施工升降机吊笼振动原因分析与解决措施

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施工升降机的-个比较常见的问题是吊笼在运行过程中振动较大，或兼有振动和晃动的现象。这-具有普遍性的问题对施工升降机生产者和使用者都构成困扰。对生产者而言，偶然的吊笼振动问题，意味着制造或 (和)安装质量不过关，存在着需要调整改进的细节问题。更多的吊笼振动问题，意味着产品质量水平和档次达不到应有的水准，需要技术攻关加以解决；对使用者来说，吊笼的振动和晃动特别是较大频度的振动对施工升降机乘员的舒适感影响较大。另外，吊笼振动和晃动对施工升降机的长期稳定运行是-个不利状况，意味着故障产生的概率增大、运动部件磨损加快和寿命降低。

1 吊笼振动的产生与原因分析总结施工升降机产品的相关制造经验和实践与多方面分析研究、试验验证，并结合新产品的推出和技术改进措施的应用，对吊笼振动问题的产生机理和原因分析如下。

1.1 施工升降机使用阶段与吊笼振动的关系第 1阶段：磨合期，无或轻微振动期。因吊笼、传动机构均处于出厂安装调试后较理想状82 201 3(03)建筑机械化态，工地安装后 1～2个月内处于初期运行期，动力传动系统啮合和避震元件、紧固件状态均属正常，吊笼无振动或振动较小属正常现象。

第 Ⅱ阶段：调整期，出现问题或较大振动的暴露期。施工升降机初期磨损后，传动系统因安装间隙、结构件形变及不平衡惯量的作用，各机件间出现松动、间隙加大，吊笼作为传动系统中刚性最弱的运动部件因运动间隙加大而出现颤动，当运行速率与振动频率达到共振条件时，形成了吊笼不同强度的持续振动。

第Ⅲ阶段：恶化期，振动加强期。振动通过吊笼顶部的联接耳板反作用于传动系统，使传动机构中的导向滚轮、背轮和啮合运动中的齿轮、齿条在频繁的正反向起制动振动运行中磨损加剧，运动问隙加大，啮合恶化。同时，吊笼的振动直接反作用于安装在吊笼上的各导向滚轮的磨损加剧，运动间隙加大。随上下运动速率振动的振幅加大，乘员特别是司机的不适感难以克服。

1.2 施工升降机吊笼振动的机理吊笼的振动包括了振动的产生和振动的传递、扩散 2个方面。通过分析和验证可以得出结论：振动源是齿条、齿轮啮合副。振动扩散由传动系统避震条件决定。

1.2.1 振动的产生机械振动指机械或结构在它的静平衡位置附近的往复弹性运动。-般来说，任何具有弹性和惯性的力学系统均可能产生机械振动。

由此，机械运动中物体的不平衡惯量产生了振动，即物体的不平衡运动是产生振动的根源。

传动机构的动力从电动机定子获电能通过转子由电磁感应输出机械能，电机转子经联轴器将动力作如下传递：减速器蜗杆-蜗轮-小齿轮-齿条。齿条固定于施工升降机标准节不动，小齿轮转动力反作用于传动机构使其通过吊笼联接耳板将动力传递至吊笼带动其上下运动。动力源中的电动机转子、联轴器出厂时经动平衡测校不平衡量得到严格控制，蜗杆蜗轮副安装和传递精度均较高，排除不平衡因素，这样小齿轮与齿条啮合传动作为传动机构输出动力的起始点，其啮合运动的不平衡性决定了动力传递的平稳度。由此，齿轮齿条的啮合是振动产生的源头。

1.2.2 振动的传递与放大齿轮齿条间啮合产生的动力传递至吊笼，放大来看，就是传动机构与标准节之间的啮合通过驱动框与吊笼联接耳板带动吊笼上下运动，形成了振动传递和扩散振动放大的过程。根据实际结构，其振动传递与放大过程为：齿条 (反作用)-齿轮-减速器-传动主板-板框联接件-驱动框(吊笼联接耳板)-吊笼。齿条与齿轮的啮合点是聚集度较高的动力传递点或振动产生点，随着传递的深入，动力和振动由小而大，由点到面地传递到吊笼。吊笼通过上下4组前后导向轮和左右4个侧滚轮以及下方2个后滚轮与标准节滚动接触，在 3mx 2.7m×1.3m空间范围内，理论接触点达 l4个点，由此不难看出，传递过程是-个放大的过程，即振动随传递不断放大。

2 吊笼振动的减小与遏制措施从机械振动的理论出发，因传动系统弹性和惯性存在的绝对性，机械制造误差的客观性，振动不可能从本质上消失。因此，解决振动从降低振动输出、减小振动传递和遏制振动扩散 3个方使用＆管理 Use&Management面加以解决。

2.1 降低振动输出齿轮、齿条啮合是振动输出的源头，振动产生于2个方面：-是齿轮制造质量和耐久性；二是啮合质量和保持性。分别分析如下。

2.1.1 齿轮制造质量和耐久性通常施工升降机小齿轮是用合金结构钢 40Cr或 42CrMo材料圆钢锯料由精锻毛坯结合正火或调质处理经粗精车、内孑L拉削、滚齿成型后表面高频淬火、发黑处理成成品。重要质量指标包括：公法线长度与偏差、齿面径向跳动偏差、周节变动偏差、基节变动偏差及齿面粗糙度、齿面硬度等。其中对振动影响较大的有齿面径向跳动偏差和齿面粗糙度两项；对耐久性影响较大的为硬度和公法线长度。

1)对振动的影响 ①齿面径向跳动：加工质量影响齿轮啮合的关键项。经试验对比，齿面径向跳动误差大于0.3mm，啮合产生的振动明显加大；②齿面粗糙度：齿面啮合结合部的微观表面不平度，不难理解粗糙啮合面必然会带来啮合的振动。

2)对耐久性的影响 ①齿部表面硬度优劣决定了啮合面耐磨性，合适的表面硬度对保持较长时间的啮合质量，减少振动输出意义较大；②公法线长度合适与否，对减少啮合 根切”，提高啮合平滑性，从而降低振动有-定作用。

2.1.2 齿轮啮合质量和保持性齿轮齿条良好啮合，是避免振动和噪声输出的重要环节，考核啮合良好与否包括：啮合部位、啮合面积和啮合间隙3个方面。其中对振动影响较大的主要是啮合面积和啮合部位。①啮合面积：啮合面积越大，单位面积负载力越小，传动平稳性越好，振动亦越小；②啮合部位：齿部节圆附近的平行啮合对传动刚度和平滑性为最佳状态；③啮合间隙：合理的啮合间隙是保证啮合面积和啮合部位正确性的条件。

实现和保持齿轮齿条的良好啮合：①保持导向零件的合理设置与可调性；②安装调试时，通过正确安装和调试，达到齿部的平行啮合；③传动机构的背轮安装强度；④滚轮分布方式与偏心调节、轴向窜动调节；⑤吊笼的导向滚轮位置设建筑机械化2013(03)83Use&Management使用＆管理置与轴向窜动量的合理选择。

通过对多台机构与吊笼的安装准确性检查和啮合校正调节，传动机构设置上下侧滚轮、减小吊笼导向轮轴向窜动量，提高双滚轮衬套零件耐磨性，改善吊笼滚轮偏心可调性对遏制振动、减小吊笼晃动收效较大。

2.2 减小振动传递从上述振动传递与放大过程可见，动力传递与振动传递路线-致，起源共生，振动从齿轮齿条啮合起源，通过减速器输出轴-减速器本体-传动主板-板框联接件-驱动框 (联接耳板)-吊笼。传递路线中的板框联接件是弹性缓冲件与标准紧固件的组合安装形式，其动力和振动通过缓冲件与板框的结合面摩擦力进行传递，摩擦力大小与缓冲件受力变形量影响了动力传递和振动传递。通过施加紧固件合理的紧固力和提高缓冲件的弹性变形量，在保持其动力传递的同时，依靠弹性变形吸收-部分振动能有效降低振幅。同时，通过板框间上部缓冲条的合理安装设置，对减缓起制动冲击，从而削弱运行振动。

在对实际使用中有振动的施工升降机传动机构实施改进措施时，采取了上述手段体现的效果得到了证实。

2.3 遏制振动扩散振动传递途径中的驱动框至吊笼的联接点是振动扩散点，通过该联接点，将驱动框的振动扩散到吊笼，并在振动强度上得到放大。驱动框与吊笼联接点通常相距约 800ram，二联接点设置柱销式耳板，是-种硬联接结构。驱动框将动力和振动通过2个硬联接柱销传递至刚度较低的立体内空周边卞 (网)围成结构的吊笼，同时吊笼通过相距800ram×2 500ram上下左右侧分布的导向轮于标准节，振动的扩散和放大较大。因而，从以下两方面遏制振动的扩散和放大是可行的：①联接点加设缓冲件，通过其吸收振动的传递；②采取软联接代替硬联接结构消除因吊笼安装不准确、吊笼载荷不平衡及吊笼自身制造缺陷等因素对驱动框的反向负作用，从而减小振动的反向传递，降低共振。

在解决施工升降机振动中有2台实施了上述84 201 3(03)建筑机械化方案，效果明显。

3 影响吊笼振动的其它因素从吊笼振动质量问题的发生、发展和处理经验出发，影响吊笼振动的上述因素之外的其余相关因素简单归纳如下。

1)施工升降机标准节即导轨架作为施工升降机承载的主要结构件，也是传动机构和吊笼运行的轨道，其精度和互换性对吊笼运行中的振动会产生不可低估的影响，如安装不当等原因造成标准节接口处的阶差及齿条接口处阶差过大，会使施工升降机滚轮或背轮沿导轨架运动时经过接口处出现振动，从而引起吊笼的振动。

2)分布安装于吊笼上的前后导向滚轮、左右侧导向滚轮与导轨架共 l4个滚动接触点，其结构尺寸、表面粗糙度以及偏心量、轴向窜动量调整等均不同程度影响到吊笼的振动，如果调整不合适或保持性不够，必然会造成施工升降机吊笼运动时的振动。同时，施工升降机吊笼在运动时，滚轮与导轨架立柱管之间的摩擦力会加大，也会造成吊笼的振动。

3)吊笼前后导向双滚轮座的衬套零件耐磨性，吊笼滚轮的偏心、轴向可调性能对吊笼的振动特别是吊笼的晃动均有较大影响。

4 新技术、新结构在改善振动中的作用4.1 柔性单元在传动机构上应用传动机构驱动框与吊笼的联接中加入柔性元件 (蝶簧)，使其在传递动力和震动过程中吸收部分冲击和振动，同时可-定程度减小吊笼形变、联接点形位误差和负载受力点等变化对传动机构的负向反作用。

这种柔性联接传动机构的优点是对受力不稳定引起结构形变或制造尺寸误差较大、传动系统中结构刚性较差的诚抗冲击、振动作用优良，联接可靠性好。特别适用于低刚性、大尺寸，容易引起共振的吊笼，无反向自锁能力的节能高效齿轮减速器等诚；缺点是制造成本较高。

4.2 高强度珩磨变位齿轮的应用传动机构输出小齿轮进行变位齿形优化设计，并采用齿面珩磨精加工工艺，降低表面粗糙度，减少齿面径向跳动偏差等，在提升齿轮加工精度的基础上提高齿轮齿条啮合质量，消除啮合 根切”。

此改进的作用对改善齿轮齿条啮合，降低啮合噪音和振动，提高和保持传动精度作用显著。

4.3 框笼柱式联接代替耳板式联接的应用传动机构驱动框架与吊笼的联接耳板用立柱式孔联接代替耳板式联接，用新型的柱压式重量限制器代替传统的销轴式重量限制器。采用这- 结构，-方面缩短了传动机构与吊笼的联接间距，减小了吊笼运行摆动，提高了联接刚度，增加了吊笼运行稳定性，并降低了对联接精度的要求；另-方面新型柱压式重量限制器的使用，有效提升了联接可靠性，取消了备用安全销的设置，是-个值得尝试的改进。

使用＆管理 Use&Management4.4 软联接可调装置在框笼联接上的应用传动机构与吊笼联接用高负荷万向轴承的软联接形式代替传统的销轴式硬联接，全面消除了因各种原因由吊笼反向施加给传动机构的不合理负载，消除了因反向不合理负载对传动系统带来的负面影响，如齿轮齿条不正常啮合问题，滚轮、背轮不正常磨损问题以及各种形变、误差带来的联接互换性问题等。对改善运行平稳性，减小运行振动和噪声甚至提高传动效率起到良好作用。 圈(编辑 于 洋)[中图分类号]TH21 1 .6[文献标识码]B[文章编号]1 001-1 366(201 3)03-0082-04[收稿日期]201 3-01-O7(上接第8l页)国家现行规范标准考核合格后的专业电工，并通过定期技术培训，持 建筑施工特种作业操作资格证书)和电工等级证书上岗。电工的专业等级水平应同工程的难易程度和技术复杂性相适应，首次取得建筑施工特种作业操作资格证书 的人员实习操作不得少于 3个月，否则不得独立上岗作业。

3)用电人员应持考核合格证书上岗，用电人员是指施工现场操作用电设备的人员，诸如各种电动建筑机械和手持式电动工具的操作者和使用者。

各类用电人员必须通过安全教育培训和技术交底，掌握安全用电基础知识，熟悉所用设备性能和操作技术，掌握劳动保护方法，并且考核合格。

4.2 坚持临时用电组织设计相关程序临时用电组织设计内容必须完善，要符合规范要求，临时用电组织设计的全部资料都必须履行 编制、审核、批准”程序，编制人员应包括编制和组织编制的电气技术人员。临时用电组织设计的全部资料：临时用电方案、变更的临时用电方案、装饰装修工程阶段单项施工用电方案、无自然采光的地下大空间施工场所单项照明施工方案、其他特殊阶段单项施工用电方案 ，各项设计说明和图纸，及其 编制、审核、批准”等资料。临时用电工程图纸应单独绘制，临时用电工程必须按图施工。审核临时用电组织设计的相关部门是指相关安全、技术、设备、施工、材料等部门。审核的部门都是与用电组织设计有关的部门，所以不能只签名，还必须要签署意见，更不能出现-人签字的现象，具备法人资格企业的技术负责人审批也不能光签名，还必须签署审批的意见。

4.3 完善安全用电制度要签订总、分包单位安全用电协议，明确双方的安全用电责任，对用电工程的布设，各部位的操作、监护、检查、维修、迁移、拆除等由总承包单位统-协调，多层次落实到人，并辅以必要的奖惩。

4.4 加强建设主管部门的监管主管部门在监督检查 中，必须检查项目经理、电气技术人员、电工、用电人员的安全用电责任的落实情况，以促进 JGJ46-2005规范的贯彻落实。 圈(编辑 张磊庆)[中图分类号]X947；TU71 4[文献标识码]C[文章编号]1 001-1 366(201 3)03-0079-03[收稿日期]2012-1 1-28建筑机械化201 3(03)85