超高速电梯轿厢的减噪减振设计实例分析
刘向勇1，何展翅
(1 中山市技师学院 广东 中山 528400；2 蒂森电梯有限公司 广东 中山 528400)
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摘要：当电梯在井道里超高速运行时，轿厢内会产生很大的风阻噪声，这会对电梯运行的安全性和乘客乘坐的舒适性产生影响。本文针对超高速电梯轿厢的特殊要求，提出了贴隔音棉、增加迷宫式挡板、加装静平衡、加长轿厢架等四种减噪减振方法。经过具体项目实践检验，证明是切实可行的。 关键词：超高速电梯；轿厢；振动；噪声
一、引言
随着高层建筑的大量涌现，电梯技术得到飞速发展。目前世界最高楼——迪拜塔上安装有全球最快的电梯，速度高达17.5米/秒（1050米/分）。预计于2014年建成的上海中心，将会安装速度达18m/s的电梯。随着电梯速度越来越快，电梯分类也有所改变，目前行业习惯上把速度超过6.0m/s的电梯称为超高速电梯。
当电梯在井道里超高速上下往复运行时，气体瞬时被急剧压缩，同时轿厢体与井道之间缝隙处的气体由于流动面积的急剧减少，相对于厢体的速度便会突然增加，因此产生很大的风阻，这些阻力与轿厢作用，就产生风阻噪声。另外由于空气流速的急剧增加，气流在厢体尾部会生产很大分离和不连续的漩涡。这种非连续漩涡不断脱落和演化会使涡流场中的压力产生剧烈波动，并产生涡流噪声，对电梯运行的安全性和乘客的舒适性会产生很大影响[2]。
超高速电梯的制造和验收没有严格的国家标准，而对设计和安装验收只有以目前的GB/T10060-2011《电梯安装验收规范》、GB50310-2002《电梯工程施工质量验收规范》和GB/T10058-97《电梯技术条件》为标准。而最能体现电梯舒适感指标就是噪声，规定要求超高速电梯运行时轿厢内噪声不大于60dB。
要想有效地控制超高速电梯的噪声，就应根据其产生的机理逐步采取措施，即:在噪声产生之前采取措施防止噪声产生；噪声产生之后在声源处降低噪声。依据技术作用原理，隔声降噪技术一般有吸声、隔声和消声三种类型[2]。 二、超高速电梯轿厢减噪减振设计实例
以下是作者在某具体项目中的设计，该电梯额定速度为6m/s，隶属超高速电
梯范畴，其轿厢结构需要进行相应的减振减噪特殊设计。 1、减噪：贴隔音棉
1)轿壁贴隔音棉。图1(a)是普通轿厢壁板布置图，左侧、右侧、后侧均有四块壁板组成，每块壁板边缘均需折弯，以增加强度，各壁板之间由螺栓连接。图1(b)是高速梯的轿厢结构。高速梯需将各轿厢壁板反装，即折弯面放在内部，各轿厢壁板贴30mm左右厚的隔音棉，并用钢板封盖在轿厢内。该方法可以有效降低轿厢气动风噪。
（a）普通电梯轿厢壁板布置
（b）高速电梯轿厢壁板布置
COP
COP
轿厢壁板
轿厢壁板
壁板隔条 壁板隔条 隔音棉
图1 轿厢壁板隔音
2)轿顶贴隔音棉。与轿厢壁板类似，为减小高速气流的影响，轿厢顶板上面也需要覆盖一层隔音棉，并用盖板封盖，如图2所示。
盖板
隔音棉
轿顶板 图2 轿顶隔音 经现场测试表明，采用了上述轿壁和轿顶隔音措施的轿厢，电梯运行时轿厢内的最大噪音为50分贝，完全满足国标的要求。 2、减噪：增加迷宫式挡风板 1)通风孔特殊设计。GB7588-2003规定“轿厢上部及下部通风孔的有效面积均不应小于轿厢有效面积的1％”。因此，电梯轿厢壁板上均需开通风孔，图3所示为常用的电梯壁板通风结构，在左右前壁板开透气孔。但是，当电梯速度过快时，井道内的高速气流会通过此通风孔灌进轿厢内，产生巨大噪音，甚至会对乘客造成伤害。因此，对于高速梯，前壁通风孔需安装迷宫式挡风板，如图3所示。该设计既满足了通风的需求，也能降低进入轿厢内气流的速度。
电梯上下运行方向
挡风板侧面开口
门左/右壁板通风口
挡风板，普通电梯无此板
图3 挡风板外形图
2)COP特殊设计。超高速电梯一般采用整体式COP(car operating panel轿厢操作面板)。由于COP内的电气部件需要与随行电缆相连，COP上相应的开有穿线孔。电梯高速运行时，高速气流会通过这些孔进入到COP内部，不但产生噪音，也会对电气部件产生破坏作用。因此需要进行特殊设计，一般是在COP的上下通风口增加迷宫结构。
(1)在COP底部增加支撑弯板，与轿底相连接。即增加了COP的固定强度，也能阻止高速气流的灌入，如图4所示。
穿线孔
电梯上下运行方向 与轿底连接
图4 COP底部减噪
(2)在轿厢门楣板上需加装盖板（防风罩），以便盖住COP顶部的穿线孔，防止运行时进风，产生噪音。如图5所示。
门楣缺口上面安装防风罩
门楣缺口，以作COP进线
图5 COP顶部减噪
3)轿顶风扇的特殊设计。国标规定轿顶需要安装风扇。对于高速梯而言，由
于速度过快，高速气流会对风扇扇叶产生强大的冲击，影响风扇运转，同时产生较大噪音。因此，需要加装风扇罩，如图6所示。
图6 轿顶减噪
风扇罩
风扇
4)轿门特殊设计。为防止高速气流从轿门缝隙进入轿厢，轿门门板需采用迷宫式结构，如图7(a)所示。同时门板边与门框的结合处增加挡风板，轿门门头与轿顶连接处增加软挡风板，如图7(b)所示，以减少空气进入，减低噪音，保证轿厢运行平稳可靠。另外，为减小振动，轿门安装支架均采用橡胶减震连接，并且采用加强型护脚板，防止护脚板在高速情况下抖动。
迷宫式门板
（a）
挡风板
（b）
加强型护脚板，增加加强板（普通电梯无此加强板）
（c）
图7 轿门减噪
3、减振：加装静平衡
由于轿厢自重的不平衡，高速电梯运行时， 轿厢会产生横向振动，大大降低乘坐舒适性。为 了减小轿厢的振动，在其静止时，可以在轿厢底四 个角上加平衡块，如图8所示。
静平衡的加装方法（如图9所示）：
图8 轿底减振 轿底平衡块
a、 将电梯停在最底层的合适高度处，松开上下滚轮导靴。
b、小心的放置平衡块在轿厢地板上来平衡轿厢，轿厢平衡要调整到轿厢自
重对于平衡没有影响。
c、 将各角上相应的平衡块直接安装在轿底固定位置上。
d、站在轿厢钢丝绳悬挂点的位置（即轿架上梁）来检查轿厢平衡。在宽度
和深度方向前后左右用力摇晃轿厢，检查轿厢平衡。 e、 如有需要可移动平衡重的位置，将轿厢调整到平衡位置。
f、 将轿厢从底层运行到最高层，检查运行过程中轿厢平衡情况。此过程称
为动平衡检验。
g、最后将平衡重固定在轿底的固定槽上。
4、减振：加长轿厢架
(1)高速梯对轿厢的平稳性和舒适性要求比较高。而轿架越长，即上下导靴的安装距离越长，轿架的晃动越少，轿厢的平稳性和舒适性就越好。因此，高速梯轿架的高度一般按轿厢高度+2714mm进行设计，如图10所示。
(2)轿架与轿厢相连的地方均采用弹簧减震。橡胶减震垫回复力不足，会造成的称重报错的问题。且弹簧减振的数量增加到4个。
(3)由于高速梯的运行高度较高，随行电缆的重量较大。因此随行电缆支架需通过钢管连接到轿架下梁，增强随行电缆支架的固定强度，如图11所示。
(4)高速电梯一般配有两条随行电缆，因此下梁随行电缆支架也应该安装两个。为了防止随行电缆影响轿厢的动平衡，两个支架需成对角分布。
图9 静平衡加装过程
平衡块
轿厢