電梯運行質(zhì)量的評估而分析

張亞東

隨著電梯行業(yè)科技成果的不斷推廣和應用，電梯安裝、維保專業(yè)人員素質(zhì)及管理水平的不斷提高，電梯運行過程中的故障率正逐步降低。但隨著高層建筑的增多和電梯額定速度的提升，電梯運行過程中的舒適感正在受到人們的關(guān)注。因此，從建筑物的地基勘查，建筑設(shè)計與施工，，電梯系統(tǒng)、電梯部件的設(shè)計方案，電梯安裝、電梯維保等各個環(huán)節(jié)，了解影響電梯運行舒適感及運行噪聲的因素，尋找引起電梯運行振動和噪聲的原因，是分析和解決問題的關(guān)鍵。

一、電梯運行舒適感的界定與評估

通常意義所說的電梯運行舒適感是指電梯運行時人體所感知的轎廂內(nèi)運行噪聲及轎廂地板的水平與垂直振動。有時也稱為電梯運行質(zhì)量或電梯乘運質(zhì)量。振動的強度用振動加速度描述。

現(xiàn)行國家標準《電梯技術(shù)條件》中規(guī)定：乘客電梯轎廂運行時垂直方向與水平方向振動加速度的單峰值應分別不大于25cm/s2和15cm/s2；梯速小于2.5m/s時，轎內(nèi)運行噪聲值≤55db（A），梯速為2.5m/s時，轎內(nèi)運行噪聲值≤60db（A）。現(xiàn)行國家標準《電梯試驗方法》中規(guī)定：加速度、減速度檢測儀表的精度為±5%；記錄轎廂運行振動加速度信號的頻率范圍上限為100Hz；轎廂運行振動加速度取轎廂在額定速度運行過程中的最大值，以單峰值作為計算與評估的依據(jù)。按照現(xiàn)行國家標準對電梯進行振動加速度檢測時，因不要求對檢測數(shù)據(jù)進行技術(shù)處理，所以在一定程度上，檢測結(jié)果與人體在轎內(nèi)的感受存在一定的背離，甚至出現(xiàn)人體感覺好的電梯，而檢測數(shù)據(jù)卻超標的情況。嚴格地說，在某種程度上這種檢測結(jié)果不能用來評價電梯運行舒適感。

人體對相同大小但不同振動頻率振源的感覺不同。國際標準ISO8041《人體對振動的響應—測量儀表》、ISO2631—1《機械振動與沖擊—人體對全身振動響應的評估—第1部分：一般要求》中，概括總結(jié)歸納了人類對這一問題研究成果。統(tǒng)計結(jié)果表明，人體對大約6.3Hz的垂直振動和1Hz的水平振動感覺較強。因此，在評價電梯運行舒適感的過程中，應充分考慮人體的這一特點，在對檢測數(shù)據(jù)進行技術(shù)處理時，對不同的振動頻率取用不同的加權(quán)系數(shù)，以使檢測結(jié)果與人員乘坐的感受一致，見圖1、圖2。具體地說，對于振動值偏大，但因振動頻率較高，人體無明顯不適感的電梯不應確定為運行質(zhì)量差，應是可接受的。國際標準ISO/DIS18738《電梯—電梯運行質(zhì)量的測量》中，吸收了上述兩個國際標準的成果與結(jié)論，對電梯運行舒適感進行了明確的定義，提出源于電梯運行的振動信號應按ISO8041的規(guī)定進行技術(shù)處理，使檢測分析結(jié)果符合人體的真實感受。同時，在ISO8041標準的基礎(chǔ)上，還規(guī)定了電梯運行舒適感檢測儀表的精度（±8%）、分辨率、環(huán)境、測量范圍要求。因人體對振動的感受為統(tǒng)計值，所以，對檢測儀表的精度要求過高沒什么實際意義。雖然ISO/TC178技術(shù)委員會組織ISO成員對ISO/2DIS18738標準進行了投票表決（2001年11月22日至2002年4月22日），但目前仍屬段，預計正式出版發(fā)行和實施的具體日期還需一段時間，但其先進的核心思想早已在有的電梯公司內(nèi)部得到采納和應用，這也充分說明ISO/DIS18738標準出臺也是國際電梯行業(yè)多年的實踐總結(jié)。

美國PMT公司生產(chǎn)的EVA625電梯檢測儀，采用數(shù)據(jù)采集器和先進的數(shù)據(jù)分析軟件，為世界電梯行業(yè)提供了一種記錄和評價電梯運行舒適感的手段。在其功能強大分析軟件中設(shè)計了符合ISO8041要求的過濾器，經(jīng)過該過濾器處理的數(shù)據(jù)與人體在轎內(nèi)的感受是一致的，用以評定電梯運行質(zhì)量較為合理。但由于中國現(xiàn)行相關(guān)國家標準與國際標準的差異，目前用此得到的數(shù)據(jù)僅能作為參考值或公司內(nèi)部使用。希望在ISO18738標準正式出版發(fā)行后，盡快修訂中國標準，能夠及早與國際標準接軌。以使大家能夠以一個共同的標準和尺度對同一部電梯進行客觀的評價和比較，而且符合人們的真實感受。

二、影響電梯運行舒適感的因素

機械振動是機械工程中的一個分支，是一項專門的學科，具有系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論，同時他又是一門應用科學。機械振動具有一定的復雜性，在一個具體的問題中，往往涉及到的相關(guān)因素較多，一個現(xiàn)象有時是多種因素復合作用的綜合效果，產(chǎn)生同樣現(xiàn)象的原因可能是不同的。在處理一個具體問題時，需要我們對問題進行必要的概括和抽象，對數(shù)學模型進行適當?shù)姆治龊脱芯浚馕黾_（振源）、系統(tǒng)特性和影響三者之間的關(guān)系。當然，這些研究需要借助于數(shù)學工具、先進的儀器以及豐富的經(jīng)驗。

具體到電梯振動問題，根據(jù)我們收集掌握的資料與經(jīng)驗，引起電梯抖動與振動及運行噪聲的主要原因有以下18項之多：

1.沒有按有關(guān)規(guī)定的要求進行井道的土建設(shè)計，沒有留出井道通風孔或所留出的通風孔的面積不足，導致電梯在運行中由于轎廂活塞效應，引起噪聲和抖動；

2.建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降與變形，引起導軌支架的位移，導軌的扭曲變形等；

3.建筑物中機房樓板厚度不足；

4.曳引機支撐梁剛度不足；

5.電梯缺乏總體設(shè)計環(huán)節(jié)或總體設(shè)計環(huán)節(jié)考慮不周；

6.在電梯設(shè)計中，對某些電梯部件不恰當?shù)刈非蠡诮档统杀镜暮喕瑢е码娞萃度胧褂煤螅黠@存在難以彌補的設(shè)計缺陷；

7.曳引機與支撐梁之間減振墊的材料、數(shù)量、布置不合理及受力不均勻；

8.齒輪箱的齒輪油變質(zhì)或油量不足，齒輪油牌號不對（通常制造廠家對齒輪油的運動黏度等性能指標有嚴格的要求，如要求使用合成齒輪油，在其中添加硼或其他微量元素，以利于提高吸振作用）；

9.導軌支架的剛度不足

10.導軌支架的間距過大；選擇的導軌規(guī)格型號小，導軌的穩(wěn)定性不足；

11.電梯導軌接頭制造和安裝缺陷；電梯導軌運輸、存儲不當引起的變形；

12.貫通井道中間隔梁型材的受力方向錯誤；

13.與曳引鋼絲繩性能有關(guān)的因素或曳引鋼絲繩之間的張力均衡差異過大；

14.高速旋轉(zhuǎn)機械部件（如電動機的轉(zhuǎn)子）的動平衡差；機械減速裝置的制造加工水平差（如蝸輪蝸桿的嚙合、齒輪的嚙合）；

15.電梯轎廂不平衡（轎廂懸掛點與轎廂物理重心偏離過大）；

16.電梯轎廂結(jié)構(gòu)不合理，電梯轎廂沒有考慮降噪吸振措施，尤其對于中高速電梯；

17.電梯轎廂零部件安裝不到位，沒有達到設(shè)計技術(shù)要求；

18.電氣系統(tǒng)的高次諧波和信號反饋的質(zhì)量差。endprint