張繼坤

摘 要：由于社會(huì)的不斷進(jìn)步，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和科技都得到了可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)各專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員的整體水平也相應(yīng)的提高了很多，其中包括城市規(guī)劃者。而大量的高層建筑受到了越來(lái)越多的城市規(guī)劃者的青睞，電梯作為高層建筑的靈魂，為高層甚至超高層帶來(lái)了極大的便利。那么，今天筆者以超高速電梯的舒適感為出發(fā)點(diǎn)，將針對(duì)超高速的含義、超高速電梯的噪聲和振動(dòng)控制的意義、產(chǎn)生噪聲的原因、振動(dòng)控制的相關(guān)措施這幾方面進(jìn)行論述超高速電梯的噪聲和振動(dòng)控制。

關(guān)鍵詞：超高速電梯 舒適感 噪聲和振動(dòng) 控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）10（b）-0098-02

隨著我國(guó)電梯技術(shù)的不斷進(jìn)步，電梯的速度變得相應(yīng)加快，一般分為低、中、高速電梯。被廣泛的應(yīng)用到各種樓層當(dāng)中，包括辦公樓、大型超市、賣(mài)場(chǎng)等。高速或者超高速電梯的產(chǎn)生，不但滿足了高層和超高層的消防及運(yùn)輸要求，還為人們的日常生活帶來(lái)了方便。

1 超高速電梯的含義

我國(guó)對(duì)于高速電梯的定義，一般把電梯速度超過(guò)5.00m/s叫做高速電梯，可分高、中、低速電梯，電梯技術(shù)人員可以根據(jù)樓層的需求來(lái)調(diào)節(jié)電梯速度。對(duì)于高速或者超速電梯的制造以及驗(yàn)收，國(guó)家并沒(méi)有特別嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，但是在設(shè)計(jì)和安裝驗(yàn)收時(shí)，一定要以電梯相應(yīng)的驗(yàn)收規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于噪聲和振動(dòng)情況要充分引起重視，畢竟其直接影響著電梯的舒適感。

2 超高速電梯的噪聲和振動(dòng)控制的意義

面臨著高層建筑和超高層建筑的不斷增多，超高速電梯的產(chǎn)生也是社會(huì)發(fā)展一個(gè)必然產(chǎn)物且被廣泛的使用，深受人們的喜愛(ài)。超高速電梯在井道中運(yùn)行就像高速列車(chē)經(jīng)過(guò)隧道比較相似，研究人員在研究超高速電梯的氣動(dòng)噪聲，都可以借鑒高速列車(chē)比較成熟的研究理論。因?yàn)槌咚匐娞莸乃俣群芸?，電梯在運(yùn)行中就難免出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，尤其是噪聲和振動(dòng)的發(fā)生，電梯的舒適感就會(huì)受到影響，也直接影響電梯的使用壽命。另外，由于超高速電梯速度的加快，一些老式的減震方法就受到了限制，這也是影響電梯舒適感的原因之一。電梯企業(yè)應(yīng)重視噪聲和振動(dòng)控制的研究工作，從而增強(qiáng)超高速電梯正常運(yùn)行的舒適感。

3 超高速電梯噪聲的論述

3.1 空氣阻力引發(fā)的噪聲

由空氣阻力引起的噪聲，叫做風(fēng)阻噪聲，其引起的原因?yàn)椋河捎陔娞菰诰览锷舷聛?lái)回高速運(yùn)行中，空氣頓時(shí)被急劇壓縮，此時(shí)轎廂體和井道中間夾縫處的空氣因流動(dòng)面積急劇減少，相對(duì)廂體的速度會(huì)突然增加，所以由此產(chǎn)生的風(fēng)阻很大。這種阻力之間的相互作用，就會(huì)導(dǎo)致風(fēng)阻噪聲；還有伴隨著氣流的不斷加劇，廂體尾部的氣體形成了分流與斷續(xù)的漩渦，這種漩渦帶來(lái)的壓力產(chǎn)生很大的波動(dòng)，從而形成渦流噪聲。

3.2 機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲

機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲是影響高速電梯舒適感的主要因素，以振動(dòng)形式產(chǎn)生的噪聲可分為氣體噪聲和固體噪聲，其在空氣和固體介質(zhì)以彈性波形式來(lái)傳播的。其中，固體噪聲又叫振動(dòng)，筆者在下文會(huì)涉及相關(guān)的振動(dòng)噪聲，如吸聲、隔聲、消聲。

3.2.1 吸聲

一般沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的廂體構(gòu)件和空氣的對(duì)抗性相差很大，這時(shí)如果運(yùn)用吸收聲能的東西來(lái)吸收聲能，這樣就會(huì)降低噪聲，以增加電梯舒適感。可以采用粘貼材料、增多吸引孔。

3.2.2 隔聲

采取將噪聲與廂體分開(kāi)的相應(yīng)措施，切斷聲波在空氣中的傳播，來(lái)降低噪聲，可以采用密封轎廂、密封構(gòu)件等。

3.2.3 消聲

所謂消聲，就是運(yùn)用構(gòu)件使空氣動(dòng)力所產(chǎn)生的噪聲有效地降低。并使高速氣流對(duì)高速電梯的影響有所改善，從而能夠使高速電梯減少噪聲；另外，可以采用迷宮式設(shè)計(jì)的方案，來(lái)有效降低噪聲在空氣的傳播。

機(jī)械噪聲可謂是引發(fā)超高速電梯噪聲的最主要的原因，其主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性以及轎廂、對(duì)重和導(dǎo)軌、鋼絲繩間的摩擦等方面。作為電梯技術(shù)人員，還要多了解噪聲的相關(guān)知識(shí)，找到比較合理的減少噪聲的方法，并有效的運(yùn)用到專(zhuān)業(yè)技術(shù)中去。

4 超高速電梯振動(dòng)控制

4.1 減少振源

可以選擇新型導(dǎo)靴和轎廂來(lái)控制振動(dòng)，日本的三菱電梯是通過(guò)這種方式降低振動(dòng)傳遞的。也有國(guó)外研究專(zhuān)家運(yùn)用流線型轎廂外形使超高速電梯有效的減少，在電梯的運(yùn)行當(dāng)中，因氣體湍流導(dǎo)致轎廂振動(dòng)。

以上研究由于價(jià)格昂貴，新型導(dǎo)靴和轎廂設(shè)計(jì)得不到廣泛使用。

4.2 被動(dòng)控制

其實(shí)，降低轎廂振動(dòng)的方式不止減少振源這一種，還可以通過(guò)優(yōu)化電梯轎廂支撐彈簧與橡膠等參數(shù)的方式進(jìn)行減震。有效的使?jié)L動(dòng)導(dǎo)輪支持彈簧剛度發(fā)生改變，來(lái)優(yōu)化轎廂振動(dòng)的固有頻率，讓轎廂振動(dòng)共振頻率與導(dǎo)軌振動(dòng)分離，以解決降低轎廂振動(dòng)，從而使高速電梯能夠正常運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)顯示，增加阻尼器有效降低20%振動(dòng)的幅度。

以上方法雖說(shuō)價(jià)格較低、可靠性也比較良好，可惜不能有效地控制振動(dòng)。

4.3 主動(dòng)控制

由于被動(dòng)控制無(wú)法達(dá)到有效減少振動(dòng)的效果時(shí)，筆者建議，不如采取主動(dòng)控制裝置。主動(dòng)控制裝置是研究人員精心設(shè)計(jì)而出的，比方說(shuō)：位移反饋、加速度反饋、預(yù)存軌道不平度等。有學(xué)者提出可以運(yùn)用預(yù)存導(dǎo)軌不平度的補(bǔ)充方法，即：在超高速電梯正常運(yùn)行之前，要記下電梯導(dǎo)軌不平順度和轎廂所在位置的垂直關(guān)系。在超高速電梯的高速運(yùn)行下，按照電梯轎廂的所在位置求出要對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行補(bǔ)償?shù)奈灰浦?，?lái)控制轎廂的振動(dòng)。有的學(xué)者還提出了基于轎廂加速度反饋的PI控制策略，實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，能有效降低50%的振動(dòng)幅度；另外，還有學(xué)者利用比較傳統(tǒng)的滾動(dòng)導(dǎo)靴來(lái)并聯(lián)電磁主動(dòng)滑動(dòng)導(dǎo)靴，采用位移來(lái)反饋其之間的距離，該實(shí)驗(yàn)顯示，在很大程度上可以有效降低振動(dòng)的幅度。

以上主動(dòng)控制系統(tǒng)降低振動(dòng)的方法比較管用，由于根據(jù)某一結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)而出，有可能會(huì)出現(xiàn)各個(gè)局部控制力之間相互沖突，以至于達(dá)不到最優(yōu)化的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高以及土地資源的逐漸緊缺，超高層建筑成為我國(guó)城市化主要選擇，超高速電梯作為非常關(guān)鍵的服務(wù)設(shè)施，因振動(dòng)和噪聲的出現(xiàn)而影響到乘坐電梯舒適感的主要指標(biāo)。盡管高速電梯的使用非常方便，但是要全面關(guān)注電梯的安全和舒適感使用，一旦出現(xiàn)噪聲和振動(dòng)，要及時(shí)采取相應(yīng)的措施。產(chǎn)生噪聲的原因盡管很多，只要盡快的發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)測(cè)試找到原因所在，用有效的方法進(jìn)行處理才行，爭(zhēng)取達(dá)到噪聲和振動(dòng)的最低指標(biāo)，確保高速電梯能在特定的軌道上正常運(yùn)行，以履行電梯本身的職能。

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