1、基于电梯的噪声和振动问题分析与研究摘要：本文主要从超高速电梯运行的舒适感出发,概述了其影响舒适感的关键因素，首先分析了引发噪声和振动的要因,然后从引起噪声和振动的机理上阐述了如何有效控制噪声和减少振动。本文是个人的一些见解，可供同行参考和借鉴。 关键词：超高速电梯； 舒适感； 噪声和振动； 控制； 中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 随着人们生活条件的不断提高和健康意识的不断加强，人们对居住环境已不再是仅仅满足生活居住的基本要求，更大程度是需要满足个人居住的舒适要求。基于我们对居住环境要求的不断提高及我国目前房地产快速发展下一些设计细节方面经验的欠缺和忽略，使得电梯导
2、轨运行噪声问题继“电梯机房运行噪声”之后成为电梯噪声防治的另一个重要课题。也尽管上述问题的出现已引起了大多数发商及电梯各大厂家的高度重视，但基于现有技术和研究的不足,导致“电梯导轨防治问题”成了困扰电梯与建筑发展的一个技术难题，目前我国习惯上把电梯速度超过5.0m/s 的电梯称为超高速电梯。随着电梯技术的不断发展,电梯速度越来越高,区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。 二、超高速电梯噪声和振动控制问题分析 就我国电梯导轨噪声防治情况来看，尽管基本上所有电梯厂家或开发商都或多或少的经受过“电梯导轨噪声问题”的困扰，而且也都进行过一些相应的设计或防治方面研究和考虑，但往往由于现有的客观条
3、件的限制关系而未能在防治方面取得突破。现在，超高速电梯的制造和验收没有严格的国家标准,而对设计和安装验收只有以目前的 GB10060-93电梯安装验收规范 、GB50310-2002电梯工程施工质量验收规范和 GBT1005897电梯技术条件为标准,而最能体现电梯舒适感指标就是噪声和振动加速度,超高速电梯运行时轿厢内噪声不大于 60DB(A),垂直方向和水平方向振动加速度分别不大于 25cms2 和 15cms2。 1、超高速电梯的噪声来源分析和控制。 一是超高速电梯噪声主要由空气阻力和机械振动引发。空气阻力引发的噪声,称为风阻噪声,其引发主要原因如下。当电梯在井道里超高速上下往复运行时,气体
4、瞬时被急剧压缩,同时轿厢体与井道之间缝隙处的气体由于流动面积的急剧减少,相对于厢体的速度便会突然增加,因此产生很大的风阻,这些阻力与轿厢作用,就产生风阻噪声。另外由于空气流速的急剧增加,气流在厢体尾部会生产很大分离和不连续的漩涡。这种非连续漩涡不断脱落和演化会使涡流场中的压力产生剧烈波动,并产生涡流噪声。机械振动噪声。电梯的许多噪声是由振动引起的,这种振动以弹性波的形式在空气、固体介质中进行传播,分别称为气体噪声和固体噪声,通常固体噪声又称振动。在随后介绍的振动项目中都或多或少产生振动噪声。二是如何有效的控制高速梯的噪声,应根据其产生机理逐步采用措施,即:在噪声产生之前采取措施防止噪声产生;噪
5、声产生之后在声源处降低噪声。依据技术作用原理,隔声降噪技术有:吸声、隔声和消声三种类型。 2、超高速电梯的振动分析与控制超高速电梯的振动,主要有两方面:一方面是轿厢水平方向的振动,另一方面是轿厢垂直方向的振动。 首先是轿厢 X、Y 方向的机械振动主要原因。(1)导轨:导轨的选型和导轨表面质量。(2)轨安装垂直度;导轨之间连接头处理。(3)导靴松紧程度。电梯的上下运行主要靠轿厢上安装的导靴和导轨相接触,导靴太紧起动易有台阶感,停车易有制动感;导靴太松运行时轿厢中易有晃动感。(4)轿厢安装紧固、密封。电梯高速运行时,整个轿厢要受到很大的作用力。如果轿厢支架或轿厢壁等处某个部位没有紧固好,则电梯高速
6、运行时,该部位处很容易有相对错动,使轿厢产生振动。高速运行中,轿厢有时会出现风鸣共振声,多与轿厢安装紧固度、轿厢密封度及井道有关。(5)轿厢平衡问题。有时由于设计或安装等原因,导致轿厢质量不平衡而倾向一侧,电梯运行时,导靴紧蹭导轨面,在运行中有抖动或振动感。有效改善水平方向振动措施如下。 （1)导轨的刚度和表面平整度直接影响到电梯的运行效果,特别是对超高速梯运行尤为明显。导轨垂直度和两导轨平行度应严格控制在国标范围以内,甚至要高于国家标准。所以需通过计算选用一定刚度的、高精度的导轨是高速电梯配置的一个关键。(2)高速电梯上导靴的好坏对电梯水平方向振动起着关键作用。目前高速梯大都采用滚动式导靴,
7、而滚动导靴的加工精度和质量直接影响到电梯的水平振动。现在,已经有国外企业应用超导导靴,实现了轿厢与导轨的非线性接触运行。 (3)为了控制轿厢风鸣共振声,在设计时考虑轿厢密封,然后要求轿厢顶底和轿壁紧固及轿厢与轿架减震和紧固。 （4)为了减少轿厢质量偏向一侧问题,可在轿厢质量较轻的一侧加配重块,以减轻导靴对导轨的单侧作用力偏大。 然后是垂直方向的机械振动主要原因。(1)曳引机机械间隙不均匀。曳引机作为电梯运行驱动装置,其性能直接关系到电梯运行舒适感。曳引机机械间隙、曳引轮加工和安装精度对电梯的影响主要体现在电梯的加速过程中,电梯速率发生变化时,电动运行和发电运行状态将发生切换,造成电梯振动,极大
8、影响电梯舒适感。(2)钢丝绳张紧均匀度。钢丝绳张紧不均匀,会出现电梯运行时某几根受力不均而抖动或振动,对电梯起动、高速运行、停车都有影响。(3)共振问题。电梯的机械系统是由许多构件组装而成的,自身有一定的振动频率,一旦其他因素的综合振动频率与之相吻合,就会产生共振现象,极大影响乘客舒适感。(4)电气问题。主板参数和变频器参数设置直接影响电梯舒适感。主板参数:减速度,曲线拐角时间,抱闸延时等不合理,使得 S 曲线的启制动过渡时间不合适,振动加减速度会超标;变频器相关参数:矢量控制相关参数(PI 值)、主机参数、惯量参数、滤波时间等设置不合理,会直接影响低速和高速时抖动(振动 )。控制和减少 Z
9、方向振动措施。为了有效控制 Z 方向振动,需就上述问题注动采取措施:选择性能优良的、转矩稳定的永磁同步曳引机;钢丝绳安装之前应先充分释放回复扭应力;调整钢丝绳使其张紧力均匀;为了预防机械共振,需考虑增加合理的减振装置:曳引机搁置钢梁下垫减震橡胶垫,还可在轿厢钢丝绳绳头处用木头夹头或在轿厢顶部、底部加配重块来改变共振频率;有效设定合理的变频器参数将使超高速电梯运行更加舒适。 三、结语 随着世界科技和经济的快速发展,越来越多的现代化都市规划者把目光投向了高层和超高层建筑。而高层和超高层建筑的运输和消防要求,必须用高速或超高速电梯才能满足。从超高速梯舒适感的关键指标噪声和振动两个方面,分析了这些因素诱发的原因,提出了一些改善措施,力求达到降低噪声和振动指标,以满足人们的使用要求。 参考文献： 1 傅武军.超高速电梯轿厢横向振动控制研究D.学位论文，2007. 2 李晓东，王凯.高速电梯启动性研究与优化J.互联网，2009. 3 苏琴,吴连成.环 境 工 程 概 论 M.国防工 业 出 版 社 ,2004.
