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电梯振动的试验分析与解决方案

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试验研究电梯振动的试验分析与

解决方案

江汉大学󰀁付󰀁芩

󰀁󰀁摘要:电梯振动是影响电梯使用效果的重要因素之一。根据电梯振动试验所得到的相关数据,通过分析电梯系统共振的分布状态,发现了传统理论分析所遗漏的共振频率区。并针对该频率区与曳引机主机额定转速󰀂󰀂󰀂主振频率接近的特点,提出了防止电梯发生系统共振的措施。

叙词:电梯󰀁振动󰀁共振󰀁试验

󰀁󰀁Abstract:Vibrationisoneoftheimportantfactorsthathaveinfluenceonelevatorperformance.Accordingtothedatafromelevationtests,thispaperanalyzesthesystemresonancedistribution,findingtheresonancefrequencyrangethatisneglectedbytraditionaltheory.Thisfrequencyrangeisproximatetomainvibrationfrequencyofthetractionmachineatratedspeed,and,ac󰀁cordingtothis,measuresagainstelevatorresonanceareproposed.Keywords:Elevator󰀁Vibration󰀁Resonance󰀁Test󰀁󰀁在电梯运行性能的各项指标中,垂直振动加速

度和水平振动加速度是难以控制的指标。该指标超标会使乘座舒适感降低,严重时会产生抖动、颤

动,使人无法忍受,因此探讨解决电梯振动的实用

方法,对电梯制造厂商和安装维修单位有极大的实

际意义。

1󰀁电梯系统激振力特性

电梯运行中出现的振动从系统角度考虑,应为悬挂在曳引机上的轿厢󰀂对重系统,在曳引机的振

源激励下产生的受迫振动其幅频特性如图1所示。

该振动类激振力的幅值与激振频率有关,由于电动

机转子的不平衡以及电机轴和减速箱之间安装误差及制动轮与盘车手轮的动不平衡性,这种旋转体的

不平衡引起的激振力其幅值与频率的平方成正比,

其振幅放大率󰀁的数学表达式为:

󰀁=󰀂2

(1-󰀂2)2+(2 󰀂)2式中󰀁󰀂󰀂󰀂󰀂频率比󰀁 󰀂󰀂󰀂阻尼比󰀁󰀁从图1所示的幅󰀂频响应曲线可以看出:由于

激振力受振动频率影响,因此当频率比󰀂增大时,󰀁趋于1,且其下降趋势较缓慢,这是与其他振动

类型的不同之处。这对于选择电梯隔振系统有实际指导意义,电梯隔振系统一般采用橡胶。橡胶隔振

器的阻尼比 =0󰀂10,当系统发生共振时,󰀁=

1󰀂67~5。

图1󰀁幅󰀂频响应曲线

2󰀁改进措施

根据上述驱动功率和起动功率的核算,在不改变原系统驱动装置的前提下,采取双电机起动,单

电机运行的方案。2台电机的总功率为105kW,满

足起动时的驱动功率82󰀂92kW的要求。起动后通过新增的一时间继电器,在10s后将尾部电动机

切除,由头部电动机单独驱动。3󰀁运行效果

经改进,2台输送机起动平稳,头部驱动电动

机电流在65~80A,重载时起动时间3s。经此改

进,每一输送机每年可节约10万度电。作者地址:南京市大厂区

邮󰀁󰀁编:210048收稿日期:2000-08-25󰀂19󰀂 起重运输机械!󰀁2001(8)2󰀁系统固有频率测试

电梯运行速度是电梯的技术性能指标之一,其

允许变化范围按GB7588󰀂1995 电梯制造与安装安全规范!12󰀂6条规定:∀当电源为额定频率,电

动机施以额定电压时,电梯轿厢在半载,向下运动

至行程中段(除去加速和减速段)时的速度,应不

超过额定速度5%。注:1)实践证明,在上述测定条件下,速度

在额定速度以下且不低于额定速度8%是比较好

的。故激振频率不会有较大的变化。按振动隔离的一般要求󰀂>2[1],在工程设计中取󰀂=2󰀂55。由于

激振频率在系统布置时已确定,因此只能改变系统

固有频率以求避开共振区,即󰀂 1或󰀂!1。2󰀂1󰀁系统固有频率计算

根据文献[1],电梯系统的固有频率计算式

为:

角频率󰀁!n=K/mrad/s

频率󰀁F=12∀K/mHz

式中󰀁K󰀂󰀂󰀂系统刚度󰀁m󰀂󰀂󰀂系统总质量

由于电梯系统是由钢丝绳轿厢对重平衡链构成

的系统,故由绳头弹簧确定的系统的刚度及系统质量为:

(1)实例1󰀁某写字楼观光梯

绳头弹簧刚度:432kN/m(10个)

轿厢自重:1600kg对重:2040kg

钢丝绳自重:255kg

平衡链:230kg电缆:85kg

额定载重:1000kg

则:总刚度K=10#432=4320kN/m总质量󰀁m=4210kg

空载时固有频率

!n1=432#1034210=32rad/s

F1=32/2∀=5󰀂1Hz

满载时固有频率

!n2=432#1035210=28󰀂8rad/sF2=28󰀂8/2∀=4󰀂59Hz

(2)实例2󰀁普通客梯绳头弹簧刚度󰀁432kN/个(10个)

轿厢自重:1200kg

对重:1750kg钢丝绳自重:240kg

平衡链:170kg

电缆:80kg额定载重:1000kg

则:总刚度K=10#432=4320kN/m总质量m=3440kg

空载时固有频率

!n1=4320#1033440=35󰀂4rad/s

F1=5󰀂6Hz

满载时的固有频率

!n2=4320#1034440=31󰀂2rad/s

F2=4󰀂96Hz

2󰀂2󰀁测定系统固有频率从理论计算分析,电梯系统的固有频率在5Hz

左右,而一般曳引机的主转速在1300~1500r/

min,即主振频率在21󰀂6~25Hz。则频率比为4󰀂32~5,能满足工程设计的隔振要求,系统设计是合

理的。但是在电梯实际运行中,有些电梯在额定速

度范围内仍会出现振动,甚至在固定楼层出现振动,而且越接近顶层(机房)振动越明显。为了验

证系统设计的合理性,设计了频率扫描法的试验用

以实际测定系统的固有频率。其测定方法如下:(1)选定待测定电梯;

(2)改变主机转速,使其从额定速度下降至

300r/min,其改变间隔为60r/min;(3)在不同的速度下,在电梯轿厢内用加速度

仪实际测定垂直加速度,水平加速度。试验中只测

定轿厢上、下行垂直振动加速度,作出转速󰀂垂直振动曲线;

(4)观测在不同主转速下,系统有无共振现

象,主机有无异常噪声。测验时,分别对3台速度为1󰀂75m/s,载重

1000kg的电梯进行了测试,其转速󰀂振动曲线如图2、图3、图4所示。

2󰀂3󰀁测试分析󰀂20󰀂 起重运输机械!󰀁2001(8)从测试结果分析可得出以下结论(1)随主机转速下降,振动指标呈下降趋势,

当主机转速下降至1000r/min后,振动指标基本

稳定,波动不大。(2)振动指标的最大值出现在主机转速1150

~1320r/min区域内,这时主机的激振频率为19󰀂2

~22󰀂5Hz,其振动值约为1000r/min时振动值的

2󰀂5~3倍,即已发生共振。测试人员在轿厢内明显感到振动,曳引机噪声增大。

(3)在理论计算的共振区200~400r/min的范

围内,振动曲线有一小幅回弹,但回弹幅度较小,

可理解为共振的影响,可证明理论计算的正确性。

图2󰀁电梯转速󰀂振幅曲线(1)

图3󰀁电梯转速󰀂振幅曲线(2)

图4󰀁电梯转速󰀂振幅曲线(3)󰀁󰀁(4)电梯空载下行振动指标明显优于空载上

行指标,这表明系统在电机做功状态时比发电状态

时的稳定性要好,这已在多台电梯运行指标测试中

得到验证。对电梯运行影响最大的共振区,即19~22󰀂5Hz区域,在理论上没有预测到,由于此区域接近

或位于额定转速,所以其对电梯的性能影响最大。

电梯如果出现振动指标超标或人体可明显感到振动,一般均与此区域有关。

发现19~22󰀂5Hz共振区是本次试验的一大收

获,为今后电梯系统设计提供了依据。

3󰀁电梯振动的防止

(1)由于曳引机是主振源,对其振动指标应严

格控制。GB13435󰀂1992 电梯曳引机!规定:∀曳

引机在检验平台上轻载(相当于曳引机额定载重量20%~40%)时,在输出轴端处测定折算到曳引轮

节径处的扭转振动速度的有效值中,最大值(客

梯)不大于7󰀂1mm/s。∃曳引机生产厂必须能保证该项指标,电梯整机厂应对曳引机供方严格考察,

综合评价其生产工艺、检测手段、质管体系。

(2)避开共振区,在系统设计时,主机工作转

速应为1500r/min。试验表明,转速超过1350r/min共振区,在转速为1450~1500r/min区域,振

动值将下降,而且转速偏离共振区100r/min后,

能有明显效果。应用此方法,已为厂家有效地解决了数台电梯振动问题。

(3)曳引机底座隔振橡胶垫宜选用邵氏硬度

HA50~HA60的丁晴橡胶或天然橡胶,主振源的振

动主要应由隔振套予以吸收。轿厢底隔振垫硬度应在HA50左右,钢丝绳、轿厢架传来的垂直振动主

要由其吸收,此隔振垫的选择也很重要。

(4)轿厢重心位置对水平振动影响很大,可通过轿厢底配重的调节来改善水平振动指标。因此在

轿厢设计时,应考虑设置重心调节支架,通过改变

配重,调节轿厢重心。虽然轿厢内乘客人数不等,

但多数情况下乘客分布是趋于均匀的。

参󰀁考󰀁文󰀁献1󰀁属维德.机械振动手册.北京:机械工业出版社,1992

作者地址:武汉市江汉大学机电系邮󰀁󰀁编:430019收稿日期:2001-01-02󰀂21󰀂 起重运输机械!󰀁2001(8)

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大型工艺螺杆压缩机振动分析及解决方案

大型工艺螺杆压缩机振动分析及解决方案

２０１０年第２期（总２２０期）　■故障分析　

文章编号：１００６－２９７１（２０１０）０２－００３３－０３　

１　前言　大型工艺螺杆压缩机振动分析及解决方案　

蒋国　（中国石化集团上海工程有限公司，上海２０００００）　

摘要：针对ＬＧ４２９／０．０２３—０．１６２尾气螺杆压缩机，在出厂试车试验中出现振动和噪声明显偏大的问　题，利用现场实测和频谱分析相结合的方法，对压缩机的振动影响因素进行分析，并进行相应改进，使其　振动问题在出厂前即得到妥善处理，确保了机组运至现场的安全运行，从而取得良好的经济效益和社会　效益。　关键词：工艺螺杆压缩机；振动；频谱分析　中图分类号：ＴＨ４５５　文献标识码：Ｂ　

螺杆压缩机是一种容积型、回转式压缩机，它具　

有许多活塞压缩机无法比拟的优点，尤其在振动方　面，因为螺杆压缩机的转速大多在千转以上，相比几　

百转的活塞压缩机，更容易避开机组较低阶的结构　固有频率。同时，其周期性的吸排气相比活塞机的　

吸排气所引起的压力脉动要小得多。所以，近年来，　随着转子齿型和其它结构的不断改进，各方面性能　

在逐步提高，机型种类也在不断增多，容量范围和使　

用范围也越来越大，特别是大型工艺螺杆压缩机组，　在取代活塞压缩机方面具有广阔的应用前景。但　

是，由于螺杆压缩机发展较晚，在检修维护保养等方　

面，还缺乏成熟的经验与资料。当出现问题时，停机　检修带来的生产损失较大，维修成本较高，检修周期　

较长，其中严重的振动问题还可能引起较恶劣的现　场事故和人员伤亡，因此，从根本上解决大型工艺螺　

杆压缩机组的振动问题具有重要意义。　以往的文献资料大多以现场应用中的振动问题　为研究现象，缺乏从根本上解决问题的手段¨　，本　

文通过分析ＬＣ，４２９／０．０２３—０．１６２尾气螺杆压缩机　

出厂试验发生的振动问题，提出了改进方案，将振动　

隐患消除在出厂前，大大节约了现场维修成本。　

２机组的结构及试验程序　

该尾气螺杆压缩机组型号为ＬＣ，４２９／０．０２３—　

电梯设备检测探析

电梯设备检测探析

电梯设备检测探析

陈文荣

(深圳市特种没备安全检验研究院，广东深圳518000)

，睛要】随着高层建筑的不断增加．电梯的数量也与日俱增，电梯的安全检测变得越来越重要。本文阐述了电梯检测相关参数，阐明检测

’条件对于电梯检测的重要洼，以不断提高电梯安全枪删的效率和质量。；良潦酐司】电梯；检测；探析

随着国民经济发展电梯将是日常生活不可缺少的交通工具，因此电梯的质量已是人们关注的焦点。为此，除了必须提高电梯设计、制造

与安装质量，对电梯的验收、年检及日常检查是极为重要的工作。电梯

的检验应该做到认真、负责，同时还必须掌握电梯相关的基本知识与检

测技术。其中检测技术是当前略为薄弱的环节，为了保障电梯安全、可

靠、正常运行，电梯的检测不能停留在用简单的量具与仪器按现行标准

的要求作合格与不合格的判定，检测技术应有如下的发展：提高检测数值的精度、刚氐测量系统的不确定度、提高测值与实际真值相符的有效

性：扩展检测诊断与检测预报功能及提高其功能技术水平；加强检测技

术的研究开发模拟、无损害检测技术；提高检测技术为电梯开发新技术

的服务意识与服务效果。

1电梯检测参数

电梯检测主要针对影响电梯功能和安全的内容，检测人员首先应

掌握或了解其概念。

接地电阻及电梯绝缘检测：是指对电梯所需接地电阻值的测量和

对电梯的动力回路，电动机、门机、安全回路、控制线路绝缘，照明回

路的检测。

极限、限位开关动作检测：是指对电梯轿厢向上、向下运行的终

端保护行程开关的作用情况进行检测。

曳引平衡系数检测：1)曳引平衡系数：是GB7588—2003国家标准规定的系数。曳引驱动的理想状态是对重侧与轿厢侧的重量相等。

此时，曳引轮两侧钢丝绳的张力T1=T2，若不考虑钢丝绳重量的变化，

曳引机只要克服各种摩擦力就熊轻松地运行。但实际上厢侧的重量是个

变量，随着载荷的变化而变化，固定的对重不可能在各种载荷情况下都完全平衡轿厢侧的重量。基于上述|青况对重只能取中间值，按标准规定

只平衡0A～0．5的额定载荷，故对重侧的总重量应等于轿厢自重加上

对电梯震动的初步分析及其解决方案

对电梯震动的初步分析及其解决方案

科技创新导报2014 NO.32Science and Technology Innovation Herald创新技术

科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald46随着电梯保有量的增加，电梯的运行质量成为颇受关注的问题，其中的震动，尤为突出，先来看看电梯震动的外在表象：（1）电梯刚启动的加减速的阶段不平稳，有突然向上或向下窜动的感觉。（2）起动或停止的瞬间有“台阶”感。（3）周期震动，轿厢内还伴有明显的嗡嗡响声，甚至脚下能感觉到轿厢震动。从物体自由度的分类上，每个空间的自由物体，均有六个方向的自由度。由于电梯的轿厢是运行在两列导轨之间的物体，可以简化为具有X轴Y轴具有微量自由度，而Z轴具有较大自由的物体。1 水平震动1.1 分析水平方向上的摇摆和震动，也就是平常所说的横向震动，主要是由导轨的弯曲或导靴的不正常运动造成的，一般情况下，乘客只对其中的低频震动较为敏感，当乘客垂直站立时会清楚的感到水平方向的低频震动，但对此方向的高频震动不是很敏感。在自由度上来分析，可以分为前后以及左右两种，即X轴及Y轴方向。1.2 电梯水平震动的影响因素（1）滚动导靴的滚轮外形。（2）井道内部的结构形状以及井道气流。（3）乘客负载的变动和轿厢的静平衡状态。（4）轿厢速度运行的不均匀等。导轨接头的台阶和间隙与导轨的不平行度和垂直度是电梯水平震动的重要原因。针对水平震动的研究，应针对导轨来进行。在轿厢的水平震动中，轿厢导靴也是其来源的一种，对于滚动导靴电梯，当导轮外缘有干扰或导轮外形不规则时，都会引发电梯震动。所以水平震动的主要根源在于：①轿厢在导轨之间的XY轴的静态平衡是否合适。②轿厢导靴是否调整到位，弹簧压力是否合适，间隙是否合适。③滑动导靴靴衬是否磨损严重，滚轮导靴轮体是否发生变形。④主副导轨的连接处是否有台阶超差。⑤随行电缆和补偿链是否弯曲变形导致受力不均匀。2 垂直震动垂直震动主要是由曳引轮或导向轮、反绳轮引起的，并且由钢丝绳传递至轿厢。这种震动中的高频部分，绝大部分被轿顶绳头组合装置或轿顶反绳轮隔震装置以及轿底隔震装置隔绝过滤掉了。垂直方向上的震动在自由度的范畴上，可算作Z轴震动，也可分为低频震动和高频震动，分界点是10 Hz，小于10 Hz的震动，是低频震动；反之即为高频震动。低频震动的根源在于：(1)编码器是否连接完好，编码器线是否有被干扰。(2)变频器中的电机参数是否合适。(3)对重导靴与导轨的摩擦是否滑动自如(4)主副导轨是否有足够的润滑(5)导向轮和反绳轮的圆柱度是否超差。经过多年的经验总结和分析，笔者认为高频震动的主要根源在于：(1)轿厢与轿架之间，钢丝绳绳头组合与轿架之间的减震橡胶的减震效果是否合适(2)变频器中的PI基值是否合适(3)曳引机电机的轴承以及动平衡是否超差。另外加减速过程中的轻微震动的根源在于：(1)曳引机抱闸开闸时间，即时序的问题(2)曳引机抱闸闸衬和闸毂之间的间隙是否合适(3)对重导靴与对重导轨的摩擦力是否过大以及导轨的润滑是否到位。同时，轿厢震动的根源在于：(1)轿壁是否和曳引机的震动产生了共震(2)轿厢上的零部件是否和井道内的零件有刮蹭(3)轿壁与轿底以及轿顶螺栓紧固件是否连接牢固。3 电梯舒适感的衡量标准和测量方法GB10058-1997对电梯舒适感的要求：(1)乘客电梯起动加速度和制动加速度最大值均不应大于1.5 m/s2。(2)当乘客电梯额定速度(v)1.0 m/s

电梯检测中电梯运行共振原因探讨

电梯检测中电梯运行共振原因探讨

电梯检测中电梯运行共振原因探讨

结合工作实践经验，论述了电梯运行共振产生的现象及主要原因。并提出了主要的应对措施。

标签：电梯检测；电梯运行；共振原因；因素；措施

1 引言

电梯在上下运动过程中进行日常电梯检验检测时会发现轿厢有明显的振动的嗡嗡响声，电梯的振动主要是由多种因素造成的。电梯的重要性能指标是乘坐电梯的舒适感尽管人乘座的时候电梯的振动幅值较小且乘坐的时间不长，在电梯系统运行过程中所产生的振动主要的影响在于影响电梯曾用人在电梯运行过程中的舒适感同时还会加快磨损某些重要部件使其使用寿命大大减少。在正常情况下当电梯的振动累积到一定的量值时恰好此时的振动频率介于人的敏感频带时会使乘座者感受到十分明显的难受感。但是，这些也不足达到影响乘用者的人身安全及身体健康。究其原因这些共振的产生主要是由于电梯在运行的过程中的某些部件摩擦所产生的低频共振或者是系统设备的旋转造成的。

2 电梯运行中共振产生的主要原因分析

曳引机在旋转过程中的脉动是轿厢振动的振源其最常见的振动发生根源主要来源于轿厢的机械运动，曳引机在工作时电机的高速运转时其转速约在额定转速时轿厢的振动表现十分明显，其中曳引机传动部分的蜗轮蜗杆组装啮合不好也同样会产生一定大的振动，造成电梯运行中振动的主要因素有以下几方面：

（1）产生噪音的周期振动。电梯作为运载工具在运行过程中由于物体固有频率接近时以及振动的频率时就产生了共振现象，曳引机的结构系统会形成为一个弹性系统，这在曳引机通过曳引绳传至轿厢产生的振动中最为常见。一些运动部件会变成为激振源产生自己的固有振动频率并且产生了激振力频率。电梯将旋转运动转化为往复上下运动当两种频率相等或接近时就会产生共振，也是电梯的主要运动形式是激振力频率的产生源。在某些运动长度范围内在机房所感受到的振动与轿厢中所听见与感受到的振动相差甚远，在某些楼层范围内这种振动在传输过程中也能够产生共振。共振现象可以通过改变系统的刚度和改变系统固有频率以及改变激振频率来进行消除。在电梯的额定速度范围内进行主速度的合理调整是避免电梯产生共振的一种行之有效的简便方式，在整个电梯轿厢的半载范围电梯在运动至行程中段时的速度控制在大于额定速度的92%最为适宜。因此，对电梯的调速观察可在这个参考的速度的标准里进行合理的调整，当电梯的速度变化在±50r/min效果不明显，当电梯的速度变化±100r/min有明显效果。