关于电梯轿厢噪声控制研究

特种设备管理 2017-07-25 10:12:21
    电梯是一个非常重要的生活工具,电梯轿厢的噪声问题是人们关注的焦点。现阶段,降低电梯噪声的首要手段就是控制噪声传播函数的传递率。本文以电梯轿厢噪声为研究对象,探讨了如何降低电梯噪声。电梯;轿厢;噪声;控制 
  现阶段,建筑物中的电梯随处可见,电梯的存在极大的方便了人们的生活,如何控制电梯轿厢的噪声是人们十分关注的问题。笔者以电梯轿厢噪声为研究对象,首选分析了电梯噪声的传递路径,接下来探讨了如何降低电梯噪声。具体研究过程如下: 
  电梯噪声传播路径分析 
  一般来讲,在研究电梯系统噪声问题时,人们普遍通过两个步骤完成,第一步确定刚体结构模型,进而获得相对应的传递函数,刚体结构主要包桥底、桥壁和桥顶;第二步,对上述三个结构分别单独建模,分别确定每一个结构的传递函数。 
  就电梯系统而言,噪声的来源是多种多样的,包括电机工作时产生的噪声,各种构件之间由于摩擦产生的噪声,构件在运行中由于转动产生的噪声等等。各种不同来源的噪声通过空气和固体传播最终进入轿厢,从而影响到人们的活动。 
  a噪声空气传播传递函数 
  从数学的角度介绍一下噪声的传播,假定H(w)表示的是电梯噪声的频率响应函数,H(w)可以表示为: 
  (1) 
  上式中的Ha(w)表示的就是噪声在空气中传播时的频率响应函数,具体数值可以利用测试得到,Ha(w)的物理意义是:表示控制噪声的部件对不同频率噪声的控制能力,隔声罩和消音器等组件的物理原理就是Ha(w);L0(w)表示的是噪声输出的傅里叶变换,而L1(w) 表示的是噪声输入的傅里叶变换。 
  b噪声固体传播的传递函数 
  当噪声通过固体传播时,人们一般利用研究机械振动函数的方法来开展对上述噪声传播的路径的研究。如果噪声通过固体传播,那么系统的传递函数Hs(w)可以表示为: 
  (2) 
  上式中的Hs(w)表示的就是噪声在固体中传播时的频率响应函数,影响Hs(w)的因素有很多,包括组件的质量、刚度以及阻尼系数等等;X0(w)表示的是噪声机械输出加速度的傅里叶变换,而X1(w) 表示的是噪声机械输入加速度的傅里叶变换。 
  总的说来,降低固体传播噪声的主要方法有两个,第一个是在一定程度上减小传递函数的数值;第二个是避免出现共振现象。 
  电梯降噪研究 
  电梯中噪声的来源是多种多样的,在进行降噪处理时,降噪工作的主要依据就是前面介绍的噪声传播路径。笔者在本文中考虑的噪声来源主要有:电梯轿顶和钢丝绳之间由于摩擦产生的噪声,曳引机运行中产生的噪声等等。笔者所采用的降噪方法主要有两个:第一,针对轿顶的摩擦噪声,在轿顶安装隔声罩;第二,针对曳引机产生的噪声,适当改进现有的轿壁结构。 
  a轿顶隔声罩设计 
  电梯轿顶和钢丝绳之间由于摩擦产生的噪声是电梯轿厢噪声的主要来源,隔声罩可以有效的降低噪声。在设计隔声罩时需要考虑的因素有很多遍,包括隔振、隔声罩的面积、隔声罩的材料等等。设计隔声罩的主要依据就是前面介绍的噪声频率响应函数Ha(w),隔声罩的最理想状态是Ha(w)可以在相对宽泛的频率域内稳定在相对较小的数值。 
  b轿壁局部结构修改设计 
  电梯轿厢内噪声的另一个主要来源就是轿壁噪声,主要是由曳引机引起的。为了降低电梯轿壁噪音,本文认为最为有效的做法就是适当提高轿壁结构的刚度,从而在一定程度上降低轿壁的振动噪音。 
  要想对轿壁结构进行改进,首选需要做的工作就是确定需要改进的部位,具体做法如下:首先,对原始电梯未运行时状态进行振动测试,确定轿壁的固有频率;其次,对原始电梯正常运行状态进行振动测试,确定此时的电梯噪声频谱;再次,对测试结果进行模态分析,明确需要改进的局部轿壁位置;最后,对该局部位置进行科学合理的改进处理。 
  c结果分析和比较 
  经过上述两个措施的改进之后,为了验证本文降噪方法的有效性,笔者进行了对比实验。首先验证隔声罩的有效性,除了降噪措施,剩余条件都相同,实验结果显示:未使用隔声罩时,电梯轿厢内的噪声在50Hz到60Hz之间存在一个特别明显的极大值,使用了隔声罩之后,该极大值的数值显著降低,说明本文所设计的隔声罩是有效的。 
  其次,验证改进轿壁结构的有效性。除了降噪措施,剩余条件都相同,实验结果显示:未改进轿壁结构时,电梯轿厢内的噪声声压级在48.9dB(A)附近波动,最大的噪声声压级是52.3 dB(A);改进轿壁结构之后,电梯轿厢内的噪声声压级在46.7dB(A)附近波动,最大的噪声声压级是48.5 dB(A),说明本文所使用的局部改进轿壁结构的措施是有效的。 
  结语 
  电梯轿厢内的噪声问题是人们十分关注的,研究如何降噪具有重要的现实意义。本文以电梯轿厢噪声为研究对象,提出了两个降低噪声的措施,分别是在轿顶设计隔声罩,以及局部改建轿壁结构。
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[责任编辑:花间一壶酒]