施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)原因分析與解決方案分析

1、.施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)原因分析與解決方案分析【摘要】施工升降機(jī)是建筑工程領(lǐng)域中一種常見的機(jī)械。但是在實(shí)際的建筑工程施工中，容易出現(xiàn)施工升降機(jī)吊籠震動(dòng)的現(xiàn)象，危及工程施工安全。在本文中，筆者根據(jù)相關(guān)建筑工程實(shí)踐，全面分析施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)的原因，并指出降低施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)現(xiàn)象的有效措施，以期進(jìn)一步促進(jìn)我國建筑事業(yè)的發(fā)展。【關(guān)鍵詞】建筑工程；施工升降機(jī)；吊籠；震動(dòng)1.前言近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的不斷加工，我國建筑工程事業(yè)也取得了極大的進(jìn)展。其中施工升降機(jī)作為一種建筑工程常用機(jī)械，在實(shí)際工程中發(fā)揮著重要的作用。在施工中，施工升降機(jī)吊籠存在一個(gè)比較常見的問題，即在運(yùn)行過程中有較大幅度的振動(dòng)，或者伴

2、隨有振動(dòng)和晃動(dòng)的現(xiàn)象，危及工程施工安全。施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)不僅影響施工操作人員的舒適感，同時(shí)也不利于施工升降機(jī)的長期運(yùn)行，這會(huì)加快機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的磨損速度，降低使用壽命。因此，如何有效解決施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)這一普遍存在的問題，應(yīng)當(dāng)引起業(yè)內(nèi)人士的足夠重視。2.施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)原因分析2.1吊籠振動(dòng)機(jī)理對(duì)于施工升降機(jī)的吊籠來說，其產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象主要包括兩個(gè)過程：其一是振動(dòng)的產(chǎn)生；其二是振動(dòng)的傳遞和放大。通過對(duì)吊籠振動(dòng)這一現(xiàn)象進(jìn)行系統(tǒng)分析我們得知，齒條、齒輪嚙合是施工升降機(jī)吊籠的振動(dòng)源。其中圖1為SC型施工升降機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。圖1 SC型施工升降機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖（1）施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)的產(chǎn)生。機(jī)械振動(dòng)指機(jī)械

3、或結(jié)構(gòu)在它的靜平衡位置附近的往復(fù)彈性運(yùn)動(dòng)1。相關(guān)實(shí)踐表明，容易出現(xiàn)機(jī)械振動(dòng)現(xiàn)象的系統(tǒng)一般都具有一定的彈性和慣性，其出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象的根源為系統(tǒng)的不平衡運(yùn)動(dòng)，即系統(tǒng)存在不平衡慣量。施工升降機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)自機(jī)械本身的電動(dòng)機(jī)定子處獲得一定的能量，并通過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子輸出機(jī)械能，然后將能量按照聯(lián)軸器-減速器蝸桿-蝸輪-小齒輪-齒條的順序依次傳遞。其中施工升降機(jī)的齒條固定于機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)節(jié)處2。小齒輪在來自于渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)力的作用下對(duì)施工升降機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)施加反作用，通過聯(lián)軸器帶動(dòng)施工升降機(jī)吊籠帶動(dòng)上下往復(fù)振動(dòng)。在施工升降機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，生產(chǎn)廠家在機(jī)械出廠前均會(huì)對(duì)動(dòng)力源中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、聯(lián)軸器進(jìn)行嚴(yán)格的動(dòng)平衡測校工作。此外，施

4、工升降機(jī)的蝸桿蝸輪副也都具有較高的安裝質(zhì)量和傳遞精度。因此，綜合分析，小齒輪與齒條嚙合傳動(dòng)即為引起施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)的源頭。小齒輪與齒條嚙合運(yùn)動(dòng)的不平衡性決定了動(dòng)力傳遞的平穩(wěn)度3。其中圖2為施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)示意圖。圖2 施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)示意圖（2）施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)的傳遞與放大。施工升降機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間的嚙合通過驅(qū)動(dòng)框與吊籠聯(lián)接耳板帶動(dòng)吊籠上下運(yùn)動(dòng)，形成了振動(dòng)傳遞和擴(kuò)散振動(dòng)放大的過程4。根據(jù)施工升降機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)際結(jié)構(gòu)，施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)放大過程為：齒條-齒輪-減速器-板框聯(lián)接件-驅(qū)動(dòng)框-吊籠。隨著吊籠振動(dòng)的不斷傳遞，施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)的動(dòng)力和幅度由小而大，由點(diǎn)到面。因此，施工升降機(jī)

5、的吊籠振動(dòng)傳遞是一個(gè)不斷放大的過程。2.2施工升降機(jī)使用階段的吊籠振動(dòng)（1）使用施工升降機(jī)的初始階段，即磨合期。在此階段吊籠無振動(dòng)，或者輕微振動(dòng)。經(jīng)過廠家安裝調(diào)試后的施工升降機(jī)的吊籠、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)立項(xiàng)，在施工現(xiàn)場安裝運(yùn)行的初期施工升降機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)嚙合等處于良好狀態(tài)，因此吊籠能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，即使存在輕微振動(dòng)也屬于正?，F(xiàn)象。（2）使用施工升降機(jī)的調(diào)整階段。在此階段內(nèi)吊籠容易出現(xiàn)嚴(yán)重的振動(dòng)問題。施工升降機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在經(jīng)過第一個(gè)使用階段的正常磨損后，各部分的安裝結(jié)合部位產(chǎn)生間隙、結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生一定形變，使得施工升降機(jī)各機(jī)件間出現(xiàn)松動(dòng)，而施工升降機(jī)的吊籠在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙不斷增大的情況下而逐漸產(chǎn)生較大

6、幅度的振動(dòng)。一旦施工升降機(jī)運(yùn)行速率與吊籠振動(dòng)頻率相當(dāng)時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)施工升降機(jī)吊籠的持續(xù)振動(dòng)。（3）使用施工升降機(jī)的惡化階段，即吊籠振動(dòng)加強(qiáng)階段。在此階段中，施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)對(duì)施工升降機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)施加反作用，在施工升降機(jī)的持續(xù)運(yùn)行情況下加劇了導(dǎo)向滾輪、背輪、齒輪、齒條間的運(yùn)行磨損，進(jìn)而使得運(yùn)動(dòng)間隙不斷擴(kuò)大。隨上下運(yùn)動(dòng)速率振動(dòng)的振幅加大，乘員不適感難以克服5。2.3影響吊籠振動(dòng)的其它因素（1）施工升降機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝不當(dāng)。施工升降機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)是其極為重要的承載結(jié)構(gòu)件，同時(shí)也擔(dān)負(fù)著傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和吊籠運(yùn)行軌道的作用。因而，施工升降機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的精度和互換性會(huì)嚴(yán)重影響吊籠振動(dòng)。如果施工升降機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝不當(dāng)，會(huì)使得標(biāo)準(zhǔn)節(jié)

7、接口處的階差過大，當(dāng)施工升降機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或者吊籠在其上運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)節(jié)接口處則會(huì)出現(xiàn)劇烈振動(dòng)現(xiàn)象。（2）吊籠導(dǎo)向滾輪與導(dǎo)軌架安裝因素。如果在實(shí)際工程中對(duì)施工升降機(jī)的前后導(dǎo)向滾輪、左右側(cè)導(dǎo)向滾輪以及導(dǎo)軌架等安裝不當(dāng)，則這些滾動(dòng)接觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)尺寸、表面粗糙度以及軸向竄動(dòng)量調(diào)整則會(huì)使得施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)變得更為劇烈。此外，施工升降機(jī)吊籠在運(yùn)動(dòng)過程中滾輪與導(dǎo)軌架立柱管存在一定程度的摩擦作用，這也會(huì)影響吊籠振動(dòng)效果。（3）施工升降機(jī)吊籠滾輪的偏心、軸向可調(diào)性也會(huì)影響施工升降機(jī)吊籠的振動(dòng)現(xiàn)象，尤其是吊籠的晃動(dòng)現(xiàn)象。3.遏制吊籠振動(dòng)的相關(guān)措施3.1降低振動(dòng)輸出為了有效降低振動(dòng)輸出，我們可以從以下兩個(gè)方面著手：

8、其一是確保齒輪制造質(zhì)量和耐久性滿足要求。齒輪制造的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)全面涵蓋齒輪公法線長度、齒面徑向跳動(dòng)、齒面硬度、基節(jié)變動(dòng)、齒面粗糙度等相關(guān)內(nèi)容。齒面徑向跳動(dòng)和齒面粗糙度對(duì)齒輪振動(dòng)影響較大，工程實(shí)踐表明齒面徑向跳動(dòng)誤差超過0.3毫米時(shí)即會(huì)明顯增加嚙合振動(dòng)。其二確保是嚙合質(zhì)量和保持性滿足要求。為了確保達(dá)到齒輪齒條良好的嚙合效果，考核齒輪嚙合的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)包括嚙合部位、嚙合面積和嚙合間隙等全部內(nèi)容。齒輪嚙合面積影響齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，而在齒部節(jié)圓附近的平行嚙合則有利于保持齒輪工作的平滑性。此外，確保合理的齒輪嚙合間隙，保持導(dǎo)向零件的合理設(shè)置與可調(diào)性等，有利于確保齒輪嚙合質(zhì)量，改善吊籠滾輪偏心可調(diào)性，進(jìn)而有效

9、遏制齒輪振動(dòng)。3.2減小振動(dòng)傳遞施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)傳遞路線中的板框聯(lián)接件是吊籠振動(dòng)傳遞的主要構(gòu)件，緩沖件與板框聯(lián)接件結(jié)合面摩擦力對(duì)于吊籠傳動(dòng)意義重大。在實(shí)際的工程中，通過增加施加緊固件合理的緊固力，并合理設(shè)置板框間上部緩沖條，有效抑制起制動(dòng)沖擊，進(jìn)而遏制吊籠振動(dòng)現(xiàn)象。3.3遏制振動(dòng)擴(kuò)散振動(dòng)傳遞途徑中的驅(qū)動(dòng)框至吊籠的聯(lián)接點(diǎn)是振動(dòng)擴(kuò)散點(diǎn)6。吊籠振動(dòng)通過驅(qū)動(dòng)框至吊籠的聯(lián)接點(diǎn)會(huì)不斷擴(kuò)散，并使得振動(dòng)強(qiáng)度有所增加。相關(guān)實(shí)踐表明，在驅(qū)動(dòng)框至吊籠的聯(lián)接點(diǎn)合理設(shè)置緩沖件，或者采取軟聯(lián)接形式，有利于減小施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)的反向傳遞，達(dá)到降低共振的效果。3.4改善吊籠振動(dòng)的新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)（1）注重柔性單元在施工升降

10、機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上的應(yīng)用。在施工升降機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)框與吊籠的聯(lián)接中合理設(shè)置一些必要的柔性單元，降低施工升降機(jī)在傳遞動(dòng)力過程中收到的沖擊。此外，通過使用柔性單元還能有效減小吊籠形變。（2）注重高強(qiáng)度珩磨變位齒輪在施工升降機(jī)中的應(yīng)用。高強(qiáng)度珩磨變位齒輪為采用齒面珩磨精加工手段加工而成的齒輪，具有較低的表面粗糙度值，同時(shí)還能有效降低齒面徑向跳動(dòng)偏差，消除齒輪嚙合“根切”現(xiàn)象，進(jìn)而有效降低施工升降機(jī)吊籠噪音和振動(dòng)。4.結(jié)語總之，施工升降機(jī)是建筑工程領(lǐng)域中一種常見的機(jī)械，有效遏制施工升降機(jī)吊籠振動(dòng)，降低吊籠振動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)于促進(jìn)建筑事業(yè)發(fā)展具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。如降低振動(dòng)輸出、減小振動(dòng)傳遞、遏制振動(dòng)擴(kuò)散等，以及在施工升降機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中注重運(yùn)用柔性單元、高強(qiáng)度珩磨變位齒輪、框籠柱式聯(lián)接、軟聯(lián)接可調(diào)裝置等，有利于有效控制施工升降機(jī)吊籠的振動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)引起我們的足夠重視?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1李斌、陳浩、侯寶佳、邢艷.基于VB的施工升降機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有限元參數(shù)化系統(tǒng)的研究與應(yīng)用J.建筑機(jī)械,2009,(08):12-13.2謝正義、常曉華、王也、韓永尚.施工升降機(jī)減振分析及減振方案模糊綜合評(píng)價(jià)J.建筑機(jī)械,2010,(02):18-19.3許秀海、孫全慶、殷少華、王雪梅.淺析SS型施工升降機(jī)斷繩保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)缺陷J.建筑機(jī)械化,2011,(15):82-85.3鄭培、張氫、盧耀祖.超高層建筑用施工升降機(jī)結(jié)構(gòu)的