超高速電梯的關(guān)鍵技術(shù)探討

李占成

（河北省特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)研究院邯鄲分院，河北 邯鄲 056002）

從超高速電梯發(fā)展應(yīng)用情況來看，大部分超高層建筑施工中采用的超高速電梯大部分是進(jìn)口的電梯，追究其最終的原因主要在于：國內(nèi)超高速電梯生產(chǎn)廠家所制造的超高速電梯無論在性能方面還是電力驅(qū)動技術(shù)方面，都與國外超高速電梯生產(chǎn)廠家制造的電梯相差太多，因此，這就需要國內(nèi)的超高速電梯生產(chǎn)廠家在超高速電梯生產(chǎn)技術(shù)方面突破自身的限制，打破超高速電梯技術(shù)的壁壘，按照一定的方式去積極地解決超高速電梯關(guān)鍵技術(shù)的方面的研究問題，只有通過這種方式，才可以在最大程度上促進(jìn)國內(nèi)超高速電梯的發(fā)展，從而使得國內(nèi)超高速電梯生產(chǎn)廠家在國際上超高速電梯領(lǐng)域獲得生存發(fā)展的機(jī)會。

1 超高速電梯的基本含義以及所使用的具體范圍

超高速電梯主要指的是電梯運(yùn)行的基本速度在6m/s之上，并且指的是建筑的樓層高度在100米以上的建筑中所使用的電梯就可以稱為超高速電梯。超高速電梯會根據(jù)建筑的高度進(jìn)行劃分，一般情況下，可以劃分成以下幾個類別：首先，第一，是指的建筑的底層為9層到16層，建筑的具體高度為50米的建筑。第二，依據(jù)建筑的高度，還可以將17層到25層，建筑高度為75米的建筑稱為中層建筑。第三，建筑物的高度為40層以上或者建筑物的總高度為100米以上的建筑為高層建筑。依據(jù)電梯的運(yùn)行速度不同，在一般情況下，可以劃分成以下幾種類別：如果電梯的運(yùn)行速度在1m/s以下的電梯指的是低速電梯。如果電梯的運(yùn)行速度在1m/s以上并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2.5m/s時，可以稱為中速度電梯。而如果電梯的日常運(yùn)行速度在2.5m/s以上并且在6m/s以下時，可以稱為高速電梯。而如果電梯的運(yùn)行速度在6m/s以上的時，可以稱為超高速電梯。在當(dāng)前階段，一般對于超高層建筑的基本定義為：建筑物的高度大于100米或者建筑物的樓層數(shù)大于32層的建筑，與此同時，在建筑物的避難層以及消防水壓方面，超高層建筑也有著非常嚴(yán)格的要求。早在1968年，日本的外交大廈中就首次應(yīng)用了超高速電梯。

2 我國國內(nèi)生產(chǎn)的電梯與西方發(fā)達(dá)國家所制造的超高速電梯所存在的差距

2．1 超高速電梯的基本性能方面

就超高速電梯行業(yè)的發(fā)展來看，日本的超高速電梯的運(yùn)行速度以及超高速電梯的技術(shù)比較先進(jìn)，目前，在日本，超高速電梯的運(yùn)行速度已經(jīng)達(dá)到了20m/s。然而，在當(dāng)前階段，我們國家內(nèi)部的超高速電梯的運(yùn)行速度與日本超高速電梯的運(yùn)行速度以及超高速電梯的生產(chǎn)制造技術(shù)方面卻還存在很大的差異。

2．2 超高速電梯運(yùn)行中所使用的電力驅(qū)動技術(shù)

一些西方發(fā)達(dá)國家超高速電梯制造生產(chǎn)中使用的電力驅(qū)動技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，與此同時，也將永磁同步電機(jī)技術(shù)以及相關(guān)的能量反饋機(jī)制熟練地運(yùn)用。在國外的超高速電梯中，如果使用這些技術(shù)，可以在一定程度上有效地提升國外超高速電梯在節(jié)能以及其他方面的舒適程度，然而作為國內(nèi)的超高速電梯而言，在超高速電梯的制造生產(chǎn)中，使用的關(guān)鍵技術(shù)還并不能夠達(dá)到這種比較高的標(biāo)準(zhǔn)。

3 超高速電梯關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

隨著城市化的不斷推進(jìn)，市場上對于超高速電梯的需求量在不斷地增加，因此，作為國內(nèi)的超高速電梯生產(chǎn)企業(yè)而言，就需要在一定程度上打破超高速電梯關(guān)鍵技術(shù)的限制，從而在最大程度上滿足國內(nèi)超高速電梯的基本市場需求。所以，對于超高速電梯的關(guān)鍵技術(shù)以及實(shí)踐應(yīng)用，作為超高速電梯企業(yè)來說，在超高速電梯的研發(fā)環(huán)節(jié)需要注意以下幾個方面。

3．1 電梯轎廂噪音的控制

針對超高速電梯來說，在電梯的實(shí)際運(yùn)行過程中，往往會因?yàn)殡娞蒉I廂與空氣的摩擦而在運(yùn)行過程中發(fā)出一些噪音，分析其最終原因，可以發(fā)現(xiàn)電梯轎廂內(nèi)部產(chǎn)生噪音的主要原因主要包含以下因素：電梯轎廂的外形、整個電梯轎廂的基本結(jié)構(gòu)、電梯轎廂的底部基本結(jié)構(gòu)等方面，在通常情況下，一般的電梯都是四方形結(jié)構(gòu)，而超高速的普通電梯的結(jié)構(gòu)具有很大的區(qū)別。而觀光電梯的結(jié)構(gòu)外形也屬于例外，因?yàn)橛^光梯的結(jié)構(gòu)外形設(shè)計并不是為了降低電梯運(yùn)行中的噪音而進(jìn)行設(shè)計的，由于電梯的運(yùn)行中速度不高，因此，在電梯外形結(jié)構(gòu)方面對于運(yùn)行的阻力影響往往也相對較小。對于超高速電梯運(yùn)行過程中電梯轎廂內(nèi)的噪音控制問題來說，會在電梯轎廂的頂部與電梯轎廂的底部設(shè)置整流罩，由于整流罩屬于流線型基本結(jié)構(gòu)，因此，可以在超高速電梯的運(yùn)行結(jié)構(gòu)中起到控制風(fēng)阻的作用，從而也就在一定程度上有效地降低了電梯轎廂在超高速電梯運(yùn)行過程中的噪音問題。而對于超高速電梯而言，降低電梯轎廂噪音最有效的方法是采取圓形轎廂并且配合使用圓柱形隧道的方式，通過使用這種設(shè)計，電梯轎廂壁到井道內(nèi)壁的距離相等，可以通過電梯轎廂的外形設(shè)計達(dá)到降低噪音的目的，作為超高速電梯而言，轎廂壁可以使用雙層結(jié)構(gòu)，這樣一來，可以在最大程度上實(shí)現(xiàn)降低噪音的目的，因此，可以在電梯轎廂的內(nèi)部采用抽真空的壁板。除此之外，還可以使用隔音以及其他防治噪音的材料作為電梯轎廂的材料，進(jìn)而可以在一定程度上達(dá)到降低噪音的目的。

3．2 減少電梯運(yùn)行中得振動問題

在超高速電梯的運(yùn)行過程中，電梯自身會產(chǎn)生一定的振動，主要由以下幾個方面的條件所影響：電梯軌道的安裝質(zhì)量、智能控制技術(shù)的應(yīng)用。通常情況下，超高速電梯的頂部高度在100m之上，因此，電梯軌道的安裝質(zhì)量就會直接影響電梯在運(yùn)行中的振動。然而，在當(dāng)前階段，在安裝超高速電梯的運(yùn)行軌道時，在進(jìn)行軌道校正時，一般會使用激光設(shè)備進(jìn)行核對調(diào)整。與此同時，還可以使用電磁式動態(tài)控制導(dǎo)靴控制振動，采取磁懸浮式動態(tài)振動對導(dǎo)靴進(jìn)行有效的控制。由于電梯的轎廂以及軌道是通過滾動導(dǎo)輪進(jìn)行控制的，盡管滾動導(dǎo)輪可以起到有效的減振作用，然而，傳統(tǒng)的滾動導(dǎo)輪在當(dāng)前已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足超高速電梯的運(yùn)行要求，因此，就需要采取發(fā)電機(jī)式滾動導(dǎo)論進(jìn)行控制，通過這種方式，可以在一定程度上起到有效控制電梯運(yùn)行振動的作用。在當(dāng)前階段，西方的一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)研發(fā)出了超導(dǎo)導(dǎo)靴，可以將電梯轎廂與軌道實(shí)現(xiàn)非接觸運(yùn)行。目前，在超高速電梯領(lǐng)域，振動測試系統(tǒng)已經(jīng)成為了超高速電梯研究課題中難度最大的項(xiàng)目，在進(jìn)行研究的過程中，需要使用與試驗(yàn)設(shè)施相配套的研究設(shè)備，作為電梯企業(yè)而言，則需要企業(yè)進(jìn)行配套設(shè)備的研發(fā)。

3．3 使用最新的技術(shù)對安全鉗材料進(jìn)行創(chuàng)新

針對超高速電梯來說，如果在電梯的正常運(yùn)行中一旦出現(xiàn)運(yùn)行速度上的問題，將會造成非常嚴(yán)重的人員傷亡以及設(shè)備的損毀。所以，在這種情況下，就需要在安全鉗的技術(shù)層面出發(fā)進(jìn)行解決。在一般情況下，如果電梯的運(yùn)行速度在10m/s以上的速度，就會讓安全鉗運(yùn)行，然而，傳統(tǒng)的安全鉗往往使用的是銅或者鋼材料，因此，在電梯的運(yùn)行過程中往往會產(chǎn)生噪音，主要是因?yàn)榘踩Q與軌道進(jìn)行摩擦，在高溫的條件下會將安全鉗進(jìn)行融化。而西方的一些發(fā)達(dá)國家，安全鉗使用的是復(fù)合型材料。所以，在當(dāng)前階段，在安全鉗的制造工藝方面，需要企業(yè)研發(fā)出具有極強(qiáng)耐熱性能的材料應(yīng)用于安全鉗的制作，從而可以在一定程度上保證超高速電梯的正常運(yùn)行。

4 結(jié)語

在這篇文章當(dāng)中，主要研究分析了電梯轎廂的噪音控制技術(shù)以及運(yùn)行振動減少技術(shù)，分析了安全鉗材料的應(yīng)用情況，在這個基礎(chǔ)上提出了需要加大對安全鉗技術(shù)的研究。在當(dāng)前階段，我們國內(nèi)的一些企業(yè)已經(jīng)具備了研發(fā)超高速電梯的能力，熟練地掌握了超高速電梯的關(guān)鍵技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了企業(yè)對超高速電梯關(guān)鍵技術(shù)的突破。