电梯运行振动和噪音的分析与控制

电梯运行振动和噪音的分析与控制

温建锋

巨人通力电梯有限公司313009

摘要：在城市现代化建设进程不断推进下，高层建筑和超高层建筑大量涌现，电梯成为人们日常出行的主要工具之一。电梯在使用期间，由于长期运行，加之未能得到有效的检修和保养，就可能在运行中出现振动和噪音，影响到电梯中乘客的乘坐舒适度。本文就电梯运行振动和噪音进行分析，针对其中存在的振动问题，寻求合理的解决方法。

关键词：电梯运行；振动；噪音；分析；控制

在高层和超高层建筑中，电梯逐渐成为必不可少的组成部分，伴随着人们生活水平显著提升，相应对于电梯舒适感和安全性提出了更高的要求。电梯在运行中，可能会出现不同程度上的振动和噪音，影响乘客乘坐体验，同时还会加剧乘客的恐惧心理。故此，为了能够有效解决电梯振动和噪音问题，应该深入分析，寻求合理措施予以控制，为电梯乘坐安全和舒适性提供保障。由此，加强电梯运行振动和噪音分析和控制，提升电梯乘坐舒适度和安全性。

一、电梯振动和噪音

振动和噪音是密切相关的，噪音是机械振动的产物。解决振动和噪音问题时，最重要的措施是消除振源（声源），其次是隔振（减振）措施。在研究电梯的振动和噪音问题时，可以将电梯简化为电梯系统图（见下图），其中（a）是一般的电梯系统简图，（b）是电梯的振动系统简图。根据简图（a），可以认为，电梯有固定部件产生振动和噪音，对特定部件的研究，实现特定部件的减振和降噪，可以降低电梯的振动和噪音。同时电梯也是一个多质量振动系统，可以由图(b)明显看出，多质量的振动系统就有共振的产生，需要降低和避免共振。

二、电梯振动和噪音的产生和控制

电梯运行过程中振动和噪音的产生主要包括以下几个方面：

（一）承重结构

由于承重梁刚度不足，曳引机和承重梁之间并未设置间隔振橡胶，或是橡胶刚度和强度不符合要求，受力不均匀等。严重影响到减振橡胶的刚度和系统的频率，进而影响隔振的效果。因此，必须合理严格控制减振橡胶的刚度。在目前的状况下，首先测定效果满意的减振橡胶的刚度，为后续控制产品质量提供支持。

（二）悬挂装置

由于绳头隔振装置刚度不符合技术标准；安装中轿厢中心和曳引绳之间尺寸规格差异较大，致使导靴出现不同规则的抖动，对于此种问题的解决方法较为简单，可以在轿底安装补偿装置，改变轿厢的中心点，尽可能降低导靴压力。

（1）钢丝绳张力不足，振幅偏大。由于不同钢丝绳的张力对曳引轮生槽带来的压力存在明显的差异，长时间运行中可能加剧曳引轮和绳槽磨损，从而出现振动和噪音，甚至还会影响到曳引轮使用寿命，严重情况下可能出现安全事故。针对此类问题的解决方法是利用扳手来调节绳头组合拉杆螺母，确保每一个钢丝绳的张力能够控制在5%以下。行程超过30m的电梯，可以在轿厢上方1.5m安装弹簧拉力计测量钢丝绳的张力值；行程在30m以下，电梯测量轿厢钢丝绳拉力时，可以将轿厢控制在最高层，在重侧来测量钢丝绳的张力值。

（2）绳头组合压缩弹簧选型不合理，由于弹簧弹性系数过大或过小可能导致轿厢振动幅度过大，弹簧弹性系数的增加相应的抗冲击能力随之下降，可能加剧轿厢振动和噪音问题。

（3）钢丝绳扭曲，通过大量的实践证明发现，钢丝绳出现扭曲同样会造成电梯振动，这就要求安装中保证30m钢丝绳旋转圈数不超过1圈。

（三）曳引机

（1）厂家在生产调试中不加负载，这就导致电梯安装运行后加重负载出现振动，需要制造厂商能够在调试中适当的增加负载，及时有效的解决电梯运行振动和噪音问题。

（2）转子和定子轴度差异较大，可能由于偏心产生不均匀的单边磁拉力，电梯运行出现振动和噪音，由于相回路阻抗不平衡，负序旋转磁路出现振动问题，更多的是出现在工艺不良的电动机中。

（3）三相电源电压不平衡，速度反馈器件布设不符合要求，速度反馈信号不稳定，调速器给定信号受干扰严重，也会产生曳引机的振动和噪音。

三、土建结构方面

土建结构设计中，如果未能严格遵循设计要求和规范要求，预留通风孔或通风孔面积不足，可能导致电梯运行中轿厢活塞效应，出现不规则的振动和噪音问题，尤其在速度大于2.5m/s的电梯中，更加明显。另外建筑基础发生不同程度的沉降和变形问题，会导致电梯导轨发生扭曲和变形，电梯在运行中会产生摩擦振动。

三、电梯系统共振分析和控制

电梯各个部件以及同建筑组成的质量振动系统，可能形成共振系。研究电梯的共振，可以将电梯转化为电梯的振动系统简图（b）来研究。简图中中：C1、C2、C3是阻尼系数，k1、k2、k3是弹簧刚度系数，J1、J2分别是曳引轮和导向轮的转动惯量，m1、m2、m3分别是轿厢、对重和驱动装置的质量，q1、q2分别是曳引绳和补偿链的线质量。由图(b)可明显看出，电梯是一个多质量振动系统，而且运动中k1、k2、C1、C2是变动的，曳引轮两侧的曳引绳和补偿链质量相应变动；由于乘客的变动，m1也是变动的。该系统要利用计算机仿真软件进行仿真。整个系统共振时，可以改变某个振源或者增加减振振子来降低或者消除共振。减振振子是在大的振动系统的特定部位加上的一个小质量振动系统，用来干扰大的振动系统的振动，在大的振动系统中某一质量处接近原来存在共振频率时，利用减振振子的振动减小该质量的振幅，从而消除共振现象。在共振区以外，由于减振振子的质量很小，不会影响大的振动系统的特性。减振振子的质量和刚度须通过仿真确定，当然也可通过试验确定。

结论：

综上所述，电梯运行中，为了能够有效避免降低振动和噪音，应该深入分析电梯振动根本因素，采取最重要的措施，尽可能降低电梯的振动和噪音，为人们提供更加舒适的电梯乘坐体验。

参考文献：

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