電梯鋼絲繩參數(shù)激勵橫向振動研究.pdf

1、某些電梯系統(tǒng)運行于特定行程區(qū)間的時候轎廂振感明顯增強，同時曳引鋼絲繩出現(xiàn)大幅度橫向振動現(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的減振措施。論文從定長載重鋼絲繩的振動特性入手。假設(shè)鋼絲繩頂端固定，底端懸掛一個受到垂直簡諧力激勵的集中質(zhì)量，在忽略鋼絲繩橫向振動高階振型的情況下，建立了鋼絲繩的橫向振動方程。通過對該方程實施無因次變量代換，發(fā)現(xiàn)該振動方程是一個標(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)共振的臨界激勵幅度計算公式，以及此時鋼絲繩底端集中質(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)的實際簡諧激勵往往來自于曳引機組的轉(zhuǎn)子偏心或嚙合脈動，隨后將作用于集中質(zhì)量的簡諧力激勵轉(zhuǎn)變?yōu)樽饔糜阡摻z繩頂端的簡諧位移激勵，再一次導(dǎo)出了鋼絲繩參數(shù)共振的臨界激勵位移計算公式。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)量下方安裝動力吸振器以實現(xiàn)這個目標(biāo)，動力吸振器的設(shè)計準(zhǔn)則是使其固有頻率等于定長載重鋼絲繩橫向振動一階固頻的2倍。以上理論研究成果通過數(shù)值仿真和實驗得到了驗證。在此基礎(chǔ)上，對單繞和復(fù)繞電梯系統(tǒng)中曳引鋼絲繩的參數(shù)激勵橫向振動進(jìn)行了數(shù)值仿真研究。參照定長載重鋼絲繩的數(shù)學(xué)建模方法，建立了包括鋼絲繩橫向振動在內(nèi)的整個電梯機械系統(tǒng)振動方程組。通過對動態(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，相對于定長載重鋼絲繩而言，導(dǎo)致電梯鋼絲繩參數(shù)共振的垂直激勵頻率不再局限于一個單一的數(shù)值及其鄰域，而是一個較寬的數(shù)值區(qū)間，這個數(shù)值區(qū)間的上下限分別是鋼絲繩橫向振動一階固頻上下限的2倍，隨后通過數(shù)值仿真對理論進(jìn)行了驗證。接著，探討了電梯運行速度和轎廂載重量對鋼絲繩參數(shù)激勵橫向振動的影響：對同一臺電梯來說，在相同簡諧激勵條件下，運行速度越快鋼絲繩發(fā)生參數(shù)共振的可能性越?。晦I廂載重量越輕，鋼絲繩發(fā)生參數(shù)共振