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【摘 要】 人们生活水平的提高,对电梯乘坐舒适感提出了更高的要求,电梯不再是代步的工具,而是人们对物质生活的享受。本文从影响舒适感的振动方面进行阐述,以解决乘坐电梯不舒适的问题。
【关键词】 电梯;舒适感;振动
随着社会的进步和科技的发展,全球城市化进程和建筑用地的减少,高楼是现代地产业的发展方向,电梯作为高楼的必须交通工具,也占据着举足轻重的地位。科技的日新月异和现代人对效率的追求,电梯速度越来越高,目前已达到1080m/min,这就意味着对舒适感的要求越来越高,也对电梯厂商在设计、制作、安装、调试上提出了更高的要求。舒适感的好坏已成为检验电梯质量的重要指标之一,直接关系到签梯量和品牌形象,也关系着电梯厂商的命运和未来。
电梯舒适感的重要衡量指标就是振动,它是一个异常复杂的模型,涉及电气、机械以及它们之间的匹配。GB/T10058-2009《电梯技术条件》中明确规定:乘客电梯轿厢运行在恒加速度区域的垂直(Z轴)震动的最大峰峰值不应大于,A95峰峰值不应大于。乘客电梯轿厢运行期间(X轴和Y轴)震动的最大峰峰值不应大于,A95峰峰值不应大于。一旦电梯起动全速运行,如轿厢的运行振动超过国家标准,就会影响电梯的舒适感。电梯振动分为由共振引起的高频振动、由机械或电气引起的低频机械振动。
1.系统谐振(共振)
电梯在运行过程中,其自身结构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、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。
1.1 曳引机和承重梁系统
承重梁承受着电梯的全部悬挂重量和曳引机重量。由力学理论可知,承重梁会产生挠度,因而会产生自己的固有频率。大部分电梯,采用2根承重梁,其中承重梁长度设为L1,一根承重梁的集中载荷:R=(P+Q+G+W+S+H)/2,弹性模量,惯性矩J=7110,则,有挠度产生的系统固有频率:
振动频率:。
1.2轿厢和曳引绳系统
轿厢由柔软的钢丝绳牵挂,组成一个做上下往复运动的弹性系统。曳引绳系统可认为是弹簧,轿厢对系统可认为是惯性元件的振动体,见图1。
其固有频率:。其系统固有频率与曳引机激振频率接近,从而造成电梯系统共振。此外,轿厢结构不合理,强度刚度不够,轿厢壁板振动频率与系统振动频率相近,产生共振。
2.机械振动
低频机械振动机理比较復杂,但可分为两个方向处理,一个是水平振动方向(轿厢水平面),另一个是垂 直振动方向(轿厢垂直面),下面就从这两个方向分别论述。
2.1水平振动方向
若采用EVA一625振动分析仪测量,水平振动方向对应的是X轴和Y轴。
①主导轨接头处台阶及间隙的影响
GB7588及GB10060中规定,在有安全钳的导轨接头处台阶不超过0.05mm,间隙不超过0.5mm,因此减小导轨接头处台阶及间隙大小,使之越小越好。应注意的是,在修正导轨接头处台时,应对导轨面平缓修正,至少每根导轨应修正至接头处上下各150mm处。
②导靴、靴衬与导轨之间的间隙的影响
在滑动导靴中,轿厢导靴的靴衬与轿厢导轨之间的间隙大小对电梯振动的影响较大,一般设计要求每侧都有不超过5mm的活动间隙,但是随着电梯载荷的不同(动平衡),在电梯运行的水平方向会产生以导靴间隙两倍距离为振幅的振动(X轴、Y轴方向均存在),间隙越大,振幅成倍放大,振动越剧烈,并且随电梯的速度提高,相对应的振动频率会减小。
对于滚动导靴,同样存在这种情况,只不过此间隙在水平方向受滚轮弹簧的影响,类似于不同介质中的阻尼振动,滑动导靴介质为空气,而滚动导靴换成了有一定弹性的弹簧,所以,滚动导靴在相同的速度时,比滑动导靴的振动小。尽量减小导靴靴衬与导轨间隙或在一定范围内增加滚动导靴弹簧的压力,能够减小导靴所产生的振动,并定期更换磨损严重的导靴靴衬及滚轮。如果不考虑经济效益或其他因素,使用滚动导靴可减少导靴引起的振动。
③导轨支架及导靴架的影响
当导轨支架或导靴架的固定螺栓有部分松动时,直接导致导靴与导轨间隙增大,从而引起振动增大,严重时,会导致电梯导靴脱离导轨,使电梯发生危险。定期检查各部分螺栓的紧固程度,保证螺栓有一定的预紧力矩,必要时,可使用力矩扳手。 此外,在电梯水平振动的问题上,也存在其他影响因素,如电梯轿厢的静平衡。当电梯轿厢不能达到的静平衡状态时,则轿厢四个导靴不会处于同一平面内,四个导靴在导轨上产生扭曲,进而引起轿厢振动及导靴磨损加快。
2.2垂直振动方向
此方向的振动,乘客的感觉最为明显,但由于现在基本采用挂绳比2:1,无齿曳引机,影响垂直振动方向因素仅列以下几个方面分析。
①电气系统的影响
当前,绝大多数电梯的控制系统均采用闭环控制。当测速系统的反馈值与电梯控制系统的给定值相差较大时,电梯控制系统将加大或减少其输出转矩,这样很容易引起轿厢上振动(当然,相差超过系统给定值时,将自动出现故障信号而停止运行)。 。最常见的是在主机马达上用旋转编码器测速,当旋转编码器检测的速度和系统给定速度总是相差较大时,不论是由于编码器同轴度偏差大或编码器损坏等原因,均会由于系统的微调,引起很大的电梯振动。安装时对旋转编码器进行检测,对闭环控制控制系统进行检查处理,可避免。
②曳引机安装的影响
正常情况下,曳引机安装在承重梁上,而在曳引机与承重梁之间或者承重梁与地面之间均加有减振橡胶垫,使曳引机自身的振动减缓,且两者间受到弹性连接;如果减振橡胶老化或损坏时,曳引机失去缓冲,振动加大,导致轿厢振动加大。
③平衡系数与称重系统的影响
当平衡系数过大或过小时 (大于50%或小于40%),此时电梯启动或停车瞬间会出现上下抖动(抱闸调整不合适也会引起的抖动)。
电梯称重系统的原理是控制系统根据轿厢实际负载的大小,给予电梯在起动瞬间以合适的预置力矩,保证电梯平稳起制动,但是,若称重系统不能准确反映轿厢负载时,会产生明显的抖动情况。
因此,设计时要设计定好平衡系数,定期较验称重系统,使之能准确反映轿厢重量的变化。引起电梯的振动有很多的原因,并不是单一的某一个因素引起的。
因此在解决电梯振动是一项既系统又具体的工作,它充满很多不确定因数,要多方面考虑,仔细检查电梯的每个部品的状态,更好地为客户服务。
参考文献:
[1]孟少凯等,电梯技术与工程务实,上海交通大学出版,2002
[2]朱昌明等,电梯与自动扶梯,上海交通大学出版,1995
[3]GB7588—2003电梯制造与安装安全规范,国家技术监督局,2002
[4]GB10060一一1993电梯安装验收规范,国家技术监督局,1992
[5]GB/T10058一一2009电梯技术条件,国家技术监督局,2009
【关键词】 电梯;舒适感;振动
随着社会的进步和科技的发展,全球城市化进程和建筑用地的减少,高楼是现代地产业的发展方向,电梯作为高楼的必须交通工具,也占据着举足轻重的地位。科技的日新月异和现代人对效率的追求,电梯速度越来越高,目前已达到1080m/min,这就意味着对舒适感的要求越来越高,也对电梯厂商在设计、制作、安装、调试上提出了更高的要求。舒适感的好坏已成为检验电梯质量的重要指标之一,直接关系到签梯量和品牌形象,也关系着电梯厂商的命运和未来。
电梯舒适感的重要衡量指标就是振动,它是一个异常复杂的模型,涉及电气、机械以及它们之间的匹配。GB/T10058-2009《电梯技术条件》中明确规定:乘客电梯轿厢运行在恒加速度区域的垂直(Z轴)震动的最大峰峰值不应大于,A95峰峰值不应大于。乘客电梯轿厢运行期间(X轴和Y轴)震动的最大峰峰值不应大于,A95峰峰值不应大于。一旦电梯起动全速运行,如轿厢的运行振动超过国家标准,就会影响电梯的舒适感。电梯振动分为由共振引起的高频振动、由机械或电气引起的低频机械振动。
1.系统谐振(共振)
电梯在运行过程中,其自身结构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、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。
1.1 曳引机和承重梁系统
承重梁承受着电梯的全部悬挂重量和曳引机重量。由力学理论可知,承重梁会产生挠度,因而会产生自己的固有频率。大部分电梯,采用2根承重梁,其中承重梁长度设为L1,一根承重梁的集中载荷:R=(P+Q+G+W+S+H)/2,弹性模量,惯性矩J=7110,则,有挠度产生的系统固有频率:
振动频率:。
1.2轿厢和曳引绳系统
轿厢由柔软的钢丝绳牵挂,组成一个做上下往复运动的弹性系统。曳引绳系统可认为是弹簧,轿厢对系统可认为是惯性元件的振动体,见图1。
其固有频率:。其系统固有频率与曳引机激振频率接近,从而造成电梯系统共振。此外,轿厢结构不合理,强度刚度不够,轿厢壁板振动频率与系统振动频率相近,产生共振。
2.机械振动
低频机械振动机理比较復杂,但可分为两个方向处理,一个是水平振动方向(轿厢水平面),另一个是垂 直振动方向(轿厢垂直面),下面就从这两个方向分别论述。
2.1水平振动方向
若采用EVA一625振动分析仪测量,水平振动方向对应的是X轴和Y轴。
①主导轨接头处台阶及间隙的影响
GB7588及GB10060中规定,在有安全钳的导轨接头处台阶不超过0.05mm,间隙不超过0.5mm,因此减小导轨接头处台阶及间隙大小,使之越小越好。应注意的是,在修正导轨接头处台时,应对导轨面平缓修正,至少每根导轨应修正至接头处上下各150mm处。
②导靴、靴衬与导轨之间的间隙的影响
在滑动导靴中,轿厢导靴的靴衬与轿厢导轨之间的间隙大小对电梯振动的影响较大,一般设计要求每侧都有不超过5mm的活动间隙,但是随着电梯载荷的不同(动平衡),在电梯运行的水平方向会产生以导靴间隙两倍距离为振幅的振动(X轴、Y轴方向均存在),间隙越大,振幅成倍放大,振动越剧烈,并且随电梯的速度提高,相对应的振动频率会减小。
对于滚动导靴,同样存在这种情况,只不过此间隙在水平方向受滚轮弹簧的影响,类似于不同介质中的阻尼振动,滑动导靴介质为空气,而滚动导靴换成了有一定弹性的弹簧,所以,滚动导靴在相同的速度时,比滑动导靴的振动小。尽量减小导靴靴衬与导轨间隙或在一定范围内增加滚动导靴弹簧的压力,能够减小导靴所产生的振动,并定期更换磨损严重的导靴靴衬及滚轮。如果不考虑经济效益或其他因素,使用滚动导靴可减少导靴引起的振动。
③导轨支架及导靴架的影响
当导轨支架或导靴架的固定螺栓有部分松动时,直接导致导靴与导轨间隙增大,从而引起振动增大,严重时,会导致电梯导靴脱离导轨,使电梯发生危险。定期检查各部分螺栓的紧固程度,保证螺栓有一定的预紧力矩,必要时,可使用力矩扳手。 此外,在电梯水平振动的问题上,也存在其他影响因素,如电梯轿厢的静平衡。当电梯轿厢不能达到的静平衡状态时,则轿厢四个导靴不会处于同一平面内,四个导靴在导轨上产生扭曲,进而引起轿厢振动及导靴磨损加快。
2.2垂直振动方向
此方向的振动,乘客的感觉最为明显,但由于现在基本采用挂绳比2:1,无齿曳引机,影响垂直振动方向因素仅列以下几个方面分析。
①电气系统的影响
当前,绝大多数电梯的控制系统均采用闭环控制。当测速系统的反馈值与电梯控制系统的给定值相差较大时,电梯控制系统将加大或减少其输出转矩,这样很容易引起轿厢上振动(当然,相差超过系统给定值时,将自动出现故障信号而停止运行)。 。最常见的是在主机马达上用旋转编码器测速,当旋转编码器检测的速度和系统给定速度总是相差较大时,不论是由于编码器同轴度偏差大或编码器损坏等原因,均会由于系统的微调,引起很大的电梯振动。安装时对旋转编码器进行检测,对闭环控制控制系统进行检查处理,可避免。
②曳引机安装的影响
正常情况下,曳引机安装在承重梁上,而在曳引机与承重梁之间或者承重梁与地面之间均加有减振橡胶垫,使曳引机自身的振动减缓,且两者间受到弹性连接;如果减振橡胶老化或损坏时,曳引机失去缓冲,振动加大,导致轿厢振动加大。
③平衡系数与称重系统的影响
当平衡系数过大或过小时 (大于50%或小于40%),此时电梯启动或停车瞬间会出现上下抖动(抱闸调整不合适也会引起的抖动)。
电梯称重系统的原理是控制系统根据轿厢实际负载的大小,给予电梯在起动瞬间以合适的预置力矩,保证电梯平稳起制动,但是,若称重系统不能准确反映轿厢负载时,会产生明显的抖动情况。
因此,设计时要设计定好平衡系数,定期较验称重系统,使之能准确反映轿厢重量的变化。引起电梯的振动有很多的原因,并不是单一的某一个因素引起的。
因此在解决电梯振动是一项既系统又具体的工作,它充满很多不确定因数,要多方面考虑,仔细检查电梯的每个部品的状态,更好地为客户服务。
参考文献:
[1]孟少凯等,电梯技术与工程务实,上海交通大学出版,2002
[2]朱昌明等,电梯与自动扶梯,上海交通大学出版,1995
[3]GB7588—2003电梯制造与安装安全规范,国家技术监督局,2002
[4]GB10060一一1993电梯安装验收规范,国家技术监督局,1992
[5]GB/T10058一一2009电梯技术条件,国家技术监督局,2009