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【摘 要】介绍了电梯的发展历程以及结构特点,阐述了现代社会人们对电梯人机工程学方面的需求。根据电梯运行过程中的特点,结合电梯各部件的作用,分析了影响电梯舒适性的各种因素。重点介绍了振动这一评价电梯舒适性最重要的因素,分析了振动对于乘客身心的影响。结合国内外研究方向,参照相关标准,提出了电梯振动的舒适性评价方法。
【关键词】电梯;舒适性;振动
引言
电梯作为一种垂直运输人或物的工具问世以来,极大的方便了人们的生活,使高层建筑的普及成为了可能。随着建筑施工技术的进步,高层建筑以及超高层建筑越来越多,在大型城市已经成为了城市建筑的主流。电梯也从几层发展到了十几层、几十层,甚至出现了上百层的电梯。这不仅对电梯的技术提出了更高的要求,也改变了人们乘坐电梯的生活方式。从最初的短短一两分钟的乘坐时间,发展到了几分钟甚至十几分钟的旅程。随着乘客在轿厢内停留时间的增长,人们对电梯的舒适性提出了更高的要求。现代电梯不仅增加了风扇、空调、通风等温度调节设备,还安装了通信、监控等电子设备,在一定程度上提高了乘客的舒适性和安全性。然而,仅仅是这些附属设施的完善还不够,并不能满足人们对电梯更高的要求,因此需要我们对此进行深入的研究。
1.电梯的发展历程及现状
电梯的历史最早可以追溯到1854年,在纽约水晶宫举行的世界博览会上,美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯第一次向世人展示了历史上第一部安全升降梯。从那以后,升降梯在世界范围内得到了广泛应用。随着人类历史上的几次工业革命,电梯也经历了几次技术革新,从最初的简易升降机,到出现了封闭式轿厢的真正意义上的电梯,再发展到今天集机、电、光等高科技于一体的现代电梯。我国使用电梯的历史也已有了一百多年,在这一百多年里,我国电梯行业的发展经历了以下几个阶段 ,上个世纪五十年代之前,属于进口外国电梯的阶段,这个阶段我国电梯仅有一千多台;上个世纪五十年代至八十年代为引进外国技术自主生产阶段,这一阶段我国电梯约有一万余台;上个世纪八十年代至今,属于行业快速发展阶段,目前我国在用电梯已达300万台,成为了世界最大的电梯生产和使用国家。
2.电梯的结构特点
电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机,装有箱状吊舱,用于多层建筑乘人或载运货物。电梯一般可分为三种,分别为曳引驱动电梯、强制驱动电梯、和液压电梯。曳引驱动电梯是一种最常见的电梯,依靠曳引力来实现垂直升降运动。曳引绳两端分别连着轿厢和对重,缠绕在曳引轮和导向轮上,曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动,靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力,实现轿厢和对重的升降运动,达到运输目的。现代电梯主要由曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统等组成。曳引系统的主要功能是输出与传递动力,使电梯运行。曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳,导向轮,反绳轮组成。导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度,使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导向系统主要由导轨,导靴和导轨架组成。轿厢是运送乘客和货物的电梯组件,是电梯的工作部分。轿厢由轿厢架和轿厢体组成。门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。门系统由轿厢门,层门,开门机,门锁装置组成。重量平衡系统:系统的主要功能是相对平衡轿厢重量,在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内,保证电梯的曳引传动正常。系统主要由对重和重量补偿装置组成。电力拖动系统的功能是提供动力,实行电梯速 度控制。电力拖动系统由曳引电动机,供电系统,速度反馈装置,电动机调速装置等组成。电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。电气控制系统主要由操纵装置,位置显示装置,控制柜,平层装置,选层器等组成。安全保护系统保证电梯安全使用,防止一切危及人身安全的事故发生。由限速器,安全钳,缓冲器,端站保护装置组成。
3.电梯舒适性分析
舒适性是指人们对客观环境从生理与心理方面所感受到的满意程度而进行的综合评价。受各种因素及条件的影响,舒适性会因个体差异而呈现不同结果。由于影响舒适性的因素与条件十分复杂,这是一个因人而异且很难量化的概念。具体指大多数人对客观环境从生理与心理方面所达到满意的状态。舒适性的涵盖内容非常广泛,如人体舒适性、气候舒适性、居室舒适性等等。舒适性不仅受振动、冲击、噪声、温度、湿度、空气清新度、空间、色彩、照明等诸多因素的影响,而且还受到人们健康和心理因素的影响。
对于电梯来说,舒适性是一个相对客观的问题,它的结构形式及运行特点决定了影响电梯舒适性的因素。首先,电梯的加速度会产生超重和失重现象,影响乘客的生理舒适性。其次,电梯在运行过程中和开关门过程中,导靴与导轨的摩擦、电梯门开关时的碰撞会产生一定的噪音,影响乘客的心理舒适性。对电梯舒适性影响最重要的因素当属振动,它对乘客会产生生理心理全方面的影响,而且还会对电梯的安全运行带来隐患。从整个电梯系统而言,电梯的振动主要来源于对重系统,对重会在振动的激励下产生相应的受迫振动。另外,对于电梯的各个部分来说,电动机的制造误差或者转子的不平衡,电机轴和减速箱之间的安装误差,导靴与导轨之间的相对运动以及轿厢的结构等因素,都会造成电梯的振动。可以说,电梯的振动是一个复杂的系统性问题。
4. 电梯振动及其舒适性评价
电梯是一个复杂的机电一体化系统,电梯系统的振动是影响电梯舒适性的主要因素。一般来说,电梯的振动主要是指电梯轿厢沿井道的垂直振动(Z方向)和在水平面内的横向振动(即水平振动,X、Y方向)。电梯系统的振动与控制系统、曳引系统、导向系统、质量补偿系统以及电梯的载荷分布等具有密切的关系。电梯在运行过程中,其自身结构系统会形成一个复杂的多自由度非线性弹性系统,具有自身的固有振动频率。在该弹性系统中,曳引机发出一定频率的激励,该激励振动通过电梯系统中的各个弹性环节传递到电梯各部件,使得电梯各部件发生相同频率不同振幅叠加的响应振动。
电梯振动的舒适性评价准则可参照国际标准化组织制定的“人体承受全身振动的评价指南”。这个评价标准是以人体对振动的耐受程度为基础,确定了加速度与人体感受之间的关系,对于人在振动环境中的舒适性采用定量指标来评价。这个标准将人体对振动的反应归纳为四个因素,既振幅、频率、方向和持续时间。具体的评价方法可采用峰值评价法。对于起动制动过程,为了全面的评价起动制动特性,一般井不以单一最大值作为评价值,而是让电梯在不同负载工况下作单层、多层及全层运行,将各种工况下的最大值统计后取平均值。对于平稳运行过程中,则采用最大值。其振动加速度的最大值与曳引机制造质量、导轨的安装、轿厢结构的阻尼特性等有关,它能综合反映制造和安装的水平。
影响电梯运行质量的重要因素是电梯运行振动,而电梯运行时所产生的振动原因是多方面的,只有通过全面的分析和检查才能找出电梯振动的具体原因,并采取相应的措施来降低电梯运行振动,提高电梯乘坐的舒适感。
参考文献 :
[1]杨颂.电梯运行振动浅析[J].中国高新技术企业,2012,(3) .
[2]梁永乐.浅谈电梯振动的影响因素[J].科技与企业,2012,(6).
[3]朱昌明.电梯振动的舒适性评价方法[J].建筑机械化,1988(6).
【关键词】电梯;舒适性;振动
引言
电梯作为一种垂直运输人或物的工具问世以来,极大的方便了人们的生活,使高层建筑的普及成为了可能。随着建筑施工技术的进步,高层建筑以及超高层建筑越来越多,在大型城市已经成为了城市建筑的主流。电梯也从几层发展到了十几层、几十层,甚至出现了上百层的电梯。这不仅对电梯的技术提出了更高的要求,也改变了人们乘坐电梯的生活方式。从最初的短短一两分钟的乘坐时间,发展到了几分钟甚至十几分钟的旅程。随着乘客在轿厢内停留时间的增长,人们对电梯的舒适性提出了更高的要求。现代电梯不仅增加了风扇、空调、通风等温度调节设备,还安装了通信、监控等电子设备,在一定程度上提高了乘客的舒适性和安全性。然而,仅仅是这些附属设施的完善还不够,并不能满足人们对电梯更高的要求,因此需要我们对此进行深入的研究。
1.电梯的发展历程及现状
电梯的历史最早可以追溯到1854年,在纽约水晶宫举行的世界博览会上,美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯第一次向世人展示了历史上第一部安全升降梯。从那以后,升降梯在世界范围内得到了广泛应用。随着人类历史上的几次工业革命,电梯也经历了几次技术革新,从最初的简易升降机,到出现了封闭式轿厢的真正意义上的电梯,再发展到今天集机、电、光等高科技于一体的现代电梯。我国使用电梯的历史也已有了一百多年,在这一百多年里,我国电梯行业的发展经历了以下几个阶段 ,上个世纪五十年代之前,属于进口外国电梯的阶段,这个阶段我国电梯仅有一千多台;上个世纪五十年代至八十年代为引进外国技术自主生产阶段,这一阶段我国电梯约有一万余台;上个世纪八十年代至今,属于行业快速发展阶段,目前我国在用电梯已达300万台,成为了世界最大的电梯生产和使用国家。
2.电梯的结构特点
电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机,装有箱状吊舱,用于多层建筑乘人或载运货物。电梯一般可分为三种,分别为曳引驱动电梯、强制驱动电梯、和液压电梯。曳引驱动电梯是一种最常见的电梯,依靠曳引力来实现垂直升降运动。曳引绳两端分别连着轿厢和对重,缠绕在曳引轮和导向轮上,曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动,靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力,实现轿厢和对重的升降运动,达到运输目的。现代电梯主要由曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统等组成。曳引系统的主要功能是输出与传递动力,使电梯运行。曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳,导向轮,反绳轮组成。导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度,使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导向系统主要由导轨,导靴和导轨架组成。轿厢是运送乘客和货物的电梯组件,是电梯的工作部分。轿厢由轿厢架和轿厢体组成。门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。门系统由轿厢门,层门,开门机,门锁装置组成。重量平衡系统:系统的主要功能是相对平衡轿厢重量,在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内,保证电梯的曳引传动正常。系统主要由对重和重量补偿装置组成。电力拖动系统的功能是提供动力,实行电梯速 度控制。电力拖动系统由曳引电动机,供电系统,速度反馈装置,电动机调速装置等组成。电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。电气控制系统主要由操纵装置,位置显示装置,控制柜,平层装置,选层器等组成。安全保护系统保证电梯安全使用,防止一切危及人身安全的事故发生。由限速器,安全钳,缓冲器,端站保护装置组成。
3.电梯舒适性分析
舒适性是指人们对客观环境从生理与心理方面所感受到的满意程度而进行的综合评价。受各种因素及条件的影响,舒适性会因个体差异而呈现不同结果。由于影响舒适性的因素与条件十分复杂,这是一个因人而异且很难量化的概念。具体指大多数人对客观环境从生理与心理方面所达到满意的状态。舒适性的涵盖内容非常广泛,如人体舒适性、气候舒适性、居室舒适性等等。舒适性不仅受振动、冲击、噪声、温度、湿度、空气清新度、空间、色彩、照明等诸多因素的影响,而且还受到人们健康和心理因素的影响。
对于电梯来说,舒适性是一个相对客观的问题,它的结构形式及运行特点决定了影响电梯舒适性的因素。首先,电梯的加速度会产生超重和失重现象,影响乘客的生理舒适性。其次,电梯在运行过程中和开关门过程中,导靴与导轨的摩擦、电梯门开关时的碰撞会产生一定的噪音,影响乘客的心理舒适性。对电梯舒适性影响最重要的因素当属振动,它对乘客会产生生理心理全方面的影响,而且还会对电梯的安全运行带来隐患。从整个电梯系统而言,电梯的振动主要来源于对重系统,对重会在振动的激励下产生相应的受迫振动。另外,对于电梯的各个部分来说,电动机的制造误差或者转子的不平衡,电机轴和减速箱之间的安装误差,导靴与导轨之间的相对运动以及轿厢的结构等因素,都会造成电梯的振动。可以说,电梯的振动是一个复杂的系统性问题。
4. 电梯振动及其舒适性评价
电梯是一个复杂的机电一体化系统,电梯系统的振动是影响电梯舒适性的主要因素。一般来说,电梯的振动主要是指电梯轿厢沿井道的垂直振动(Z方向)和在水平面内的横向振动(即水平振动,X、Y方向)。电梯系统的振动与控制系统、曳引系统、导向系统、质量补偿系统以及电梯的载荷分布等具有密切的关系。电梯在运行过程中,其自身结构系统会形成一个复杂的多自由度非线性弹性系统,具有自身的固有振动频率。在该弹性系统中,曳引机发出一定频率的激励,该激励振动通过电梯系统中的各个弹性环节传递到电梯各部件,使得电梯各部件发生相同频率不同振幅叠加的响应振动。
电梯振动的舒适性评价准则可参照国际标准化组织制定的“人体承受全身振动的评价指南”。这个评价标准是以人体对振动的耐受程度为基础,确定了加速度与人体感受之间的关系,对于人在振动环境中的舒适性采用定量指标来评价。这个标准将人体对振动的反应归纳为四个因素,既振幅、频率、方向和持续时间。具体的评价方法可采用峰值评价法。对于起动制动过程,为了全面的评价起动制动特性,一般井不以单一最大值作为评价值,而是让电梯在不同负载工况下作单层、多层及全层运行,将各种工况下的最大值统计后取平均值。对于平稳运行过程中,则采用最大值。其振动加速度的最大值与曳引机制造质量、导轨的安装、轿厢结构的阻尼特性等有关,它能综合反映制造和安装的水平。
影响电梯运行质量的重要因素是电梯运行振动,而电梯运行时所产生的振动原因是多方面的,只有通过全面的分析和检查才能找出电梯振动的具体原因,并采取相应的措施来降低电梯运行振动,提高电梯乘坐的舒适感。
参考文献 :
[1]杨颂.电梯运行振动浅析[J].中国高新技术企业,2012,(3) .
[2]梁永乐.浅谈电梯振动的影响因素[J].科技与企业,2012,(6).
[3]朱昌明.电梯振动的舒适性评价方法[J].建筑机械化,1988(6).