齿轮齿条式施工升降机振动解析

齿轮齿条式施工升降机振动解析

摘要：施工升降机是一种重要的垂直运输机械，在建筑施工中主要起着载人载

货的施工作业，齿轮齿条式施工升降机具有良好的承载能力，广泛使用在高层建

筑装修、桥梁等施工。这也使得齿轮齿条式施工升降机的振动解析受到广泛的关注。本文通过建立合理的振动力学模型，并对其不同载重和不同位置进行合理分析，了解不同载重和不同位置时系统的固有频率的变化趋势，为相关工作提供参考，从而确保齿轮齿条式施工升降机的施工安全。

关键词：齿轮齿条式；施工升降机；振动解析

齿轮齿条式施工升降机在高层建筑施工、烟囱和桥梁施工中有着十分重要的应用。但随着齿轮齿条式施工升降机的不断应用，升降机振动的问题就变得备受关注，升降机产生振动会

影响建筑施工安全，引发安全隐患，通过对齿轮齿条施工升降机振动进行分析，了解振动发

生的原因，进而提高施工升降机的安全性和稳定性，降低升降机故障的发生，提高建筑施工

安全系数。

一、齿轮齿条式施工升降机

齿轮齿条式施工升降机是一种制造与安装、结构较为紧密的施工升降机，且具有重量轻、造价成本低、安全系数良好、性能优越的施工升降机。拥有多个输出齿轮和齿条。输出齿轮

主要由一个电机进行带动，并由全部输出齿轮和齿条啮合。从而实现升降机的工作。如：SC

型齿轮齿条式施工升降机主要是由天轮、天轮架、齿条、钢丝绳、吊笼等构成的。通过布置

在吊笼上的传动装置中的齿轮与布置在导轨架上的齿条相啮合，实现吊笼的上下运动，最终

实现升降机的正常工作，达到货料和相关人员的运送工作。

二、引起齿轮齿条式施工升降机震动的问题分析

齿轮齿条式施工升降机振动分析，需要建立合理的振动力学模型，并根据相关方程分析，获

得系统固有频率与载荷大小和吊笼的位置变化有关，低阶固有频率受吊笼位置的影响不大，

受载荷的影响较大；高阶固有频率受吊笼位置影响较大，受载荷的影响不大。

最终得到：1）低阶固有频率对吊笼处在的位置不敏感，第一、二阶固有频率随吊笼高度

的改变变化不大；高阶固有频率随着吊笼位置的改变其数值存在较大的差异，第三阶固有频

率随吊笼高度的增加呈不规则抛物线变化。2）低阶固有频率随着载荷的增加而减小，高

阶固有频率受载荷的影响不大。3）空载时系统对初始条件的响应随吊笼高度的增加而减小，满载时随高度的增加而增大，满载的吊笼处于施工升降机顶部时，系统对初始条件的响应最大。

（一）齿轮、齿条之间啮合引起的震动

齿轮、齿条之间啮合引起的震动主要是由于二者之间有着0.2～0.6mm的间隙，这个间隙

是为了确保施工升降机在正常工作时，吊笼上下移动不会出现齿轮、齿条之间的卡死。但，

这二者之间留有缝隙，会使得在正常的吊笼上下运作时，齿轮和齿条的摆动，也就会导致靠

背轮与齿条背面相互撞击，随着撞击的不断发生，就会引起齿轮、齿条式施工升降机的振动，随着振动的同时，还会有噪声的产生。噪声还能将提施工升降机的振动情况进行充分的反映。噪声越大，齿轮齿条式施工升降机的振动越大。同时，随着齿轮齿条式施工升降机的不断使用，齿轮、齿条之间的摩擦不断加大，就会导致齿轮和齿条之间的缝隙不断加大，就会引起

齿轮齿条式施工升降机的振动不断加剧。

（二）标准节主弦管对接错边引起的振动

齿轮齿条式施工升降机的标准节主弦管在使用的过程中不但起到承受外力的作用，还起着导轨导向的作用。同时标准节主弦管具有较高的设计标准，其外圆误差值在0～0.2mm以内。由于这些误差值的存在会使标准节主弦管在对接时产生错边。一旦错边产生就会引起齿轮齿

条式施工升降机的振动。

（三）安装不够规范引起的振动

齿轮齿条式施工升降机在安装时，由于靠背轮、传动轮与齿条之间的间隙有较高的安装精度要求。就使得齿轮齿条式施工升降机安装需要做足检查检验工作，确保相关精度，但在实