本文從引起電梯系統(tǒng)振動(dòng)問(wèn)題的機(jī)械因素分析入手，并在基礎(chǔ)上提出控制電梯系統(tǒng)振動(dòng)的有效策略。期望通過(guò)本文的研究能夠?qū)Υ_保電梯系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行有所幫助。
    引起電梯系統(tǒng)振動(dòng)問(wèn)題的機(jī)械因素分析
    大體上可將引起電梯系統(tǒng)振動(dòng)問(wèn)題的機(jī)械因素歸納為以下幾大類(lèi)：
    1.1導(dǎo)軌因素
    導(dǎo)軌因素可導(dǎo)致電梯晃動(dòng)。在轎廂內(nèi)，一旦電梯上下行經(jīng)某一固定點(diǎn)時(shí)，就會(huì)感到明顯晃動(dòng)。如果利用振動(dòng)儀來(lái)測(cè)量電梯的運(yùn)行振動(dòng)曲線，就會(huì)發(fā)現(xiàn)某個(gè)提升高度處的振動(dòng)曲線超標(biāo)。因?qū)к墕?wèn)題造成電梯運(yùn)行振動(dòng)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：1.因轎廂導(dǎo)軌接頭處間隙與臺(tái)階增大，造成電梯出現(xiàn)水平方向振動(dòng)，降低使用者舒適感；2.導(dǎo)軌撐架沒(méi)有調(diào)整好，經(jīng)常出現(xiàn)導(dǎo)軌軌距和對(duì)向度不良的情況，以及導(dǎo)軌撐架的固定螺栓松動(dòng)現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致電梯運(yùn)行中振動(dòng)；3.導(dǎo)軌表面清潔度不夠，沒(méi)有及時(shí)清除污垢；④導(dǎo)軌發(fā)生損傷變形，沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行修整或更換。
    1.2鋼絲繩因素
    如果鋼絲繩張緊不均勻，使得某幾根鋼絲繩繃緊、某幾根鋼絲繩寬松，那么就會(huì)使電梯在運(yùn)行中因鋼絲繩受力不均勻而造成轎廂異常抖動(dòng)。在這時(shí)受力較大的曳引輪繩槽會(huì)加快磨損，形成節(jié)徑差，而后又引發(fā)繩間相對(duì)滑移，加大對(duì)電梯運(yùn)行中的振動(dòng)和噪音的影響，并且這種影響是難以調(diào)節(jié)的。同時(shí)，電梯轎廂抖動(dòng)會(huì)降低鋼絲繩和曳引輪的安全性，縮短其使用壽命。此外，鋼絲繩放氣不足也會(huì)導(dǎo)致電梯運(yùn)行振動(dòng)。如果在電梯安裝前沒(méi)有對(duì)鋼絲繩進(jìn)行放氣，那么就會(huì)造成鋼絲繩扭曲變形，引起電梯振動(dòng)，影響乘坐電梯的舒適感。
    1.3曳引機(jī)因素
    在引起電梯系統(tǒng)振動(dòng)的機(jī)械因素中，曳引機(jī)因素是最為常見(jiàn)的因素。對(duì)于有齒輪的曳引機(jī)而言，其蝸輪蝸桿運(yùn)動(dòng)副的制造、安裝精度和軸承精度，是造成電梯機(jī)械振動(dòng)的根源，主要表現(xiàn)在：渦輪副的加工裝配存在較大誤差，造成渦輪副無(wú)法正常完成進(jìn)出的嚙合過(guò)程，進(jìn)而引發(fā)蝸桿、渦輪齒間連續(xù)出現(xiàn)沖擊現(xiàn)象，最終形成渦輪副受迫振動(dòng)的激振力。通常情況下，渦輪副加工裝配誤差越大，就會(huì)造成越大的激振力和電梯振動(dòng)。在長(zhǎng)時(shí)間使用渦輪副的情況下，渦輪蝸桿和齒輪之間的磨損會(huì)逐步增大，造成電梯加減速時(shí)有軸向竄動(dòng)，使得電梯運(yùn)行中出現(xiàn)臺(tái)階感。
    1.4共振因素
    共振因素是影響乘坐電梯舒適性的重要原因。由于電梯的機(jī)械系統(tǒng)是由不同構(gòu)件所構(gòu)成的，每個(gè)構(gòu)件都擁有自己的振動(dòng)頻率，所以在電梯運(yùn)行時(shí)，一旦其他因素綜合起來(lái)的振動(dòng)頻率與不同構(gòu)件振動(dòng)頻率產(chǎn)生重合，就會(huì)造成共振現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致電梯出現(xiàn)振動(dòng)。曳引機(jī)的機(jī)械部分是最常見(jiàn)的共振現(xiàn)象發(fā)生根源處，這是因?yàn)檎駝?dòng)現(xiàn)象從曳引鋼絲繩一直傳到轎廂，若其引起的受迫振動(dòng)頻率與構(gòu)件本身固有頻率相接近時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致共振現(xiàn)象，從而使得電梯轎廂內(nèi)出現(xiàn)周期性振動(dòng)，與此同時(shí)還會(huì)引發(fā)嗡嗡聲響。
    控制電梯系統(tǒng)振動(dòng)的有效策略
    由于引起電梯系統(tǒng)振動(dòng)的原因較多，為了有效防止電梯系統(tǒng)振動(dòng)運(yùn)行穩(wěn)定性造成的影響，必須采取相應(yīng)的控制方法。業(yè)界的專(zhuān)家學(xué)者基于電梯系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究分析的基礎(chǔ)上，提出了以下幾種控制電梯振動(dòng)的方法。
    2.1抑制振源的方法
    通過(guò)分析可知，電梯系統(tǒng)繩輪的偏心、曳引機(jī)的輸出波動(dòng)等因素是引起電梯垂直振動(dòng)的主要振源，而引起電梯水平振動(dòng)的振源主要有電梯導(dǎo)軌輪廓形狀偏差以及導(dǎo)靴誤差等。鑒于此，可從通過(guò)以下方法來(lái)減少振源，進(jìn)而達(dá)到控制電梯系統(tǒng)振動(dòng)的目的。其一，減少曳引機(jī)自身轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的波動(dòng)變化。具體可以采取基于電流預(yù)測(cè)的死區(qū)效應(yīng)補(bǔ)償方法來(lái)解決這一問(wèn)題，通過(guò)該方法能夠使電梯在電機(jī)勵(lì)磁電流頻率6倍頻的振動(dòng)幅值獲得有效消除；其二，減小繩輪偏心。想要有效減小繩輪偏心，就必須在轉(zhuǎn)輪安裝過(guò)程中，進(jìn)行嚴(yán)格的靜平衡和動(dòng)平衡，借助該方法能夠是繩輪偏心有效減小，可以達(dá)到降低振動(dòng)發(fā)生幾率的目的；其三，提高導(dǎo)軌的安裝質(zhì)量。當(dāng)導(dǎo)軌表面過(guò)于粗糙或是接頭位置處的質(zhì)量不合格都容易引起電梯系統(tǒng)橫向振動(dòng)。為此，除了在加工制造時(shí)嚴(yán)格控制生產(chǎn)質(zhì)量，降低導(dǎo)軌的形位公差以及尺寸誤差之外，還應(yīng)當(dāng)在實(shí)際安全過(guò)程中，提高安裝質(zhì)量。
    2.2隔振方法
    在電梯系統(tǒng)隔振設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以采取如下措施減少振動(dòng)：
    2.2.1對(duì)曳引繩的張緊力進(jìn)行均勻分配。相關(guān)研究結(jié)果表明，曳引繩與曳引輪的使用壽命會(huì)由于繩張力分配的不均勻而縮短，這樣一來(lái)便容易引起電梯轎廂垂直振動(dòng)超標(biāo)。為了準(zhǔn)確估算出曳引繩的張力，可以用手    激振曳引繩，并按照其波動(dòng)時(shí)間對(duì)張力進(jìn)行估計(jì)，由此便可得出曳引繩張力與波動(dòng)時(shí)間的關(guān)系，該方法常被用于超高速電梯的隔振設(shè)計(jì)當(dāng)中，是一種非常有效的方法。
    2.2.2導(dǎo)靴參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整。通過(guò)對(duì)導(dǎo)靴參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整也能夠起到減振的作用。要合理確定導(dǎo)靴的間隙，并進(jìn)一步提高導(dǎo)靴內(nèi)襯材料的強(qiáng)度和剛度及耐磨性。同時(shí)，還可調(diào)整滾動(dòng)導(dǎo)靴彈簧對(duì)滾輪的預(yù)壓縮量。此外，提高滾輪外緣橡膠的強(qiáng)度和耐磨性，能夠起到降低滾輪塑性變形的作用。
    2.2.3對(duì)轎架和轎廂進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了減低轎架和轎廂對(duì)電梯振動(dòng)的機(jī)械影響，應(yīng)當(dāng)在其設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用有限元模型進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化，借此來(lái)使兩者的共振頻率，尤其是轎廂的頻率避開(kāi)電梯系統(tǒng)可能產(chǎn)生的激振頻率，這樣便可以有效消除共振問(wèn)題，從而降低振動(dòng)的發(fā)生幾率。
    2.2.4合理選擇阻尼?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)電梯系統(tǒng)上減振橡膠的阻尼進(jìn)行調(diào)整，即合理選擇橡膠類(lèi)型與幾何參數(shù)，從而使人體敏感頻段的振動(dòng)能量獲得有效耗散，這樣便可以解決由人體引起的電梯機(jī)械振動(dòng)問(wèn)題。
    2.3加強(qiáng)檢查維護(hù)
    通常情況下，電梯系統(tǒng)一般都是在運(yùn)行一段時(shí)間之后，才會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題，這是因?yàn)?，在電梯不斷運(yùn)行的過(guò)程中，某些部件會(huì)隨著使用而出現(xiàn)變形，由此便容易引起電梯振動(dòng)。所以，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)電梯的檢查與維護(hù)。對(duì)于檢查中發(fā)現(xiàn)的不符合要求或是超標(biāo)的部件要及時(shí)進(jìn)行維修或是更換，這樣能夠有效確保主要部件的強(qiáng)度和硬度，由部件變形問(wèn)題引起的振動(dòng)便可以基本消除。

    總而言之，在電梯系統(tǒng)的使用過(guò)程中，振動(dòng)是較為普遍的問(wèn)題。為此，有必要分析引起電梯振動(dòng)的主要機(jī)械因素，并采取有效的措施加以解決，借此來(lái)減少或避免電梯出現(xiàn)振動(dòng)。這不但能夠確保電梯安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，而且還能進(jìn)一步延長(zhǎng)電梯系統(tǒng)的使用壽命。