（建筑工程管理）施
工升降机振动和摆动
原因及解决初探
施工升降机振动和摆动原因及解决初探
【摘要】:本文分析了影响施工升降机运行过程中振动和摆动的原因，
且提出经验提出了改善运行效果措施，以提高施工升降机使用的可靠性，
延长使用周期。
【关键词】:施工升降机运行质量制造精度可靠性振动
这些年随着我国建筑业的迅
速发展，高层建筑越来越多，施工
升降机的使用也随之变得越来越
普遍，需求量急剧上升，为了满
足市场需求，国内涌现了壹大批
制造厂家。可是，绝大部分厂家
对施工升降机且不了解、熟悉，
所以生产出来的施工升降机也或
多或少的存在技术质量问题。因
此，提高施工升降机工作可靠性，
减少故障的发生，成为众多制造
厂家需要迫切解决的问题。
目前国内使用的施工升降机
普遍为 SC系列齿轮齿条式人货
图 1
俩用电梯。吊笼在上升、下降过程中产生的振动及摆动，既是引起零
部件损坏的主要原因，同时也使乘员觉得不舒服，且担心其安全。
所以这里就如何使吊笼运行平稳，提高零部件使用寿命，给人以
舒适和安全感，壹且归为提高施工升降机工作可靠性。
导轨架的结构设计、附着、制造精度的影响和加工工艺及安装
调试、维护保养等方面是影响施工升降机安全和可靠性的主要部
分，本文就这些方面进行简要分析和总结。
1吊笼在运行过程中产生振动和摇摆的原因
施工升降机主要 1、防护围栏；2、导轨架；3、附墙支撑；4、
驾驶室；5、吊笼；6、驱动安全机构；7、平衡系统（根据需要配
置）；8安装起重机；9、电缆系统；10、电控系统，见图 1。
施工升降机工作原理为安装在吊笼上的传动机构带动齿轮和
固定导轨架上的齿条啮合，从而使吊笼沿导轨架爬升或下降，导
轨架既是主要的承载结构件又是吊笼运行轨道。吊笼依靠安装在
其上的滚轮作运行导向(如图 2所示)。导轨架通过附墙架及支架
将力传递到建筑物上，使其成多跨柔性支座连续梁受力状态，见
图 3。
图 2图 3
吊笼在运行过程中产生抖动和摇摆的因素很复杂，主要有下列几
个方面：
开式齿轮和齿条啮合过程中产生的固有振动，属正常状况；
齿轮和齿条啮合过程中产生的突发性或间隙性振动，属于非正
常状况;
产生这种振动的因素主要有齿条制造误差、齿条对接处留有
间隙造成公法线变化、齿条对接错位、齿条弯曲(见图 4)；
标准节制造误差；
标准节制造误差对施工升降机的抖动影响特别大，尤其是立
筒对接处错位影响巨大，见图 4。
(a)齿轮节距
误差
(b)齿条对接
错位 (c)齿条弯曲
(d)立柱对接错
位
(e)侧导向轮和方柱间隙过大
图 4标准节制造、调整误差引起非正常振动摇摆的几种情况简图
侧导向滚轮及齿条压轮间隙过大;
间隙过大会引起齿轮齿条啮合轨迹变化产生非正常振动，同
时侧导向滚轮壹和导轨架间隙过大会导致吊笼产生大幅度摇摆
（见图 2、图 4)；
由于启动、停止、人员走动、货物偏心、风压等产生的振动和
摇摆；
由于导轨架、附墙架刚性差产生变形而造成的振动和摇摆，以
及俩只吊笼运行中导轨架产生的共振；
传动板安装前不平整
传动底板是焊接件，焊接后容易发生焊接变形。因此，在传
动底板在装焊前应滚平处理，在装焊后应先校正再机加工。向驱
动架上安装前需进行调平处理，否则可能使驱动齿轮和齿条啮合
达不到均匀的线接触，造成齿轮单侧受力，易造成吊笼运动时的
振动。
导向轮轮在直径超差或表面加工粗糙；
滚轮表面曲线应光滑，如果滚轮直径超差，则会使施工升降
机安装后滚轮调整困难，如果滚轮调整不合适，必然造成施工升
降机吊笼运动时的振动；同时，如果滚轮表面加工粗糙或外形曲
线不圆滑，施工升降机吊笼在运动时滚轮和导轨架立柱管之间的
摩擦力会加大，同时也会造成吊笼的振动。
传动底板安装不垂直、不平行；
会造成驱动齿轮轴线和齿条齿形所在平面不平行，使驱动齿
轮和齿条啮合达不到均匀的线接触，造成齿轮单侧受力，如同锥
齿轮啮合，易造成吊笼运动时的振动。
导轨架安装垂直度大部到要求，引起齿轮齿条啮合出现
中发生的现象；
采外挂传动形式连接方式不合理，发生过定位造成的振动；
外挂传动形式驱动部分置于吊笼顶部，和吊笼使用销轴连接，
如图 5所示。采用这样的结构，能够扩大吊笼内空，吊笼高度可
相对减小，提高吊笼整体刚度。
1、外挂架上侧导向轮
2、外挂架上内侧导向轮
3、外挂架下侧导向轮
4、外挂架下内侧导向轮
5、吊笼上侧导向轮
6、吊笼上双导向轮
7、吊笼
8、销轴
9、外挂架
图 5
外挂架上导向轮的设置参照吊笼结构设计，这种导向轮的布
置方式仅对外挂传动机构而言十分合理，但当使用销轴如图 5连
接后后会出现严重的过定位，在导轨架制作精度不高的情况下会
发生振动和摆动。
2解决办法和采取的措施
制造精度的提高
由于齿条对标准节制造误差影响很大，所以在齿条加工中必须
确定合理的精度要求，使齿条的精度符合标准节总体要求。目前
国内使用的齿条主要是由几家专业厂家生产，制造精度基本上都
能满足要求。但市场上也出现过部分厂家将制作超差的齿条以较
低价格成批处理的现象，所以齿条的入厂检验至关重要。
在立柱的加工上大多数厂家采取图 6的加工工艺：以立柱俩端
外圆定位、铣端面、俩端镗孔、由定位块保证长度尺寸，这样理
论上既保证了立柱俩端内孔和外圆同心，同时也保证了长度公差。
部分厂家也采用简易车床加工立筒，既能够保证内孔和外圆的同
心，同时也能够避免原材料外径超差的现象。
图 6立筒俩端镗孔图
目前国内部分厂家的立柱钢管原材料就有弯曲现象，厂家为了
节约成本，省去了钢管矫直工序，而立筒钢管是否弯曲将直接影
响到标准节制造误差。为了避免立筒钢管弯曲超差对标准节质量
的影响，建议立筒钢管在加工前上平台验直，如果弯曲超出许可
范围应淘汰用做他用。
部分厂家为了节约成本，将标准节上、中、下三方框和立柱
连接圆弧采用气割成型的加工方式，这样会造成圆弧和立筒间隙
过大，焊接变形大的问题。为控制标准节焊接变形，圆弧采用冲
切加工或者铣加工等方式，保证使其和立筒拼装间隙保留在
左右，同时方框先在工装上拼装焊接成形。对于标准节最好采用
立筒、方框等在工装上壹次装配焊接成形，斜腹杆在工装上装配，
出胎后焊接的加工工艺，从而确保标准节的精度和互换性要求。
吊笼上导向滚，尤其是侧导向轮和导轨架的间隙是引起吊笼
振动和摆动的重要因素，根据现场调试经验得出其间隙控制在
~之间较为合理。同时由于导向滚轮位置偏差，会加大吊
笼运行阻力。因此，导向滚轮安装孔的定位也尤为关键。为保证
精度，我认为立柱装焊校正后机加侧面导向轮安装基面，然后上
钻模钻孔，最后工装定位，保证导向滚轮安装孔的相对位置。
制作滚轮过程中，应加强检验，保证滚轮的外径符合图纸上
的尺寸及公差要求，而且滚轮沿轴向应能够窜动 5mm左右，以弥
补导轨架制作上的误差，如滚轮不能轴向窜动，容易引起滚轮内
的轴承损坏，同时，要保证滚轮的外圆弧面粗糙度要求。
通过之上方法加工，造的导轨架，其齿条错位、立柱错位明
显减少，即使出现局部有错位现象也控制在很小的范围内，低于
国标要求，导向轮相对位置准确，和导轨配合间隙合理想，从而
有效地降低吊笼运行时的抖动，提高了吊笼运行平稳性。
导轨架及附墙支承架的改变
国产施工升降机标准节截面主要有 850mm×850mm，650mm×650mm俩
种，其主立筒分别是Ф89×6，Ф76×的无缝钢管。附墙间距为
9m。根据计算，前者主立柱应力值过小，不经济。而后者应力值
为强度和稳定性均满足要求，但结构截面小，刚度差。采用 650rnm
×650cnm截面导轨架，吊笼运行中摆动较大，尤其是在导轨安装高
度较高，俩个吊笼运行到同壹处时。标准节在原设计计算中，考
虑了垂直方向冲击载荷，但对来自水平方向的冲击载荷振动、风
力、人员走动、侧导向轮和立柱间隙过大等产生摇摆，偏心受力，
附着架销轴间隙等考虑不足。而为抗击水平方向的冲击载荷，恰
恰需要提高导轨架的刚性。通过计算，在综合考虑强度和经济性
的基础上，我们将导轨架的标准节截面设计为 650mm×900mm，主立
筒仍采用Ф76×的无缝钢管。这样和 650mm×650mm截面比较在
制造成本略微提高的情况下，刚性提高了 30%，主立柱应力值也相
应降低。而且对于整机仅需要修改防护围栏和基础部分。
如图 3所示，导轨架是通附墙支撑将力传递到建筑物上。当下国
内多使用壹次附墙，但也有少部分仍在继续使用二次附墙。壹次
附墙相对于二次附墙提高导轨架抗扭性能，从而可减少吊笼摆动，
同时成本也相对降低。
提高安装和调试质量
很多厂家和使用者都忽略了安装调试对施工升降机的稳定性
的影响。
在吊笼和外挂架插入导轨架后调整导向轮时单个调整，而不
进行整体调整，这样造成的后果可能是在运行过程中部分导向轮
无法和导轨架立筒接触，部分导向轮出现啃立筒现象。也可能造
成齿轮和齿条啮合出现问题，如同锥齿轮啮合，这些会造成升降
机的剧烈抖动。这种情况下部分安装调试人员为了减小抖动，便
将压轮和齿条的间隙调为零，甚至使压轮受力。这样做生日能壹
时解决抖动问题，可是因为施工升降机驱动小齿轮在设计的时候
都没有变为系数，当导向轮调整不合适，压轮也调整出问题的时
候会发生啃齿现象。
很多安装人员在导轨架垂直度的调整时使用铅垂吊线调整垂
直度，可是当垂直度超差，调整过程中因为缺少力点，在调整左
右垂直度时只能斜拉导轨架，这样造成导轨架扭曲。导轨架不垂
直、弯曲、扭曲都可能导致齿轮齿条的内核如同锥齿轮啮合，造
成升降机的抖动，加速磨损。
施工升降机标准节联接螺栓松动或附着架螺栓松动，会使导
轨架联接后的整体刚度降低，导轨架整体虽且不会倾倒，可是施
工升降机在上下运动时必然会引起振动。
缓解振动和冲击的措施
前面我们提到了升降机运行过程中齿轮啮合正常和非正常振
动，尽管从制造精度和安装调试方面采取减振的措施，降低了非
正常振动可能，但有些振动仍为不可避免的。所以，必须采取有
效的减少冲击，缓解振动的措施。如图 7所示，吊笼是通过安装
在其上的传动机构拖动运行的。
1、吊笼
2、导向轮
3、压轮
4、标准节齿条
5、驱动小齿轮
6、被动齿轮
图 7传动机构和标准节齿条位置示意图
齿轮啮合的振动和冲击通过传动板传递到吊笼上。因此，应在
传动板和吊笼顶部联接处增加减振垫，同时在传动板和吊笼联接
螺栓处增加尼龙套，使得传动板在运行过程中沿水平方向有适量
位移，克服因齿条弯曲、错位等引起的齿轮、齿条啮合过紧的现
象，同时也缓减振动(见图 8)。
1、吊笼 2、避震条
3、传动底板 4、螺栓
5、压板 6、尼龙防震垫
7、隔套 8、防震垫
图 8传动机构和吊笼减震构件简图
避免过定位的措施
为消除图 5中过定位，能够考虑取消外挂加下侧导向轮或外挂
架下内侧导向轮
部分导向轮，俩者之间建议取消前者。如取消的是下内侧导向轮，
吊笼在运行壹段时间后其齿轮和齿条的啮合将出现误差；如取消
的是下侧导向轮，既能保证齿轮齿条的啮合，因取消侧导向轮而
可能引起的外挂架下端左右能够靠吊笼上的连接耳板消除。在取
消侧导向轮的同时建议对吊笼连接耳板孔比销轴大 1毫米（如图 9
所示），能够起到揉动作用，减少因导轨架误差对运动稳定性的影
响。
图 9
因为图 5外挂架所采用的导向轮布置方式对独立的外挂架稳
定性很好，所以这里推荐壹种新的避免过定位的方法，如图 10所
示。将连接销改为上下连接，销轴和空连接处有壹定锥度，这样
的连接有如壹个万向铰，可适应运动过程中导轨架的各种变化，
避免了过定位，同时上下加入蝶形垫片，可有效的吸收启动和制
动时冲击。
图 10
按照本文提到的方法改进施工升降机的加工工艺和结构形式等，
应该能够有效的改善施工升降机的技术性能，降低振动，阻止故
障的频繁发生，使施工升降机五故障期大大延长，提高工作可靠
性。
