坏都会使反馈信号不正常；
　　（4）编码器连线布线要合理，地线和屏蔽线接线应可靠，避免外界干扰反馈信号。
　　1.2.2 由于谐波力矩造成电动机低速脉动，造成轿厢垂直振动，这种振动除了与系统的惯量有关系外还有如下因素。
　　（1）调节器中调节器p值过大，i值过小。
　　（2）三相电压的对称性和三相电流的平衡性。三相压输出不平衡大于8％时，电机极易产生振动。
　　2 实例
　　现场检查发现，该电梯主机没有完全放在减震原件上，且减震原件已部分老化。经调整及更换减震原件，抖动现象明显改善，噪音基本消失，经测试该电梯轿厢运行在恒加速度区域内的垂直（z轴）振动的*大峰峰值下降为0.15 m/s2，a95峰峰值下降为0.11 m/s2，调整后效果十分明显。
　　3 结语
　　该文通过对电梯机械和电气两方面的主要部件、参数进行讨论，分析电梯运行过程中存在的可能产生振动及噪音的潜在因素，给出部分解决意见，为电梯安装、维保过程中出现类似问题提供参考，特别对于安装过程中容易出现的问题，以后在使用过程中很难调整，因此，应提前做好这方面的工作。通过对振动和噪音来源的分析进行检查，以降低或消除电梯的振动和噪音，以改善电梯的运行舒适感。