电梯运行质量的评估而分析

张亚东

随着电梯行业科技成果的不断推广和应用，电梯安装、维保专业人员素质及管理水平的不断提高，电梯运行过程中的故障率正逐步降低。但随着高层建筑的增多和电梯额定速度的提升，电梯运行过程中的舒适感正在受到人们的关注。因此，从建筑物的地基勘查，建筑设计与施工，，电梯系统、电梯部件的设计方案，电梯安装、电梯维保等各个环节，了解影响电梯运行舒适感及运行噪声的因素，寻找引起电梯运行振动和噪声的原因，是分析和解决问题的关键。

一、电梯运行舒适感的界定与评估

通常意义所说的电梯运行舒适感是指电梯运行时人体所感知的轿厢内运行噪声及轿厢地板的水平与垂直振动。有时也称为电梯运行质量或电梯乘运质量。振动的强度用振动加速度描述。

现行国家标准《电梯技术条件》中规定：乘客电梯轿厢运行时垂直方向与水平方向振动加速度的单峰值应分别不大于25cm/s2和15cm/s2；梯速小于2.5m/s时，轿内运行噪声值≤55db（A），梯速为2.5m/s时，轿内运行噪声值≤60db（A）。现行国家标准《电梯试验方法》中规定：加速度、减速度检测仪表的精度为±5%；记录轿厢运行振动加速度信号的频率范围上限为100Hz；轿厢运行振动加速度取轿厢在额定速度运行过程中的最大值，以单峰值作为计算与评估的依据。按照现行国家标准对电梯进行振动加速度检测时，因不要求对检测数据进行技术处理，所以在一定程度上，检测结果与人体在轿内的感受存在一定的背离，甚至出现人体感觉好的电梯，而检测数据却超标的情况。严格地说，在某种程度上这种检测结果不能用来评价电梯运行舒适感。

人体对相同大小但不同振动频率振源的感觉不同。国际标准ISO8041《人体对振动的响应—测量仪表》、ISO2631—1《机械振动与冲击—人体对全身振动响应的评估—第1部分：一般要求》中，概括总结归纳了人类对这一问题研究成果。统计结果表明，人体对大约6.3Hz的垂直振动和1Hz的水平振动感觉较强。因此，在评价电梯运行舒适感的过程中，应充分考虑人体的这一特点，在对检测数据进行技术处理时，对不同的振动频率取用不同的加权系数，以使检测结果与人员乘坐的感受一致，见图1、图2。具体地说，对于振动值偏大，但因振动频率较高，人体无明显不适感的电梯不应确定为运行质量差，应是可接受的。国际标准ISO/DIS18738《电梯—电梯运行质量的测量》中，吸收了上述两个国际标准的成果与结论，对电梯运行舒适感进行了明确的定义，提出源于电梯运行的振动信号应按ISO8041的规定进行技术处理，使检测分析结果符合人体的真实感受。同时，在ISO8041标准的基础上，还规定了电梯运行舒适感检测仪表的精度（±8%）、分辨率、环境、测量范围要求。因人体对振动的感受为统计值，所以，对检测仪表的精度要求过高没什么实际意义。虽然ISO/TC178技术委员会组织ISO成员对ISO/2DIS18738标准进行了投票表决（2001年11月22日至2002年4月22日），但目前仍属段，预计正式出版发行和实施的具体日期还需一段时间，但其先进的核心思想早已在有的电梯公司内部得到采纳和应用，这也充分说明ISO/DIS18738标准出台也是国际电梯行业多年的实践总结。

美国PMT公司生产的EVA625电梯检测仪，采用数据采集器和先进的数据分析软件，为世界电梯行业提供了一种记录和评价电梯运行舒适感的手段。在其功能强大分析软件中设计了符合ISO8041要求的过滤器，经过该过滤器处理的数据与人体在轿内的感受是一致的，用以评定电梯运行质量较为合理。但由于中国现行相关国家标准与国际标准的差异，目前用此得到的数据仅能作为参考值或公司内部使用。希望在ISO18738标准正式出版发行后，尽快修订中国标准，能够及早与国际标准接轨。以使大家能够以一个共同的标准和尺度对同一部电梯进行客观的评价和比较，而且符合人们的真实感受。

二、影响电梯运行舒适感的因素

机械振动是机械工程中的一个分支，是一项专门的学科，具有系统的基础理论，同时他又是一门应用科学。机械振动具有一定的复杂性，在一个具体的问题中，往往涉及到的相关因素较多，一个现象有时是多种因素复合作用的综合效果，产生同样现象的原因可能是不同的。在处理一个具体问题时，需要我们对问题进行必要的概括和抽象，对数学模型进行适当的分析和研究，解析激扰（振源）、系统特性和影响三者之间的关系。当然，这些研究需要借助于数学工具、先进的仪器以及丰富的经验。

具体到电梯振动问题，根据我们收集掌握的资料与经验，引起电梯抖动与振动及运行噪声的主要原因有以下18项之多：

1.没有按有关规定的要求进行井道的土建设计，没有留出井道通风孔或所留出的通风孔的面积不足，导致电梯在运行中由于轿厢活塞效应，引起噪声和抖动；

2.建筑物基础的不均匀沉降与变形，引起导轨支架的位移，导轨的扭曲变形等；

3.建筑物中机房楼板厚度不足；

4.曳引机支撑梁刚度不足；

5.电梯缺乏总体设计环节或总体设计环节考虑不周；

6.在电梯设计中，对某些电梯部件不恰当地追求基于降低成本的简化，导致电梯投入使用后，明显存在难以弥补的设计缺陷；

7.曳引机与支撑梁之间减振垫的材料、数量、布置不合理及受力不均匀；

8.齿轮箱的齿轮油变质或油量不足，齿轮油牌号不对（通常制造厂家对齿轮油的运动黏度等性能指标有严格的要求，如要求使用合成齿轮油，在其中添加硼或其他微量元素，以利于提高吸振作用）；

9.导轨支架的刚度不足

10.导轨支架的间距过大；选择的导轨规格型号小，导轨的稳定性不足；

11.电梯导轨接头制造和安装缺陷；电梯导轨运输、存储不当引起的变形；

12.贯通井道中间隔梁型材的受力方向错误；

13.与曳引钢丝绳性能有关的因素或曳引钢丝绳之间的张力均衡差异过大；

14.高速旋转机械部件（如电动机的转子）的动平衡差；机械减速装置的制造加工水平差（如蝸轮蜗杆的啮合、齿轮的啮合）；

15.电梯轿厢不平衡（轿厢悬挂点与轿厢物理重心偏离过大）；

16.电梯轿厢结构不合理，电梯轿厢没有考虑降噪吸振措施，尤其对于中高速电梯；

17.电梯轿厢零部件安装不到位，没有达到设计技术要求；

18.电气系统的高次谐波和信号反馈的质量差。endprint