摘要：随着国民经济的发展，高层建筑越来越多，高速电梯作为垂直运输的交通工具，其使用范围也越来越广，对电梯的运行性能要求也逐步提高，不仅要求运行可靠，其舒适度也成为电梯的一项技术指标。影响高速电梯乘运质量的因素主要为机械振动和噪声个方面，针对这些影响因素提出解决办法，提高高速电梯的乘运质量。
关键词：高速电梯；梯乘运质量；振动；噪声
Abstract：With the development of the national economy，there are more and more high-rise buildings，as a vertical transport vehicle，the use of high rise elevator is widely.The requirements of operation performance are also gradually increase，not only requires the reliable operation，comfort has also become an elevator technical index.Effect of high rise lift ride quality’s factors can be mainly divided into two aspects，mechanical vibration and noise，according to these factors，give some solutions，and these solutions largely enhance the lift ride quality.
Keywords：high-rise elevator lift ride quality vibration noise
一 噪声和振动---影响高速电梯乘运质量的主要原因
电梯的乘运质量即与乘客感觉和电梯运行有关的轿内声级和轿厢壁板的振动，而最能体现电梯乘运质量的指标就是噪声和振动加速度，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25cm／s2和15cm／s2。在GB/T24474-2009或ISO18738标准中对电梯噪声和振动加速度测量方法和数据处理等方面作了详细了描述。笔者从事多年的电梯设计及现场问题处理经验，认为影响高速电梯乘运质量的主要原因是噪声和振动。
1） 空气阻力引发的噪声，称为风阻噪声，其引发的主要原因：
当电梯在井道里高速上下往复运行时，气体瞬时被急剧压缩，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，有人称此现象为“活塞风”。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。
2） 高速电梯轿厢的振动，主要源于两方面：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。
二 解决高速电梯噪声和振动的措施
如果在电梯井道规划设计阶段及电梯轿厢等部件设计开始就考虑到上述风阻噪声和轿厢振动的问题，电梯的乘运质量问题基本上就解决了很大一部分，其余就是现场安装及电梯调试等一些比较容易控制的问题了。
2.1高速电梯井道设计建议
由于轿厢是在封闭狭窄的井道中运行，要想避免“活塞风”现象的产生，使轿厢平稳运行，就需要对高速电梯的井道进行特殊设计。根据一些学者的理论模拟计算及笔者的实际工作经验，提出以下几点关于电梯井道设计建议，以供探讨。
1、尽量避免单井道
对于同时使用多台超高速电梯的楼宇，要尽量避免使用单井道设计，而是尽可能的采用通井道的形式，如图1所示。
对于单井道而言，电梯轿厢在一个完全密封的空间内运行，与打气筒类似。轿厢运行时，其周围的受迫气体不能及时外排，形成高速气流，与井道壁及轿厢壁激烈摩擦，产生风阻噪声。
通井道至少有一面没有墙壁，轿厢运行时，气体环流顺畅，能够较好的避免活塞风的产生，轿厢运行平稳。
2、增加井道面积
该方法可以有效减小风压对电梯运行效果的影响，但是却相应增加了建筑及电梯生产制造成本。因此，我们需要找到一个临界点，即在最小成本下，设计井道尺寸，使其满足超高速电梯的运行要求。那么对于一台额定载重量一定的超高速电梯，井道尺寸应该取多少才是合适的呢？根据理论模拟计算及实际设计经验，对于速度大于6m/s的超高速电梯，其井道布置主要参数一般做如下定义：
A≥300mm，B ≥ 150mm，C ≥ 100mm，如图1（a）所示
其中 A：轿厢外壁到井道内壁距离；
B：轿厢外壁到对重相邻面的距离；
C：对重面到井道内壁距离
3、在井道特定处对外做自由通风处理
为了避免风阻噪声的产生，可以在井道特定地方设置相应的卸风孔，将高速气流引走，可以有效降低风压及减少活塞效应。
1）层门处开风压窗口
层门门头是突出于井道壁的，即当电梯轿厢运行至层门时，轿厢与井道壁的间隙突然减小，等于高速气流再次遇阻，此时会产生更大的风阻噪声，同时也会对门头部件产生破坏作用。为了避免该现象的产生，设计井道时，一般在层门的上方开对外的通风窗口，如图2所示。以使高速气体向外排放，减小气压。
2）机房地板上开通风孔
当电梯轿厢运行至最高一层时，高速气体被挤压在轿厢与顶板之间，同样会产生很大破坏作用。因此须在机房地板上开通风口，以使气流顺畅流出。通风口大小一般为500X500mm，如图3所示。
2.2高速电梯轿厢设计方案措施
以下是笔者在某具体项目中的设计，该电梯额定速度为6m/s，其轿厢结构进行相应的减振减噪特殊设计。
1、轿壁，轿顶贴隔音棉。
图4（a）是普通轿厢壁板布置图，左侧、右侧、后侧均有四块壁板组成，每块壁板边缘均需折弯，以增加强度，各壁板之间由螺栓连接。图4（b）是高速梯的轿厢结构。高速梯需将各轿厢壁板反装，即折弯面放在内部，各轿厢壁板贴30mm左右厚的隔音棉，并用钢板封盖在轿厢内。该方法可以有效降低轿厢气动风噪。
与轿厢壁板类似，为减小高速气流的影响，轿厢顶板上面也需要覆盖一层隔音棉，并用盖板封盖，如图5所示。
经现场测试表明，采用了上述轿壁和轿顶隔音措施的轿厢，电梯运行时轿厢内的最大噪音为50分贝，完全满足国标的要求。
2、其它轿厢部件的特殊设计
1）通风孔特殊设计。GB7588-2003规定“轿厢上部及下部通风孔的有效面积均不应小于轿厢有效面积的1％”。因此，电梯轿厢壁板上均需开通风孔，图6所示为常用的电梯壁板通风结构，在左右前壁板开透气孔。但是，当电梯速度过快时，井道内的高速气流会通过此通风孔灌进轿厢内，产生巨大噪音，甚至会对乘客造成伤害。因此，对于高速梯，前壁通风孔需安装迷宫式挡风板，如图6所示。该设计既满足了通风的需求，也能降低进入轿厢内气流的速度。
2）COP特殊设计。超高速电梯一般采用整体式COP（car operating panel轿厢操作面板）。由于COP内的电气部件需要与随行电缆相连，COP上相应的开有穿线孔。电梯高速运行时，高速气流会通过这些孔进入到COP内部，不但产生噪音，也会对电气部件产生破坏作用。因此需要进行特殊设计，一般是在COP的上下通风口增加迷宫结构。
（1）在COP底部增加支撑弯板，与轿底相连接。即增加了COP的固定强度，也能阻止高速气流的灌入，如图7所示。
（2）在轿厢门楣板上需加装盖板（防风罩），以便盖住COP顶部的穿线孔，防止运行时进风，产生噪音。如图8所示。
3）轿顶风扇的特殊设计。国标规定轿顶需要安装风扇。对于高速梯而言，由于速度过快，高速气流会对风扇扇叶产生强大的冲击，影响风扇运转，同时产生较大噪音。因此，需要加装风扇罩，如图9所示。
4）轿门特殊设计。为防止高速气流从轿门缝隙进入轿厢，轿门门板需采用迷宫式结构，如图10（a）所示。同时门板边与门框的结合处增加挡风板，轿门门头与轿顶连接处增加软挡风板，如图10（b）所示，以减少空气进入，减低噪音，保证轿厢运行平稳可靠。另外，为减小振动，轿门安装支架均采用橡胶减震连接，并且采用加强型护脚板，如图10（c），防止护脚板在高速情况下抖动。
3、轿厢的静平衡设计
由于轿厢自重的不平衡，高速电梯运行时，
轿厢会产生横向振动，大大降低乘坐舒适性。为
了减小轿厢的振动，在其静止时，可以在轿厢底四
个角上设计成能加平衡块的结构，如图11所示。
静平衡的加装方法（如图12所示）：
a、电梯停在最底层的合适高度处，松开上下滚轮导靴。
b、小心的放置平衡块在轿厢地板上来平衡轿厢，轿厢平衡要调整到轿厢自重对于平衡没有影响。
c、将各角上相应的平衡块直接安装在轿底固定位置上。
d、站在轿厢钢丝绳悬挂点的位置（即轿架上梁）来检查轿厢平衡。在宽度和深度方向前后左右用力摇晃轿厢，检查轿厢平衡。
e、如有需要可移动平衡重的位置，将轿厢调整到平衡位置。
f、将轿厢从底层运行到最高层，检查运行过程中轿厢平衡情况。此过程称为动平衡检验。
g、最后将平衡重固定在轿底的固定槽上。
三 结论
高速电梯的乘运质量已经成为电梯运行的一项技术指标，针对影响乘运质量的两个方面，本文在高速电梯井道结构设计、电梯轿厢结构设计方面，提出了一些提高高速电梯乘运质量的有效对策，对于电梯厂家设计、电梯安装及电梯改造、维保厂家均有一定的参考价值。
当然，提高高速电梯的乘运质量的方法还有很多，需要电梯专家及相关技术人员的不断努力探索。目前，高速电梯在国内才刚刚起步，解决由此带来的一系列问题，是非常具有现实意义的。
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[8]GB/T10058 电梯技术条件
[9]GB/T10059 电梯试验方法
论文作者:何展翅,谭境庆
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：电梯论文; 壁板论文; 噪声论文; 如图论文; 所示论文; 气流论文; 质量论文; 《电力设备》2019年第6期论文;