关于超高速电梯的噪声和振动控制研究

摘要：本文从超高速电梯运行的舒适感出发，对其影响舒适感的关键因素噪声和振动两方面分析了引发噪声和振动的要因，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。

关键词：超高速电梯；舒适感 ； 噪声和振动 ； 控制；

随着我国城市化进程的加快，电梯己成为人们生活中不可或缺的重要垂直交通工具。发展商在建筑设计、规划、构造时为设计方便和节约成本，电梯机房没能远离A级居室或做电梯间电梯井道的架空处理等，再加上建筑设计中建筑师对噪声控制知识的缺乏，使得电梯的噪声问题日益突出，噪声的整治尤为重要，而了解噪声的传播途径、噪声的特性及噪声源的所在，可以更有效、更直接的防治噪声。噪声的处理千变万化，以上是我在处理噪声问题过程中的一些经验的总结。

1超高电梯噪声与振动产生的原因分析

1.1承重装置

电梯的安装需要有较高的强度和刚度的承重装置，否则容易出现振动并产生噪音。而承重装置的缺陷主要表现是：①承重梁的刚度不够；②曳引机与承重梁之间需要合适的减震装置，而目前有许多电梯中的这些减震装置往往出现橡胶材料硬度、 数量的不合理或受力不均匀。

1.2悬挂装置

轿厢和平衡重都是通过悬挂方式安装实现， 而在实际安装过程中经常出现绳头隔振装置刚度太大或太小、轿厢中心和曳引绳中心偏差过大，使导靴受力不均匀产生振动。各钢丝绳张力不均匀,摆幅过大。不同的钢丝绳张力会对曳引轮绳槽产生不同的压力,使曳引轮各绳槽磨损不均匀,时间长了会导致各槽节圆直径不同,绳间相对滑移加剧,引起运行中的振动和噪声,同时也会降低曳引轮和钢丝绳的使用寿命。绳头组合的压缩弹簧选型不对, 弹簧弹性系数太小会使电梯起制动时轿厢振动幅度增大, 弹簧弹性系数太大会使其抗冲击负荷能力下降,同样会使轿厢振动加大。钢丝绳的扭曲,试验证明钢丝绳扭曲会引起电梯振动,必须在安装时确保每 30m 钢丝绳旋转不超过 1 圈。

1.3 曳引机

曳引机是轿厢升降的动力来源和调速机构，对电梯的平稳运行非常重要。实际生产和安装过程中经常出现：第一、由于制造厂组装调试时为无负载运行，在电梯安装使用后，进行有负载运行时产生了振动，所以在制造厂组装调试时应适当地加些负载，发现问题及时解决；第二、装配不符合要求, 减速箱及其曳引轮轴座与曳引机底座间的紧固螺栓预紧力不匀,可能引起减速箱体扭力变形,造成蜗轮副啮合不好,蜗杆与电动机连结后同轴度超标,因此在组装时,对齿轮进行修齿加工和对蜗杆进行研磨加工可以达到减小振动的目的；第三、蜗杆刚度过小、 电动机以及蜗杆轴承磨损,径向跳动增大；第四、制动轮和电动机转子动平衡不良、电动机与减速器之间连轴器同轴度精度低；第五、蜗杆轴端的推力轴承存在的缺陷；第六、电磁制动器两侧间隙不均匀,造成运行时不正常的摩擦；第七、曳引轮的不平衡旋转是曳引系统机械振动的主振源, 一般在设计与制造加工时已对此进行了考虑,提高曳引轮的加工精度。

1.4 导向装置

导轨的垂直度, 轨距偏差与接头平整度都会影响到电梯运行过程中的舒适感。导轨间距偏差过大会引起轿厢水平晃动,过小会使轿厢垂直振动。另外,导轨支架的刚度不够,导轨与支架连接、 支架与预埋钢板焊接,支架与墙体固定不牢固,也会使轿厢运行时产生振动。

2 超高速电梯的被动减振治理

2.1机械治理措施

在轿底安装轿厢补偿装置,利用它改变轿厢重心,使轿厢达到平衡,减少导靴压力；对角安装随行电缆；调节钢丝绳的绳头拉杆螺母,使每一根钢丝绳张力与平均值相差不超过5%。对于行程在30m以上的电梯,测量时将轿厢置于中间层,在轿厢上方1.5m处用弹簧拉力计测量每根钢丝绳的张力值。行程不大于30m的电梯测量轿厢钢丝绳的张力时, 应将轿厢置于最低层进行,测量对重侧钢丝绳张力时应将轿厢置于最高层,然后在对重侧对钢丝绳进行测定和调整。对于在匀速运行时曳引机产生的振动可采用在曳引轮上增加惯性轮的方法解决,曳引轮惯性轮能吸收引起轿厢振动的能量,在电梯处于额定速度时可以消除振动,但在加减速时是无效的。应每隔3-6个月检查1次油的状态。当发现齿轮油发黑,有矿物质沉淀并冒白沫时则必须立即更换。当齿轮磨损太严重,已引起振动和噪声时应更换齿轮。齿轮的寿命取决于其磨损程度,齿轮上的凹点会加快其磨损速度。用沥青或阻尼材料粘在轿壁上可吸收振动能量,从而减少振幅和噪声,也可以在轿壁之间及轿壁和装演之间填充吸声材料。应尽量采用曳引比为1∶1 的电梯。轿厢导轨间距应用标准值支架宽度的方形铁片调整,但调整垫片的总厚度应不超过5mm。当调整垫片超过两片时,应先焊为一体,然后再垫入。导轨连接处台阶过大也会引起轿厢振动,其值应不大于0.02mm。若超过该值,应对接头处用导轨刨进行修光,修光长度不少于150mm。导轨垂直度偏差应为每5m长度内不大于1.5mm。若超标可用压板及垫片调整。导靴与导轨间的间隙,一般应调整为固定导靴靴衬底部与导轨端面间间隙为 0.5～1mm。

2.2 综合避振措施

电梯的避振是通过以下途经实现:曳引机与承重梁之间的减振,钢丝绳与桥架之间的减振,轿架与轿厢之间的减振。曳引机与承重梁系统：在极端情况下,当激振力的频率接近或等于系统的固有频率时,系统会发生共振。用于机组隔离的减振垫大小、尺寸和数量必须与安装文件或土建图一致。减振垫只允许放在机组和混凝土之间(或工字梁上);机组底座必须搁在整个减振垫上。轿架与骄厢之间的隔离：轿厢与轿架的隔离可分为两部分:轿底和轿架的隔离;直梁夹板和桥架的隔离。直梁夹板和轿架的隔离有3条要求: 在轿架和轿顶之间只允许有减振垫连接;当减振垫与直梁间隙超过0.5mm时,减振垫应该更换。钢丝绳头与轿架间的隔离：减振垫的选用根据额定载重量与轿厢轿架重量之和来决定, 并且在空轿厢时减振垫的压缩量应在 10-15mm;如果减振垫没有适当的效果,可以在钢丝绳和减振垫之间增加重量(约为骄厢重量 10%)。车厢升降用吊索有六根,用扭力板手校正,使每个绳索的紧围十分接近,检测绳索纵向振动基本相同,这样车厢扭转现象减少后与导轨接触均匀了,在导轨上加装压力油润滑,减少干摩擦力的幅度,这样,振动和噪声也有所降低了。

3 结束语

电梯运行时产生噪声的原因是多方面的， 通过全面的测试、分析噪声产生的原因并采取相对应的措施是治理噪声的有力保障。有关研究表明， 只有主动隔振治理才能有效治理电梯噪声对其周围环境的影响。