地铁电梯系统垂直的振动与抑制

地铁电梯系统垂直的振动与抑制

梁有炜

深圳市地铁集团有限公司运营总部广东深圳518000

摘要：科技进步为地铁行业的发展提供了较大的支持。地铁的完善离不开其各种配套设施的应用，乘客要从地下直接升到地面或从地面直接下到地下站台，则需要地铁配套垂直方向上的升降工具，电梯的质量与乘客的关系较为密切。而在电梯的运行过程中，常会出现因为启动或者停止产生振动的现象，本文主要针对电梯产生振动的原因进行分析，并提出一些抑制电梯垂直振动的方法。

关键词：地铁；电梯系统；垂直振动；抑制振动

0前言

目前，我国几乎所有地铁配备了垂直电梯设备，因为地铁电梯能为广大乘客的出行提供极大的便利。在地铁站台建设的设计方面，安装的垂直升降电梯的安全性是第一的，但是电梯在垂直运输的过程中，难以避免的就是会由于某些因素造成电梯发生垂直方向上的振动，这样降低电梯运行的安全性。本文主要针对地铁的垂直升降梯的原因进行阐述，并针对该问题采取一定的解决措施和抑制措施进行详细的探讨说明。

1电梯系统运行时产生垂直振动的原因

对于安装在地铁站台内的电梯系统，确保其使用的安全要求主要包括以下几点：（1）确保电梯在全寿命周期内无事故、运行稳定；（2）确保电梯的启动和停止保持平稳；（3）确保电梯的运行工作具有一定的舒适度，减少乘客乘坐的压力。（4）确保电梯停止时的位置准确无误，不出现卡壳现象；（5）确保其运行的低能耗。电梯在实际运行过程中，还有可能出现由于受到机械运作因素导致发生垂直振动问题，使其无法满足安全运行的基本要求。地铁的电梯系统在运行中若发生垂直的振动，振幅也较大时，会导致电梯的振动频率与人体频率相接近，进而产生人体与电梯共振的现象，会对乘客的身心产生一定的影响的。

地铁电梯运行过程中，产生垂直振动的原因主要是曳引机在运作时和输出功率时会产生一定的机械波动，该波动的传递会沿着与之相连的钢丝绳传向电梯内，进而导致整个轿厢产生机械的波动[1]。乘坐电梯的乘客就会因此感觉到电梯的剧烈振动、颠簸。也就是说，电梯系统产生垂直振动的主要源头是由于波动传递导致的。所以要针对电梯垂直振动问题进行解决，最好的处理方式就是从曳引机波动产生参数控制以及波动传播参数方面来进行控制。但以往的经验表明：曳引机工作过程中产生的波动是很难消除的，参数也很难，所以控制的重点只能落在波动的传播方面，因此可以通过改变电梯运行的动态参数进行控振。

2电梯振动的抑制方法

（1）动力减振器的简介

有关研究表明：造成电梯垂直振动主要原因是振源曳引机的波动，再以钢丝绳为介质进行传递，在轿厢绳头弹簧以及轿厢底部减振橡胶的共同作用下，吸收掉部分的振动，剩下的部分振动则会传递给轿厢和轿厢框架，这样两者就会产生一定的振动[2]。当乘坐发生该情况的电梯时，突然的振动就会导致乘客由于惯性而产生不舒服的感觉。地铁电梯的振源主要是曳引机的波动导致的，而曳引机产生波动的原因主要涉及到曳引机的设计、齿轮的加工精度、曳引机的装配质量和负载运输等方面，因此，需要对以上的因素进行必要的分析研究。

曳引机的曳引轮转动势必会产生一定的脉冲式波动。通过对电梯系统的电梯质量、弹簧系统、阻尼系统等动态参数进行必要的调整，可以实现减少振动传递的影响。以上动态参数的调整原理，是将电梯内部的构件本身产生振动与曳引机产生的波动进行相互融合作用，从而对曳引机波动起到抵消或部分抵消的作用。而且这类装置都具有不同频率的固有频率，因此要避免其能够产生共振的波动，造成振动的幅度的叠加。但出于对整体安全问题的考虑，不可盲目的对动态参数进行调整，应尽量向减小振动幅度的方向上做出调整。尽管厢体的质量大、绳头的弹簧软都能起到减少振动的作用，但出于对电梯安全的保证，一般电梯的厢体质量的设计方面是采用质量小的、绳头的弹簧采用的也是较硬的，对于这样的设计可以确保电梯的负荷恰当，安全性也得到了一定的提高，从安全角度出发，应当对电梯进行适当地降低减振的效果。

对于振源产生振动的效果太明显，振幅较大的情况下，可以通过对其安装有阻尼效果的动力减振器来减少振动的幅度。尽管装加后的动力减震器，厢体的振幅仍会存在，但是仍可以大大的降低振动的幅值，确保电梯整个厢体的振动能得到有效的缓解。相对于无阻尼动力减振器的成本而言，有阻尼动力减振器的价格更加低廉。

（2）动力减振器的设计思想和应用

要使动力减振器得到广泛应用，针对其本身加工和使用的成本控制就显得极为重要，因此规格也是需要越少越好。在对减振器整体结果进行有限元单元法模拟后，并经过试验研究表明：在主振动臂上进行板厚增减以及质量变化，会对减振器的自身的频率产生不连续的较大影响。因此可以对主振动臂上的板厚或者质量参数进行改变，以此对减振器的自身频率进行更改，有助于减少减振器频率和振源频率相同而造成共振的效应，这样减振器的应用范围也就更加的广泛。减振器尺寸的改变对其自身的频率改变是细微的连续变化。可以针对此将减振器自身的频率在小范围内进行调整，以此来增加减振器自身的阻尼作用，从而来提高减振的效果。在尺寸和振动臂两方面的影响对其进行必要的调整，可以对减振器的自身频率获得较大范围的调整。对于3mm板厚和3块质量块的振动臂，使其减振器的固有频率在25~35之间变化，通过对尺寸的改变，可以将减振器的固有频率为一个精确的数值。要想在实际中使用该方法，需要将实验后获得数据进行绘图分析，并进行标注，便于在施工的过程中进行查阅，以此提高运行的效率。

3轿厢减振装置的工作原理

电梯的垂直振动力方向的振源不是唯一的，但曳引机产生的多个频率的振源仍是最主要的振源。确定振源上的减振数目，通过将减震垫固有频率与振源频率相互作用来降低振幅。该设计对电梯厢体的垂直振幅降低的作用具有重要意义，可以有效的对厢体振动进行抑制，提高乘客的舒适度。应用该减振方法的条件就是需要找到减振垫的固有频率与激振频率相同或相近的减震垫，确定好减振垫和振源的频率值后，就能正常的进行整体减振的工作。

4结语

本文针对地铁的电梯在垂直力方向上振动的产生进行简要的分析，并对此提出两种抑制振动的方法。地铁站台内的电梯是确保乘客安全乘车的前提条件，因此要确保电梯在使用的过程中的安全、可靠性。造成电梯内的垂直振动的原因是多方面的，为了能够解决这一问题，有针对性的采用相应的抑制振动的措施，安装动力减振器，最大限度的降低振动的程度，确保能够达到乘客所需要的舒适性，并且能够保障地铁乘客的安全出行。

参考文献

[1]刘希花,任勇生,单淮波.电梯系统垂直振动动态特性研究[J].山东科技大学机械电子工程学院,2010,12(29)20-21.

[2]谢奕新.电梯系统垂直振动与抑制[J].科技与企业,2011,(12):332-332.