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住宅电梯噪声的来源分析及降低措施
发布日期: 2024-03-04    来源:市场监管局  浏览次数: 
 

1 .标准规范对电梯噪声的要求。

GB 55016—2021《建筑环境通用规范》第2.1.3条规定:建筑物外部噪声源传播至主要功能房间室内的噪声限值,昼间睡眠不得高于40dB(A),夜间不得高于30dB(A)。GB 55031—2022《民用建筑通用规范》第5.4.2条规定:电梯井道和机房与有安静要求的用房贴邻布置时,应采取隔振、隔声措施。

2. 电梯噪声的来源分析。

电梯零部件众多,噪声产生的主要部位为主机、控制柜、钢丝绳、导靴、层门、轿门。在本文中,笔者将这些部位产生的噪声按照主机噪声、电气噪声和机械噪声进行分类阐述。

2.1 主机噪声来源主机产生的噪声主要来自曳引机、制动器,以及钢丝绳与轮槽之间的摩擦。(1)曳引机运行过程中产生的噪声。在永磁同步曳引机驱动电梯大规模应用之前,蜗轮蜗杆式交流异步电动机是机房噪声的主要来源。蜗轮蜗杆传动过程中齿轮间啮合的接触面较小且相对滑动速度较大致使齿面磨损、发热,继而使齿轮磨损,当出现齿裂或缺齿时整个减速箱会发出巨大的机械异响和振动。一方面,这种振动会通过承载主机的工字钢传到建筑承重墙,甚至整个建筑都会受其影响;另一方面,如果变速箱的输入轴承磨损严重,其高速端旋转的转子也会产生较大的噪声[1]。永磁同步曳引机结构紧凑、功能齐全,集曳引机、制动器、光电编码器于一身,易于安装,便于使用,越来越成为电梯界的宠儿。由于减少了齿轮传动减速箱,故而产生的噪声较异步电动机驱动曳引机来说相对较低。(2)制动器抱闸过程中产生的噪声。抱闸噪声体现在制动器中线圈失电时,铁芯中的电磁力消失,使制动闸瓦在压缩弹簧的作用下抱住制动轮进而使电梯停止运行过程中。噪声大小主要与制动轮的表面材质、抱闸间隙以及磁路相关。例如:抱闸安装是否牢固、抱闸间隙是否在制造单位规定范围内;电源质量,磁路是否正常,是否安装到位,是否有异物进入磁路等。(3)电梯运行过程中钢丝绳和轮槽之间摩擦产生的噪声。电梯能够上下运行的动力来自钢丝绳与曳引轮槽间的静摩擦力,这种摩擦力产生的噪声随电梯运行速度的增大而增大。对于钢丝绳来说,其噪声主要来自其与反绳轮之间的摩擦,噪声大小与绳轮使用的材料、磨损程度以及钢丝绳的柔韧度相关。对于曳引钢带,由于使用寿命长、无需润滑、噪声小等优势逐渐取代钢丝绳被广泛应用。为防止曳引钢带在运行过程中横向晃动脱槽,曳引轮多采用弧度设计以确保在运行过程中产生一个切向的向心力拉动曳引钢带防止其脱槽。这种设计会使电梯在高速运转中,曳引钢带中部与曳引轮表面结合紧密且边缘压力较小导致摩擦力不足,久而久之曳引钢带和曳引轮表面会产生相对位移,从而造成摩擦噪声。同时,曳引钢带在清洗过程中有可能会将表面的保护蜡膜洗去,使噪声加重。

2.2 电气噪声来源电气噪声集中在控制柜中,主要来源为接触器和变频器。(1)接触器吸合产生的噪声。控制柜内的接触器包含运行接触器、抱闸接触器、封星接触器、安全电路和门锁回路的接触器,噪声来源为触点瞬时吸合产生。安全电路和门锁回路的接触器因其体积小、容量小,吸合时产生的噪声相对较小。运行接触器和抱闸接触器的体积和容量均较大,瞬间吸合时产生的噪声也较大,同时受机房温度影响接触器老化后其吸合声音也会变大。特别是对于无机房电梯,控制柜多设置在轿厢入口侧面,在夜间或凌晨电梯运行时产生的噪声尤为突出,严重时会影响住户睡眠。(2)变频器输出中高次谐波分量产生的噪声。变频器在工作过程中产生的噪声与脉宽调制(PWM)技术控制的开关频率有关,尤其是在低频区更为显著。变频器调速产生的噪声和振动,是变频器输出波形中含有高次谐波分量产生的。随着调制频率的变化,基波分量、高次谐波分量都在大范围变化,很可能引起与电动机各个组成部分间产生共振,这种噪声在实际运行过程中并不大。但如果是无机房电梯,变频器设置在井道内部,产生的高频噪声可能穿透井道壁对相邻房间产生影响。

2.3 机械噪声来源机械噪声指电梯机械部件在撞击、磨擦等相互作用中发出振动而产生的噪声,电梯机械部件众多,噪声多集中在门系统、导轨、限速器、悬挂装置等部位。考虑到噪声值的大小,本文中,笔者仅对门系统和导轨系统产生的噪声进行分析。(1)电梯门系统在开、合过程中产生的噪声。门系统是与乘客直接接触的部件,由于层门、轿门在开关门过程中与其接触的部件较多,因此产生噪声的原因也较多:①地坎内有异物(如石子、沙子等);②门机调速过快致使开门速度较快,导致门打开时噪声较大;③层门摩擦地坎或与门套摩擦会在开门时产生异响;④门球损坏或轴承损坏会使门在开启时跳动或者摇摆发生噪声等[2]。(2)轿厢导靴、对重导靴与导轨之间相对滑动产生的噪声。导轨的垂直度、轨距偏差与接头平整度都会影响电梯运行过程中的舒适感。导轨间距偏差过大会引起轿厢水平晃动,过小会使轿厢垂直振动。另外,导轨支架的刚度不足,导轨与支架连接不牢固、支架与预埋钢板焊接不牢固、支架与墙体固定不牢固,也会使轿厢运行时产生振动继而发出噪声。

3. 降低电梯噪声的措施。

3.1 降低主机噪声(1)为制动器加装续流板。电梯制动器在开闸和抱闸过程中产生的噪声,一方面与抱闸间隙有关,另一方面还与抱闸动作的时间有关,抱闸打开时间越久其产生的噪声越小。因此,可以给制动器安装续流板。续流板是感性元件,可以延缓电流变换的时间,电流变化越慢则抱闸线圈的磁性变化就会越慢,噪声就会降低。(2)驱动主机在运行过程中发出的噪声可以通过提高承载主机的工字钢,在上面铺设减振橡胶来隔断向下传递的振动进而降低噪声;还可以通过安装动力吸振器将主机整体弹性支撑,再通过加大横向刚度(如使用摇摆控制阻尼器)来增加系统阻尼减少晃动从而降低噪声。

3.2 降低电气噪声(1)定期检查和维护交流接触器。新装的交流接触器在安装之前应仔细检查各个部位,看螺丝有无松动情况,用手反复推合活动铁芯,看其行程及间隙是否合适,动作是否灵敏,否则应对其调整并紧固。此外,要将动、静铁芯极面上的凡士林擦净,以免沾染灰尘。在使用过程中要经常检查触头接触是否良好,有无发热变色现象。降低接触器的电气噪声可以着重从以下4点着手:①动、静铁芯的极面若有污垢或锈蚀,应及时将其擦净,使其保持光洁。②发现动、静铁芯极面有倾斜或不平整时,可以进行适当的刮磨平处理,必要时应及时更换。③动、静铁芯夹紧螺丝若出现松动,应及时紧固,使动、静铁芯接触良好。④当触头超行程或反作用弹簧力太大时,要减小行程或调整反力的规定值,必要时可以更换更为合适的弹簧。(2)采取措施适当降低变频器输出波形中的高次谐波成分。由于变频器采用的是PWM技术,其输出电压和电流含有高次谐波成分导致气隙的高次谐波磁通增大,使得噪声变大。一方面调节变频器的载波频率,来减轻或是消除噪声(当然,载波频率也不适宜太高,过高的载波频率会使输出侧开关管的开关频率过高,损害其电气寿命);另一方面还可以在变频器输出侧接入交流电抗器,以吸收变频器输出电流中的高次谐波成分。

3.3 降低机械噪声(1)对于门系统在运行过程中发出的噪声,可以通过3个方面措施来降低噪声值:①降低开门时初始速度,使门刀将锁钩完全打开后再加速运行开门。②调整层门和地坎之间的间隙,紧固门套与上地坎的连接螺栓来降低层门和地坎之间的摩擦。③打磨层门地坎导轨,去除污垢并用油布擦洗,定期去除地坎槽内异物,如石子、泥沙等。(2)定期检查、润滑和调整导轨及接头,以降低其与导靴之间的噪声。①定期检查导轨润滑情况,良好的润滑不仅能降低噪声,还能起到减少导轨磨损、腐蚀的作用,降低电梯高速运行时的摩擦发热,减少热变形。②检查导轨接头,长时间的运行和摩擦易使导轨接头处产生较大缝隙并使导轨垂直度降低。可以通过扳手调整导轨压板,改善导轨松紧情况,利用工具微调导轨位置,必要时可以增加塞片,并校验导轨垂直度,使其在制造厂家要求范围内。4 结语人们在享受电梯带来舒适出行的同时,也被电梯运行过程中产生的噪声困扰。降低电梯噪声,不仅依靠维护保养单位的日常检查和调整,也需要制造单位严格监督电梯的安装质量,规范安装流程,从源头上最大限度减少由于安装问题产生的噪声。