關于電梯轎廂噪聲控制研究

313000 湖州市特種設備檢測研究院 浙江 湖州|周建平 騰凱 沈杰

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關于電梯轎廂噪聲控制研究

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電梯是一個非常重要的生活工具，電梯轎廂的噪聲問題是人們關注的焦點。現階段，降低電梯噪聲的首要手段就是控制噪聲傳播函數的傳遞率。本文以電梯轎廂噪聲為研究對象，探討了如何降低電梯噪聲。電梯；轎廂；噪聲；控制

現階段，建筑物中的電梯隨處可見，電梯的存在極大的方便了人們的生活，如何控制電梯轎廂的噪聲是人們十分關注的問題。筆者以電梯轎廂噪聲為研究對象，首選分析了電梯噪聲的傳遞路徑，接下來探討了如何降低電梯噪聲。具體研究過程如下：

電梯噪聲傳播路徑分析

一般來講，在研究電梯系統噪聲問題時，人們普遍通過兩個步驟完成，第一步確定剛體結構模型，進而獲得相對應的傳遞函數，剛體結構主要包橋底、橋壁和橋頂；第二步，對上述三個結構分別單獨建模，分別確定每一個結構的傳遞函數。

就電梯系統而言，噪聲的來源是多種多樣的，包括電機工作時產生的噪聲，各種構件之間由于摩擦產生的噪聲，構件在運行中由于轉動產生的噪聲等等。各種不同來源的噪聲通過空氣和固體傳播最終進入轎廂，從而影響到人們的活動。

a噪聲空氣傳播傳遞函數

從數學的角度介紹一下噪聲的傳播，假定H（w）表示的是電梯噪聲的頻率響應函數，H（w）可以表示為：

上式中的Ha（w）表示的就是噪聲在空氣中傳播時的頻率響應函數，具體數值可以利用測試得到，Ha（w）的物理意義是：表示控制噪聲的部件對不同頻率噪聲的控制能力，隔聲罩和消音器等組件的物理原理就是Ha（w）；L0（w）表示的是噪聲輸出的傅里葉變換，而L1（w） 表示的是噪聲輸入的傅里葉變換。

b噪聲固體傳播的傳遞函數

當噪聲通過固體傳播時，人們一般利用研究機械振動函數的方法來開展對上述噪聲傳播的路徑的研究。如果噪聲通過固體傳播，那么系統的傳遞函數Hs（w）可以表示為：

上式中的Hs（w）表示的就是噪聲在固體中傳播時的頻率響應函數，影響Hs（w）的因素有很多，包括組件的質量、剛度以及阻尼系數等等；X0（w）表示的是噪聲機械輸出加速度的傅里葉變換，而X1（w） 表示的是噪聲機械輸入加速度的傅里葉變換。

總的說來，降低固體傳播噪聲的主要方法有兩個，第一個是在一定程度上減小傳遞函數的數值；第二個是避免出現共振現象。

電梯降噪研究

電梯中噪聲的來源是多種多樣的，在進行降噪處理時，降噪工作的主要依據就是前面介紹的噪聲傳播路徑。筆者在本文中考慮的噪聲來源主要有：電梯轎頂和鋼絲繩之間由于摩擦產生的噪聲，曳引機運行中產生的噪聲等等。筆者所采用的降噪方法主要有兩個：第一，針對轎頂的摩擦噪聲，在轎頂安裝隔聲罩；第二，針對曳引機產生的噪聲，適當改進現有的轎壁結構。

a轎頂隔聲罩設計

電梯轎頂和鋼絲繩之間由于摩擦產生的噪聲是電梯轎廂噪聲的主要來源，隔聲罩可以有效的降低噪聲。在設計隔聲罩時需要考慮的因素有很多遍，包括隔振、隔聲罩的面積、隔聲罩的材料等等。設計隔聲罩的主要依據就是前面介紹的噪聲頻率響應函數Ha（w），隔聲罩的最理想狀態是Ha（w）可以在相對寬泛的頻率域內穩定在相對較小的數值。

b轎壁局部結構修改設計

電梯轎廂內噪聲的另一個主要來源就是轎壁噪聲，主要是由曳引機引起的。為了降低電梯轎壁噪音，本文認為最為有效的做法就是適當提高轎壁結構的剛度，從而在一定程度上降低轎壁的振動噪音。

要想對轎壁結構進行改進，首選需要做的工作就是確定需要改進的部位，具體做法如下：首先，對原始電梯未運行時狀態進行振動測試，確定轎壁的固有頻率；其次，對原始電梯正常運行狀態進行振動測試，確定此時的電梯噪聲頻譜；再次，對測試結果進行模態分析，明確需要改進的局部轎壁位置；最后，對該局部位置進行科學合理的改進處理。

c結果分析和比較

經過上述兩個措施的改進之后，為了驗證本文降噪方法的有效性，筆者進行了對比實驗。首先驗證隔聲罩的有效性，除了降噪措施，剩余條件都相同，實驗結果顯示：未使用隔聲罩時，電梯轎廂內的噪聲在50Hz到60Hz之間存在一個特別明顯的極大值，使用了隔聲罩之后，該極大值的數值顯著降低，說明本文所設計的隔聲罩是有效的。

其次，驗證改進轎壁結構的有效性。除了降噪措施，剩余條件都相同，實驗結果顯示：未改進轎壁結構時，電梯轎廂內的噪聲聲壓級在48.9dB（A）附近波動，最大的噪聲聲壓級是52.3 dB（A）；改進轎壁結構之后，電梯轎廂內的噪聲聲壓級在46.7dB（A）附近波動，最大的噪聲聲壓級是48.5 dB（A），說明本文所使用的局部改進轎壁結構的措施是有效的。

結語

電梯轎廂內的噪聲問題是人們十分關注的，研究如何降噪具有重要的現實意義。本文以電梯轎廂噪聲為研究對象，提出了兩個降低噪聲的措施，分別是在轎頂設計隔聲罩，以及局部改建轎壁結構。

參考：

［1］王曉偉，于艷杰，張瑞軍，王勝春，田艷.高速曳引電梯噪聲研究綜述［J］.噪聲與振動控制，2014，03：1-5.