浅谈对我国高速电梯的噪声和振动控制的应用与研究

浅谈对我国高速电梯的噪声和振动控制的应用与研究

许岩，王菲，李颖

国机集团科学技术研究院有限公司

摘要：随着我国经济水平的不断提高，人均土地资源的逐渐紧缺，超高层建筑成为我国城市化建筑物的主要选择。超高速电梯是建设中非常关键的服务设施，但是因振动和噪声的出现，影响到乘坐电梯舒适感的指标。尽管高速电梯的使用非常方便，但是要全面关注电梯的安全和舒适感使用，一旦出现噪声和振动，要及时采取相应的措施，本文阐述了超高速电梯噪声和振动控制的重要性，对超高速电梯噪声进行说明，做出超高速电梯振动控制的分析，希望对我国超高速电梯噪声和振动控制的发展有所帮助。
关键词：超高速电梯；噪声；振动控制
一、超高速电梯噪声和振动控制的重要性
我国国民经济在飞速发展，我国人均土地面积日渐减少，高层建筑兴起逐渐解决这一难题，并且加快了我国电梯技术的发展。电梯速度基本分为三种，分别是低速、中速、高速，这三种电梯被广泛应用在不同的楼层的大型超市、办公楼等。高速以及超高速电梯能够满足人们日常生活，并且可以实现高层的消防和运输的实际要求。科技的不断进步，各个行业的技术人员的整体素质水平逐步得到提高，高层建筑物受到越来越多人的喜爱，电梯成为高层建筑物的主要运载工具，为高层甚至超高层建筑带来极大便利。超高速电梯对于乘坐人而言需要具有极高的舒适度，本文将对超高速电梯的含义、超高速电梯的噪声和振动控制的意义、产生噪声的原因、振动控制的相关措施进行论述，希望能对超高速电梯的噪声和振动控制有所帮助。
我国高层建筑和超高层建筑物的兴起，超高速电梯逐步成为社会科技产生的必然产物，并且逐步被广泛应用。超高速电梯在运行中跟高速列车行驶相类似，研究中要关注超高速电梯的噪声，尽量借鉴国内外先进的超高速电梯技术，与成熟的高速列车研究理论相结合，逐步完善其超高速电梯技术水平。超高速电梯运行时主要特点是其速度快，运行中因速度如果出现问题，就会造成人身财产损失，因此在关注安全性的前提下，要注意电梯舒适感，增强电梯的使用寿命，还需要对超高速电梯的速度进行调整，对减震方式进行优化，同时企业电梯还需要重视电梯噪声和振动控制的研究，进一步加强超高速电梯舒适度。
二、超高速电梯噪声
1、空气阻力引发的噪声。超高速电梯运行中空气阻力会引起风阻噪声，主要是由于电梯在井道进行上下的高速运动时，空气因其运动会产生急剧压缩，井道夹缝和电梯轿厢之间因空气流动性大，流动面积减少，轿厢速度突然增加会产生较大的风阻。这种风阻跟传统意义的风阻不一样，会产生阻力间的相互作用，产生风阻噪声，并且在气流运动过程中，形成轿厢尾部气体，并且逐步实现分流和断续的漩涡问题，漩涡在设计过程中会造成压力波动，要注意减少涡流噪声。
2、机械振动产生的噪声。机械噪声在进行振动时根据高速电梯的舒适要求，需要减少电梯振动的噪声，并且不断根据振动噪声的产生原因，将噪声的分类分成两个部分，一部分是气体噪声，一部分是固体噪声，气体噪声主要根据空气作为介质进行弹性波形式的传递工作，固体噪声又被称作振动，要关注振动中的组成部分，比如吸声、隔声、消声。①吸声。吸声产生的原因主要是没有经过处理的轿厢结构跟空气相互对抗所产生的，而其根本需要根据能够吸收声音的物体进行声能的吸收，降低噪声的传播，增加电梯的舒适度。②隔声。将轿厢和噪声分开，这样是采用切断声波的方式实现降低噪声，用这种方式实现轿厢的封闭性，实现降噪的目的。③消声。采用构件实现空气动力降噪的方式，用高速电梯减少其影响措施，降低噪声在空气中的传播性。④机械噪声。机械噪声影响主要是根据结构振动来实现三种方式，主要是对轿厢、对重和导轨、钢丝绳间的摩擦等方面的摩擦。电梯技术人员需要加强对噪声的知识，降低造成，并且运用合适的专业技术，实现专业技术的优化。
三、超高速电梯振动控制
1、被动控制。降低轿厢的振动方式具有多种，比如减少振源，还可以通过电梯轿厢优化的方式逐步实现电梯轿厢支撑弹簧和橡胶等多种方式实现降噪、减震的目的。高速电梯振动如果采用滚动导轮支撑弹簧刚度就会造成轿厢的振动频率的改变，这会在一定程度发送振动频率的共振，并且实现轿厢的振动。通过手段实现降低振动幅度，运用成本低、可靠性强的控制振动标准。

2、减少振源。轿厢振动降低的振源可以从源头进行处理，采用流线型的轿厢设计方法，减少井道与高速电梯的接触面积，在运行过程中关注气体涡流轿厢振动的模式，关注轿厢设计优化，实现振动的控制性。振源控制中分为主动控制和被动控制，被动控制有时候很难达到需要的效果，而应用主动控制装置首选，主动控制可以实现位移反馈、加速度反馈、预存轨道不平度等。还可以在轿厢振动过程中应用预存导轨不平的方法，高速电梯运行时根据电梯轿厢的位置对其进行振动调控，降低振动幅度频率，并且根据传统的并联电磁滑动导出，根据位移实现距离的调整，实现振动幅度的降低。

3、控制振动措施。对于超高速电梯振动控制需要采取合适的措施，选择优良的转矩稳定的永磁同步曳引机，在安装钢丝绳之间对其安装过程中的扭应力进行调整，并且保证钢丝绳索力度的一致性，协调好机械共振，进一步对减震装置进行调整，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。
4、高速电梯的减噪设计。超高速电梯在运行过程中会产生噪音，噪音根据其产生状况不同音量程度不同，要保证噪声不应大于60dB，用合适的方式进行降噪处理，可以减少对周围环境的污染，并且能够提高乘坐超高速电梯乘客的舒适度。降噪手段多数用隔音、消音方法进行，主要方式为首先要采用合适的环保隔音材料，在超高速电梯中进行安装，达到隔音效果，并且在轿厢的顶部和内壁贴上隔音棉，进一步将钢板放在轿厢的内部，减少出现的空气噪声。还可以根据超高速电梯建筑的设计情况，在前期就运用迷宫式的挡风板进行噪音的处理，主要减少噪声的出现，在轿厢的顶部、底部的通风口，控制通风口的面积，如果通风口的面积过小就会无法形成高速气体的流动，而保证轿厢顶部、底部的通风孔有效面积不得小于轿厢有效面积的1%，可以实现轿厢和井道内的气体产生空气噪声的回流。运用迷宫式的挡风板来进行噪声处理，实现高速迷宫的挡风，进一步降低超高速电梯的空气流通情况，控制气体产生噪声。
5、减小振动源。轿厢运动过程中，其振动主要是由导靴与轿厢相互作用及气压波动而产生的，运用降低振动源头的方式实现气体的传递和气压变流，保证轿厢和井道之间的振动减少，这样的方式可以用轿厢控制的装置，贴近导轨，进一步增加接触面积，减少自由度，逐步减少空气产生摩擦响动，在运动中实现降低噪声。
四、总结
随着我国经济水平的不断提高，人均土地资源的逐渐紧缺，超高层建筑成为我国城市化建筑物的主要选择。超高速电梯是建设中非常关键的服务设施，但是因振动和噪声的出现，影响到乘坐电梯舒适感的指标。尽管高速电梯的使用非常方便，但是要全面关注电梯的安全和舒适感使用，一旦出现噪声和振动，要及时采取相应的措施。产生噪声的原因尽管很多，只要尽快的发现，经过测试找到原因所在，用有效的方法进行处理才行，争取达到噪声和振动的最低指标，确保高速电梯能在特定的轨道上正常运行，以履行电梯本身的职能。超高速电梯可以让人们出行更加舒适，但是如果能在兼备舒适度的前提下，那么超高速电梯会更加受到人们的关注，逐步成为高层建筑物的首选。
参考文献
[1]张继坤.超高速电梯的噪声和振动控制[J].科技资讯，2020,15(29):98-99.
[2]付朝学.浅析超高速电梯的噪声和振动控制[J].科技资讯,2020(05):146.
[3]傅武军.超高速电梯轿厢横向振动控制研究[D].上海交通大学,2020.
[4]包继虎.高速电梯提升系统动力学建模及振动控制方法研究[D].上海交通大学,2020.