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1、某些電梯系統(tǒng)運(yùn)行于特定行程區(qū)間的時(shí)候轎廂振感明顯增強(qiáng),同時(shí)曳引鋼絲繩出現(xiàn)大幅度橫向振動(dòng)現(xiàn)象。本文旨在揭示這種現(xiàn)象產(chǎn)生的根源,并探索鋼絲繩橫向振動(dòng)的減振措施。論文從定長(zhǎng)載重鋼絲繩的振動(dòng)特性入手。假設(shè)鋼絲繩頂端固定,底端懸掛一個(gè)受到垂直簡(jiǎn)諧力激勵(lì)的集中質(zhì)量,在忽略鋼絲繩橫向振動(dòng)高階振型的情況下,建立了鋼絲繩的橫向振動(dòng)方程。通過對(duì)該方程實(shí)施無因次變量代換,發(fā)現(xiàn)該振動(dòng)方程是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Mathieu方程。進(jìn)而根據(jù)Mathieu方程解的穩(wěn)定性準(zhǔn)則,
2、導(dǎo)出了引發(fā)鋼絲繩參數(shù)共振的臨界激勵(lì)幅度計(jì)算公式,以及此時(shí)鋼絲繩底端集中質(zhì)量的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)振幅,從而首次實(shí)現(xiàn)了鋼絲繩參數(shù)共振問題的定量研究。鑒于電梯系統(tǒng)的實(shí)際簡(jiǎn)諧激勵(lì)往往來自于曳引機(jī)組的轉(zhuǎn)子偏心或嚙合脈動(dòng),隨后將作用于集中質(zhì)量的簡(jiǎn)諧力激勵(lì)轉(zhuǎn)變?yōu)樽饔糜阡摻z繩頂端的簡(jiǎn)諧位移激勵(lì),再一次導(dǎo)出了鋼絲繩參數(shù)共振的臨界激勵(lì)位移計(jì)算公式。由于鋼絲繩發(fā)生參數(shù)共振的原因在于底端集中質(zhì)量穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的幅度超過了臨界值,于是提出了通過抑制鋼絲繩底端集中質(zhì)量垂直振動(dòng)的幅
3、度以抑制鋼絲繩參數(shù)共振現(xiàn)象的思想,并建議在集中質(zhì)量下方安裝動(dòng)力吸振器以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),動(dòng)力吸振器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是使其固有頻率等于定長(zhǎng)載重鋼絲繩橫向振動(dòng)一階固頻的2倍。以上理論研究成果通過數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,對(duì)單繞和復(fù)繞電梯系統(tǒng)中曳引鋼絲繩的參數(shù)激勵(lì)橫向振動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值仿真研究。參照定長(zhǎng)載重鋼絲繩的數(shù)學(xué)建模方法,建立了包括鋼絲繩橫向振動(dòng)在內(nèi)的整個(gè)電梯機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)方程組。通過對(duì)動(dòng)態(tài)電梯系統(tǒng)曳引鋼絲繩的固有頻率進(jìn)行求解,提出了“電梯
4、鋼絲繩參數(shù)共振頻帶理論”。該理論認(rèn)為,相對(duì)于定長(zhǎng)載重鋼絲繩而言,導(dǎo)致電梯鋼絲繩參數(shù)共振的垂直激勵(lì)頻率不再局限于一個(gè)單一的數(shù)值及其鄰域,而是一個(gè)較寬的數(shù)值區(qū)間,這個(gè)數(shù)值區(qū)間的上下限分別是鋼絲繩橫向振動(dòng)一階固頻上下限的2倍,隨后通過數(shù)值仿真對(duì)理論進(jìn)行了驗(yàn)證。接著,探討了電梯運(yùn)行速度和轎廂載重量對(duì)鋼絲繩參數(shù)激勵(lì)橫向振動(dòng)的影響:對(duì)同一臺(tái)電梯來說,在相同簡(jiǎn)諧激勵(lì)條件下,運(yùn)行速度越快鋼絲繩發(fā)生參數(shù)共振的可能性越小;轎廂載重量越輕,鋼絲繩發(fā)生參數(shù)共振
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