电梯运行质量评价系统研究

商世英

北京市门头沟区特种设备检测所

摘 要

测量电梯运行速度、起动加速度、加速度变化率、制动减速度、减速度变化率、铅垂方向振动、水平方向振动、噪音等参数，对测量得到的数据进行综合分析来评价电梯运行状态是否正常，进一步对电梯故障诊断技术进行研究，可以有效遏制防范电梯在正常的工作中出现意外和故障，减少经济损失和对人们自身安全的危险因素。

关键词： 舒适性，运行质量，故障诊断

引言

一、行业发展情况

电梯行业的发展折射出经济发展水平、城市化进程等情况，2020年底统计数据显示，我国在用电梯数量超过786万台，经济发展和繁荣的市场为行业发展提供了强大支持和发展动力。

二、研究意义

电梯运行质量评价主要通过测量分析电梯运行速度、起动加速度、制动减速度、垂直方向和水平方向振动、噪音等参数，为电梯运行提供可靠依据，为风险评估和事故预防提供重要的考量^[1]。

三、电梯舒适性影响因素

影响电舒适性的主要因素有电梯起制动特性、轿厢振动与噪音、加速度变化率等。

四、电梯运行质量评估影响因素

（一）运行质量指标

1、噪音

源于主机、钢丝绳、导靴及井道内的空气湍流^[2]。

2、横向振动

由导轨弯曲或导靴造成。

3、垂直振动

由曳引机或滑轮产生。

4、加/减速度

GB/T 10058-2009《电梯技术条件》规定:

（1）、乘客电梯起制动加速度最大值不应超过1.5m/s²。

（2）、乘客电梯额定速度（V）1.0m/s＜V≤2.0m/s时，其平均加、减速度不应小于0.48m/s²；乘客电梯额定速度（V）2.0m/s＜V≤2.5m/s时，其平均加、减速度不应小于0.65m/s²。

（3）、乘客电梯运行时，在轿厢垂直方向振动加速度应≤25cm/s²，水平方向应≤15cm/s²。

（4）、机房内噪音平均值不得大于80dB(A)；电梯运行过程中轿厢内噪音最大值不得大于55dB(A)；层门轿门在开关门过程中噪音最大值不得大于65dB(A)。

（二）运行质量影响因素

机械振动与噪音对电梯运行质量起关键性的作用。轿厢在相对封闭的井道里高速运行会压缩井道内空气，引起风阻噪音^[3]。

此外，引起电梯振动及噪音原因还有：未按要求预留通风孔或通风孔面积太小；地面下沉引起导轨倾斜、变形；减振材料布置不合理。

五、电梯运行质量测量方法

（一）定性测量

依赖于人的判断和意识，主观意识偏差或受到影响，电梯运行质量评价会发生偏离，不能真实反映电梯运行状况。

（二）定量测量

用测量仪器现场测量数据作为评价依据。

综合测量数据并参考乘客主观感受对电梯运行质量进行评价更为科学和公正。

（三）参数测量基本原理

1、速度和加速度测量

加速度信号传感器采集轿厢3个方向的加速度信号，预处理后得到起动加速度、制动减速度和振动信号。图1为传感器实物，图2为测量原理。

图1

微分

图2

2、噪音测量

声级计放轿厢正中、距地面1.5m,电梯额定速度上/下行,取整个运行过程中最大值。电梯到站在开关门终端位置时测量最大噪音值。对曳引机噪音测量，选取各方向测量噪音平均值。

六、测试试验

（一）现场测试

用EVA-625测试仪进行测试，如图3。记录整个行程及起动时人体瞬间感觉。

图3

2. 数据分析

软件分析采集数据，如图4所示，

图4

虚线1为电梯离开始位置0.5m处；2为达全速90%+1s处；3为减到全速90%-1s处；4为离终点0.5s处。

1、振动分析

过滤后数据如图5所示：

图5

水平方向振动值在标准值15内，Z轴分析如图6所示：

图6

用快速傅里叶变换，FFT时间2s进行分析，如图7所示：

图7

Z轴在12-14s的振动最大频率19Hz，振幅3.312m（g）。重复操作得到下图8：

图8

频率和振动量如表1：

时间段（s）	频率（Hz）	振动量m（g）
12-14	19.000	3.312
14-16	38.500	4.853
16-18	38.500	8.698

表1

分析得出1、在电梯测试过程中，19.000Hz、38.500Hz频率始终存在；2、曳引机运转时自然频率为19.000Hz，同时有几个谐振频率；3、初步认定曳引机振动通过钢丝绳传导至轿厢。

2、速度分析

对加速度时间曲线数学积分，如图9。

图9

3、位移分析

对垂直轴向加速度曲线数学处理，得到电梯位置时间关系曲线图10。

图10

从曲线图及振动加速度所得出的数据可以看到电梯运行全程加速度均符合要求，运行舒适感非常好，但电梯运行效率较为低下。

七、结论

将现场测量的数据与标准曲线比对，对测得参数进行整体描述，对电梯运行数据的质量进行评价。通过对运行质量评价低的数据进行分析，找出原因，及时排除故障。

参考文献

[1] 高永新、孙艳萍、张美芝、朱姝. 电梯维修与操作.北京：中国劳动社会保障出版社，2005-5

[2] 陈家盛.电梯结构原理及安装维修.北京：机械工业出版社，2003:4-13

[3] 何乔治,何峰.电梯基本原理及安装维修全书.北京：机械工业出版社，2003:98-106

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