第
23
卷第
5
期
2007
年
10
月
机械设计与研究
M achine D esign and Research
Vol. 23 No. 5
O ct. , 2007
收稿日期
: 2007 - 04 - 29
文章编号
: 1006
2
2343 ( 2007) 05
2
109
2
04
电梯轿厢动力减振器浅析
梅承谊
(1. 上海交通大学 机械与动力工程学院 ,上海 200030, E
2mail: meichengyi@ smec - cn. com;
2. 上海三菱电梯有限公司 ,上海 200245)
摘 要
:
从系统受迫振动理论出发
,
导出了绕绳比为
1: 1
的装有轿厢动力减振器的电梯系统动力学模型
,
并从理论上证明了可以使用多个不同固有频率的减振器来抑制多个不同频率的垂直振动 。另外
,
本文还以
-
种典型的电梯轿厢减振器为例
,
阐述了其结构设计方法 。
关键词
:
电梯
;
轿厢垂直振动
;
动力减振器
中图分类号
: TH211; +. 6
文献标识码
: A
Ana lysis of Eleva tor Car D ynam ic V ibra tion Absorber
M E I Cheng
2yi
( 1. School of M echanical Engineering, Shanghai J iao Tong University , Shanghai 200030, China;
2. Shanghai M itsubishi Elevato r CO. , L TD. Shanghai 200245, China)
Abstract: From the theory of forced vibration, the author p rovides a dynam ics model of the elevator system ( 1: 1
ratio) w ith car dynam ic vibration abso rber and p rove that it is po ssible to reduce several vertical vibrations of different
frequency by using several dynam ic vibration abso rbers of corresponding natural frequency.
In addition, based on one
type of car dynam ic vibration abso rber, this article introduces the design m ethod of it.
Key
words: elevator; car; vertical vibration; dynam ic vibration absorber
随着城市化的快速发展和现代城市中人口不断增长
,
现
代城市的建筑越来越多地向高层 、
超高层发展 。这些建筑
中
,
电梯已成为必不可少的代步工具 。随着电梯的广泛使
用
,
人们对于电梯乘坐舒适性的要求也越来越高 。
一旦电梯轿厢的振动频率接近人的敏感频带
,
且振幅较
大时
,
将大大影响乘坐舒适性 。尤其是电梯的垂直振动
,
是
考核乘坐舒适性的重要指标 。电梯垂直振动的振源主要来
自于曳引机的输出波动
,
振动由曳引机的曳引轮通过曳引钢
丝绳传递到轿厢侧绳头弹簧
,
再传递至轿厢架 、
轿厢
,
而人所
感受到的就是在电梯轿厢内的垂自振动 。
一般来说
,
在曳引机输出特性不可改变的前提下
,
只能
通过调整电梯系统的动态参数
(
电梯各部件的质量 、
连接弹
簧的刚度以及阻尼系统等
)
来抑制轿厢振动 。但是即使在电
梯初始设计时
,
某一个或几个频率上的较大振动有时也很难
通过调整系统动态参数的方法被抑制
;
或者在用的电梯发生
了原因不明的较大的振动
,
现场也很难对电梯系统的动态参
数进行调整
,
这时
,
只要知道主振频率
,
使用“轿厢动力减振
器 ”
(
以下简称为“动力减振器 ”
或“减振器 ”
)
来抑制轿厢的
垂直振动是一种行之有效的方法
,
有比较显著的减振效果 。
1
轿厢动力减振器原理
1. 1
动力减振器概述
以绕绳比为
1: 1
的曳引式电梯系统为例
,
简化后的电梯
系统模型如图
1
所示
,
表
1
中列出了电梯系统的主要部件 。
电梯的垂直振动系统是由部件
6 (
曳引钢丝绳
,
忽略了阻尼
,
只考虑其等效刚度
)
、
部件
9 (
轿厢侧绳头弹簧
)
、
部件
1 (
轿
厢架及其附件
)
、
部件
10 (
轿底减振橡胶
)
、
部件
2 (
轿厢
)
组
成 。我们关心的是轿厢的垂直振动
,
因为乘客乘坐在轿厢
内
,
如果在电梯的运行过程中
,
轿厢的垂直振幅过大
,
将大大
影响电梯的乘坐舒适性 。电梯垂直振动的振源是曳引机的
输出波动
,
一般采用蜗轮蜗杆传动的曳引机
,
输出特性与设
计的齿型 、
加工精度 、
装配工艺以及运输吊装等因素有关 。
当曳引轮转动时的脉动不可避免时
,
当然可以调整电梯系统
的动态参数
,
也就是调整轿厢架及其附件和轿厢等的质量 、
绳头弹簧和轿底减振橡胶等的刚度等
,
这些调整本质上是调
整轿厢的各阶固有频率
,
使其避开激振频率
,
以免发生共振
而引起轿厢过大的振幅 。这些调整确实会对轿厢的垂直振
动起到抑制作用
,
但是由于电梯本身的限制
,
其动态参数不
可能非常自由地被调整
(
比如
:
轿厢不可能太重
,
绳头弹簧不
可能太软
) ,
所以减振作用可能会被削弱 。这时
,
在电梯系统
上加装如图
2
所示的部件
3 (
动力减振器
)
可能是既经济
,
效
果又好的选择 。