| 标题 | 曳引式电梯主机噪声成因分析与改进措施分析 |
| 范文 | 王志刚 何新春 林源 摘 要：电梯已成为人们日常生活中不可或缺的角色。运行良好的电梯给生活带来方便舒适，而状态不好的电梯除了存在安全隐患外，也会让人乘坐过程胆战心惊。电梯运行过程会产生各种噪声，其产生机理是复杂的。本文作者着重分析曳引式电梯主机噪声的产生原因，并针对其提出改进措施。 关键词：曳引式电梯;主机噪声;成因分析 1 曳引式电梯主机噪声的影响及相关标准 电梯主机是曳引式电梯运行的动力源，一般由电动机、制动器、联轴器、减速箱、曳引轮、机架和导向轮及附属盘车手轮等组成。有机房电梯主机安装在机房中，电梯一旦运行，主机噪声就可能从机房传播出去。由于建筑设计及材料隔音问题，加上电梯安装过程与建筑的连接，电梯主机噪声会传入用户家中，靠近机房的住户极有可能受到噪声的影响。电梯的噪声主要以低频振动为主。科学研究表明电梯产生的频率低于200Hz的低频噪声会严重损害人们的内脏，其中对人体影响较为明显的是3～50Hz的频率范围。 2 常见曳引式电梯主机噪声成因分析 曳引式电梯是日常生活中最常见的梯型，其主机可分为有齿轮和无齿轮两种。有齿轮主机主要是蜗轮蜗杆主机，电动机的动力通过减速箱传递到曳引轮上，速度一般不快，多用于货梯;而无齿轮主机的动力则不通过减速箱直接传递到曳引轮上，重量轻，结构紧凑，效率高，多用于客梯。随着科技进步，电梯拖动方式已发生翻天覆地的改变，以往的技术例如PLC控制、交流双速电梯等如今已所剩不多，只有少量的老电梯仍在使用。如今曳引式电梯主机常用的拖动方式是变频调压调速（简称VVVF），已经能满足大部分日常使用场所，如办公楼、厂房等。变频电梯应用变频控制原理，由旋转编码器脉冲计算、负载检测等实现无级变速控制。这类电梯是目前市场上的主流产品，使用率较高。近些年常见的永磁电机则是新材料使用方面的突破，通过无齿轮永磁恒定力矩特性可以实现直接使电梯运行或停止。 以这两类主机为研究对象，综合分析其产生噪声的原因。除去控制柜接触的吸合噪声，有齿轮主机的运行噪声主要来自：电机转动和电流噪声、减速箱运转齿轮撞击与啮合噪声、电梯停车抱闸吸合噪声，而永磁电机的噪声比传统的蜗轮蜗杆主机低很多。 2.1 安装调试不当引起的噪声 电梯主机噪声很大部分来自安装调试不到位。以制动器为例，电梯刹车都需要磁力器的频繁启动，因此磁力器的稳定性很大程度上制约着制动系统的工作状态。出厂调试好的磁力器，到了现场运行后会莫名出现卡阻、噪声大、动作不同步等现象，其中主要由于现场调试过程没有到位。 常见的鼓式磁力器通常由两组电磁铁芯组成，通电后，铁芯在套筒内移动，克服弹簧的压缩力，抱闸打开，电梯运行。长时间的动作，如果铁芯与套筒调试不好，定位不准，就会出现上述现象，从而发出噪声。蜗轮蜗杆主机的制动系统通常还包括制动臂、制动弹簧、闸瓦、转动轴等部件，部件之间都采用活连接，故存在一定的连接间隙。制动和松闸过程都会对制动系统施加正反方向的作用力，时间一长则会使间隙变大，从而产生噪声。 2.2 磨损、故障引起的噪声 有齿轮主机由于通过蜗轮蜗杆传递动力，齿轮件之间存在一定间隙，如果电梯长期运行在负载较大的状态下，齿轮磨损会使间隙加大，从而引起运转噪声的加剧。 主机噪声往往是发生故障的前兆，在所有电机故障中，轴承故障占40%以上。轴承故障包括外圈、内圈、滚珠缺陷、保持架缺陷，这些都是机器振动的主要原因。电梯运行不可避免造成轴承的磨损，轴承常受到疲劳、环境机械振动、过载、轴心错位、污染、腐蚀以及不恰当的润滑等影响，这些因素开始只是导致边缘缺陷，然后这些缺陷会在轴承内圈、外圈和滚珠组件中传递并扩散增大。一段时间过后，缺陷变得显著，便会产生机械振动从而引起噪声。 2.3 电磁噪声 电磁振动导致电磁噪声，电机气隙磁场与电机铁芯产生的电磁力相互作用，由此产生电磁振动，而定转子绕组磁动势和气隙磁导又共同影响电机气隙磁场。气隙磁场产生的电磁力是一个旋转力波，在径向和切向两个方向存在分量。 3 降低主机噪声的措施 3.1 优化机械设计参数与材料 在有齿轮主机设计制造阶段，优化齿轮参数，如变位系数、齿高系数、压力角、中心距，使啮入冲击速度降至最小，啮出冲击速度与啮入冲击速度的比值处于某一数值范围，减小或避免啮合节圆冲击，以此降低蜗轮蜗杆主机减速箱的运行噪声。减速箱所用的润滑油或密封剂，为保障润滑效果，须选用适用类型的，也可以使用特殊类型，在部件上形成惰性材料薄膜，以减少磨损，延长齿轮使用寿命，降低运行噪声。 无齿轮主机本身的运行噪声就比有齒轮主机小，但是两者的电磁噪声却无法消除，改进的措施是调整定转子槽配合、选择合适的绕组等。未来新材料的使用，也可能从本质上解决电磁噪声这一问题。 3.2 采用隔音降噪材料阻隔噪声 对于主机噪声，理论方面可采取的方法有：消除振源法和隔振减振法。消除振源法的目的是去除振动（或噪声）的根源，或是破坏产生系统共振的条件。但却存在相当的技术难度，并且施工过程需要改动的东西较多，造价往往不菲。现实中多个振源共同产生噪声，也就导致这种方法实施起来不切实际。因此现实改进措施中常常采用隔振减振法，即根据具体情况，有针对地在相应部位采取相应的措施，例如采用特殊隔振装置最大限度降低电梯主机噪声的传播，在实际中产生了较强的应用价值。 4 结语 如今人们越来越关注电梯的舒适性，因此主机运行噪声也越来越受到小区住户的重视。本文作者分析电梯主机噪声的成因，并就其提出相应的整改措施。这些措施在当前环境下能起到一定的效果，但仍需要依赖技术和经验的不断完善。相信今后针对主机运行噪声的整改措施将更加有效，人们居住的环境将更加良好。 参考文献 [1]GB/T 10058-2009.电梯技术条件[S]. [2]GB 7588-2003.电梯制造与安装安全规范[S]. [3]GB 50096-2011.住宅设计规范[S]. |
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