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1、施工升降机吊笼振动原因分析与解决方案分析【摘要】施工升降机是建筑工程领域中一种常见的机械。但是在实际的建筑工程施工中，容易出现施工升降机吊笼震动的现象，危及工程施工安全。在本文中，笔者根据相关建筑工程实践，全面分析施工升降机吊笼振动的原因，并指出降低施工升降机吊笼振动现象的有效措施，以期进一步促进我国建筑事业的发展。【关键词】建筑工程；施工升降机；吊笼；震动1.前言近些年来，随着经济建设步伐的不断加工，我国建筑工程事业也取得了极大的进展。其中施工升降机作为一种建筑工程常用机械，在实际工程中发挥着重要的作用。在施工中，施工升降机吊笼存在一个比较常见的问题，即在运行过程中有较大幅度的振动，或者伴随
2、有振动和晃动的现象，危及工程施工安全。施工升降机吊笼振动不仅影响施工操作人员的舒适感，同时也不利于施工升降机的长期运行，这会加快机械运动部件的磨损速度，降低使用寿命。因此，如何有效解决施工升降机吊笼振动这一普遍存在的问题，应当引起业内人士的足够重视。2.施工升降机吊笼振动原因分析2.1吊笼振动机理对于施工升降机的吊笼来说，其产生振动现象主要包括两个过程：其一是振动的产生；其二是振动的传递和放大。通过对吊笼振动这一现象进行系统分析我们得知，齿条、齿轮啮合是施工升降机吊笼的振动源。其中图1为SC型施工升降机结构示意图。图1 SC型施工升降机结构示意图（1）施工升降机吊笼振动的产生。机械振动指机械或
3、结构在它的静平衡位置附近的往复弹性运动1。相关实践表明，容易出现机械振动现象的系统一般都具有一定的弹性和惯性，其出现振动现象的根源为系统的不平衡运动，即系统存在不平衡惯量。施工升降机的传动机构自机械本身的电动机定子处获得一定的能量，并通过电动机的转子输出机械能，然后将能量按照联轴器-减速器蜗杆-蜗轮-小齿轮-齿条的顺序依次传递。其中施工升降机的齿条固定于机械标准节处2。小齿轮在来自于涡轮转动力的作用下对施工升降机的传动机构施加反作用，通过联轴器带动施工升降机吊笼带动上下往复振动。在施工升降机的传动机构中，生产厂家在机械出厂前均会对动力源中的电动机转子、联轴器进行严格的动平衡测校工作。此外，施工
4、升降机的蜗杆蜗轮副也都具有较高的安装质量和传递精度。因此，综合分析，小齿轮与齿条啮合传动即为引起施工升降机吊笼振动的源头。小齿轮与齿条啮合运动的不平衡性决定了动力传递的平稳度3。其中图2为施工升降机吊笼振动示意图。图2 施工升降机吊笼振动示意图（2）施工升降机吊笼振动的传递与放大。施工升降机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4。根据施工升降机传动机构的实际结构，施工升降机吊笼振动放大过程为：齿条-齿轮-减速器-板框联接件-驱动框-吊笼。随着吊笼振动的不断传递，施工升降机吊笼振动的动力和幅度由小而大，由点到面。因此，施工升降机的
5、吊笼振动传递是一个不断放大的过程。2.2施工升降机使用阶段的吊笼振动（1）使用施工升降机的初始阶段，即磨合期。在此阶段吊笼无振动，或者轻微振动。经过厂家安装调试后的施工升降机的吊笼、传动机构工作状态立项，在施工现场安装运行的初期施工升降机的动力传动系统啮合等处于良好状态，因此吊笼能够安全稳定的运行，即使存在轻微振动也属于正常现象。（2）使用施工升降机的调整阶段。在此阶段内吊笼容易出现严重的振动问题。施工升降机传动机构在经过第一个使用阶段的正常磨损后，各部分的安装结合部位产生间隙、结构件产生一定形变，使得施工升降机各机件间出现松动，而施工升降机的吊笼在传动机构间隙不断增大的情况下而逐渐产生较大幅
6、度的振动。一旦施工升降机运行速率与吊笼振动频率相当时，即会出现施工升降机吊笼的持续振动。（3）使用施工升降机的恶化阶段，即吊笼振动加强阶段。在此阶段中，施工升降机吊笼振动对施工升降机的传动机构施加反作用，在施工升降机的持续运行情况下加剧了导向滚轮、背轮、齿轮、齿条间的运行磨损，进而使得运动间隙不断扩大。随上下运动速率振动的振幅加大，乘员不适感难以克服5。2.3影响吊笼振动的其它因素（1）施工升降机标准节安装不当。施工升降机标准节是其极为重要的承载结构件，同时也担负着传动机构和吊笼运行轨道的作用。因而，施工升降机标准节的精度和互换性会严重影响吊笼振动。如果施工升降机标准节安装不当，会使得标准节接
7、口处的阶差过大，当施工升降机的传动机构或者吊笼在其上运行时，经过标准节接口处则会出现剧烈振动现象。（2）吊笼导向滚轮与导轨架安装因素。如果在实际工程中对施工升降机的前后导向滚轮、左右侧导向滚轮以及导轨架等安装不当，则这些滚动接触点结构尺寸、表面粗糙度以及轴向窜动量调整则会使得施工升降机吊笼振动变得更为剧烈。此外，施工升降机吊笼在运动过程中滚轮与导轨架立柱管存在一定程度的摩擦作用，这也会影响吊笼振动效果。（3）施工升降机吊笼滚轮的偏心、轴向可调性也会影响施工升降机吊笼的振动现象，尤其是吊笼的晃动现象。3.遏制吊笼振动的相关措施3.1降低振动输出为了有效降低振动输出，我们可以从以下两个方面着手：其
8、一是确保齿轮制造质量和耐久性满足要求。齿轮制造的质量指标应全面涵盖齿轮公法线长度、齿面径向跳动、齿面硬度、基节变动、齿面粗糙度等相关内容。齿面径向跳动和齿面粗糙度对齿轮振动影响较大，工程实践表明齿面径向跳动误差超过0.3毫米时即会明显增加啮合振动。其二确保是啮合质量和保持性满足要求。为了确保达到齿轮齿条良好的啮合效果，考核齿轮啮合的质量指标应包括啮合部位、啮合面积和啮合间隙等全部内容。齿轮啮合面积影响齿轮传动的平稳性，而在齿部节圆附近的平行啮合则有利于保持齿轮工作的平滑性。此外，确保合理的齿轮啮合间隙，保持导向零件的合理设置与可调性等，有利于确保齿轮啮合质量，改善吊笼滚轮偏心可调性，进而有效遏
9、制齿轮振动。3.2减小振动传递施工升降机吊笼振动传递路线中的板框联接件是吊笼振动传递的主要构件，缓冲件与板框联接件结合面摩擦力对于吊笼传动意义重大。在实际的工程中，通过增加施加紧固件合理的紧固力，并合理设置板框间上部缓冲条，有效抑制起制动冲击，进而遏制吊笼振动现象。3.3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6。吊笼振动通过驱动框至吊笼的联接点会不断扩散，并使得振动强度有所增加。相关实践表明，在驱动框至吊笼的联接点合理设置缓冲件，或者采取软联接形式，有利于减小施工升降机吊笼振动的反向传递，达到降低共振的效果。3.4改善吊笼振动的新技术、新结构（1）注重柔性单元在施工升降机
10、传动机构上的应用。在施工升降机传动机构驱动框与吊笼的联接中合理设置一些必要的柔性单元，降低施工升降机在传递动力过程中收到的冲击。此外，通过使用柔性单元还能有效减小吊笼形变。（2）注重高强度珩磨变位齿轮在施工升降机中的应用。高强度珩磨变位齿轮为采用齿面珩磨精加工手段加工而成的齿轮，具有较低的表面粗糙度值，同时还能有效降低齿面径向跳动偏差，消除齿轮啮合“根切”现象，进而有效降低施工升降机吊笼噪音和振动。4.结语总之，施工升降机是建筑工程领域中一种常见的机械，有效遏制施工升降机吊笼振动，降低吊笼振动现象的发生，对于促进建筑事业发展具有极为重要的现实意义。如降低振动输出、减小振动传递、遏制振动扩散等，
11、以及在施工升降机的传动机构中注重运用柔性单元、高强度珩磨变位齿轮、框笼柱式联接、软联接可调装置等，有利于有效控制施工升降机吊笼的振动现象，应当引起我们的足够重视。【参考文献】1李斌、陈浩、侯宝佳、邢艳.基于VB的施工升降机结构系统有限元参数化系统的研究与应用J.建筑机械,2009,(08):12-13.2谢正义、常晓华、王也、韩永尚.施工升降机减振分析及减振方案模糊综合评价J.建筑机械,2010,(02):18-19.3许秀海、孙全庆、殷少华、王雪梅.浅析SS型施工升降机断绳保护装置的设计缺陷J.建筑机械化,2011,(15):82-85.3郑培、张氢、卢耀祖.超高层建筑用施工升降机结构的建模与分析J.武汉大学学报(工学版) ,2013,(05):87-88.5冯辉、常晓华、谢正义.一种施工升降机新型悬挂系统设计及其振动分析J.机电产品开发与创新,2011,(05):89-90.6罗继曼、邢艳、刘大江、袁野.基于ANSYS的施工升降机导轨架结构模态分析J.沈阳建筑大学学报(自然科学版) ,2010,(10):103-104.
