سلوك مرونة حبال المصعد

تتزايد الطلبات بسبب مجموعة متنوعة من العوامل.

بواسطة Dr.-Ing. أندرياس فرانز وديبل-إنغ. كونراد ستاهر

تعد زيادة ارتفاعات المباني / السفر ومستويات الاستخدام العالي وتصميمات الأنظمة الحديثة من بين العوامل التي تزيد من الطلب على الخصائص الفيزيائية لحبال تعليق المصعد. إن الاتجاه نحو توفير التكلفة والطاقة عن طريق تقليل حجم ووزن الكتل المتحركة فيما يتعلق بالأحمال الديناميكية (على سبيل المثال ، محركات الأقراص والأجزاء الدوارة) والأحمال الثابتة (على سبيل المثال ، الكابينة أو حاويات السيارة) ينقل نقطة تشغيل حبال التعليق الحديثة إلى نطاقات تحميل حبل أقل. من الاعتبارات المهمة ، بالإضافة إلى الحد الأدنى من قوة كسر الحبل وعمر خدمة الحبل (أو أداء إجهاد الانحناء) ، سلوك مرونة الحبل تحت الحمل.

ترتبط مرونة الحبل ارتباطًا مباشرًا بالانحراف الانضغاطي للكابينة تحت الحمل ، وبالتالي يكون لها تأثير كبير على سلوك وأداء تركيب المصعد (على سبيل المثال ، ضبط التحكم في التسوية ، والطلب على الطاقة في عمليات البدء المتعددة للمحرك ، وعمر الخدمة ، و تآكل مكونات محرك الأقراص). وبالتالي ، يرتبط ارتباطًا مباشرًا بالتكلفة الإجمالية للملكية ، فضلاً عن التصور الشخصي للراكب حول راحة النظام (على سبيل المثال ، حركة السيارة أثناء التحميل والتفريغ ، وإعادة تسطيح الكابينة ، وإزاحة هبوط الرافعة وعتبات الكابينة).

ترتبط مرونة الحبل ارتباطًا مباشرًا بالانحراف الانضغاطي للكابينة تحت الحمل ، وبالتالي يكون لها تأثير كبير على سلوك وأداء تركيب المصعد.

في التصميم العام لنظام المصعد ، من الضروري مراعاة سلوك مرونة حبال التعليق من خلال وضع افتراضات معقولة معينة. ستلخص هذه المقالة إمكانيات تحديد معامل مرونة الحبل وفقًا للمعايير الحالية ، ووصف الظواهر المميزة المتعلقة بصلابة الحبل ومراجعة خيارات المنتج المُحسَّنة للصلابة من مجموعة منتجات Gustav Wolf GmbH.

معامل المرونة المحوري

يمكن العثور على إجراءات وتعليمات تحديد معامل مرونة الحبل في الاتجاه الطولي (المحوري) للحبال السلكية في المواصفة القياسية الدولية ISO 12076 ، [1] وكذلك في المبدأ التوجيهي الألماني VDI 2358 ، [2] الذي تم المنقحة في هذا الصدد. تختلف معلمات الاختبار لكلا المصدرين بالفعل على نطاق واسع ، وبالتالي فإن الإرشادات لم تخترق بعد الإنتاج والسوق والتطبيق بشكل كامل. توجد أيضًا ، اعتمادًا على المنطقة ، العديد من الأساليب الخاصة بالمستخدم لتحديد المرونة / الصلابة المحورية ، والتي تأخذ في الاعتبار الحمل السائد للحبل السلكي في التطبيق على أساس الاختبار.

تختلف طرق التحميل المسبق لعينة الحبل ، بالإضافة إلى التقليل من سلوك الإعداد المتأصل للحبل (مكونات الحبل تحت الحمل ، والتي عادة ما تكون ظاهرة قصيرة الأجل وتتوقف بعد التثبيت بفترة وجيزة) بالفعل بشكل كبير بين متطلبات التطبيق ، وكذلك شروط لقط والاختبار. يمكن أن يختلف سلوك الإعداد هذا اختلافًا واضحًا اعتمادًا على تصميم الحبل. يوضح الشكل 1 الطرق المختلفة فيما يتعلق بمنطقة الحمولة المدروسة. في جميع الطرق ، يجب فهم معامل المرونة الطولي للحبل على أنه التدرج في مخطط استطالة القوة ، والذي يتم حسابه في الغالب كمعامل قاطع بين نقطتين مفردتين للحمل المطبق محوريًا (انظر النقاط في نفس اللون لنهج كل منها عملية حسابية).

دائمًا ما يكون سلوك استطالة القوة لكل حبل غير خطي ، ويختلف في التحميل والتفريغ (انظر الخطوط الخضراء في الشكل 1). لذلك ، سيكون المعامل القاطع أو المماس دائمًا افتراضًا خطيًا / تبسيطًا لهذا السلوك ، والذي سيكون مناسبًا لنطاقات معينة من الحمل المحوري. في الشكل 1 ، من خلال مقارنة المنحدرات / الانحدارات المختلفة للخطوط المعنية بين نقطتي تحميل (نفس اللون يعني نفس نهج الحساب) ، من الواضح أنه يمكن اشتقاق نماذج متغيرة بشكل حاد لنفس الحبل. علاوة على ذلك ، كقاعدة عامة ، يمكن فهم معامل الحبل على أنه يرتفع مع مقدار قوة الحبل المرتبطة بقوة كسر الحبل.

يمكن توضيح الاختلافات في معامل الحبل من خلال مقارنة درجات المنحنى مباشرة بعد الترجمة المتوازية (انظر الزاوية اليسرى العليا من الشكل 1). وتجدر الإشارة إلى أن معاملات الحبال الثلاثة المحسوبة للمرونة المذكورة في الشكل 1 قد تختلف من 60,000 نيوتن / مم 2 إلى 110,000 نيوتن / مم 2. مع الأخذ في الاعتبار أن نفس الحبل الذي تم تقييمه يمثله هذا الشكل ، يصبح من الواضح أن مجرد بيان عن صلابة الحبل فيما يتعلق بالمعامل لا يعكس بالضرورة سلوك عربة المصعد تحت الحمل.

يمكن أن توفر Gustav Wolf لعملائها خصائص الاستطالة والمرونة اللازمة بناءً على معايير التطبيق التي يوفرها العميل.

غالبًا ما يستخدم الشكل 1 كمقياس لأداء الحبل ، ويهدف إلى إظهار عدم قابلية المقاربات المختلفة للحساب وأهمية توضيح كيفية تحديد معامل المرونة لمنتج الحبل الفعلي من قبل الشركة المصنعة للحبل أو المستخدم أو الطرف الثالث. لتحديد سلوك الاستطالة / الصلابة في التطبيق نفسه ، من المفيد تقييم الحمل والسلوك المعتمد على الوقت للحبل المعني في ظل ظروف مختلفة متعلقة بالتطبيق. بالنسبة لحبال المصاعد ، يكون التنسيق الوثيق بين مستخدمي الحبال والمصنعين مفيدًا. يمكن أن توفر Gustav Wolf لعملائها خصائص الاستطالة والمرونة اللازمة بناءً على معايير التطبيق التي يوفرها العميل.

السلوك المعتمد على الوقت لمعامل المرونة المحوري

معامل الحبل ليس قيمة كمية متوفرة باستمرار فور تثبيت الحبل. بدلاً من ذلك ، يخضع هيكل الحبل لسلوك الإعداد. بعد حدوث الإعداد ، توجد صلابة محددة للحبل باستمرار في نطاق تحميل معين. حقيقة أن حبلًا مكتوبًا عليه عبارة "تم تمديده مسبقًا" ليس له تأثير كبير على هذا السلوك.

تعد المعرفة فيما يتعلق بالاعتماد على الوقت والتعبير عن هذه الظاهرة لأنواع وتصميمات الحبال المختلفة أمرًا بالغ الأهمية لتصميم وتقييم سلوك المصعد لمصنع المصعد. يوضح الشكل 2 معامل مرونة الحبل بين 2٪ و 10٪ من الحد الأدنى لقوة كسر الحبل (نطاق ظروف الحمل النموذجية لحبال المصاعد المطابقة للشكل 1) كدالة لعدد دورات الحمل المحورية. ارتبطت جميع المعامِلات المرنة بقيمة التعديل النهائية لنوع الحبل المعني بحيث لا يتم النظر بشكل متعمد في الاختلافات الكمية فيما يتعلق بمعامل مرونة الحبل لأنواع الحبل التي تم تقييمها (الشكل 4) في هذه المرحلة.

من الواضح بوضوح اعتماد معامل ضبط المرونة كدالة لدورات الحمل المحوري لتصميمات الحبال المختلفة. في حين أن الحبال المعلقة ذات النواة المصنوعة من الألياف الطبيعية والاصطناعية تظهر في البداية صلابة منخفضة بشكل كبير للحبل ، وبالتالي ، فإن المعامل (حوالي 50-60 ٪ من المعامل النهائي) وتقترب ببطء نسبيًا من صلابتها النهائية ، بعد بضع دورات تحميل فقط ، تصل الحبال الفولاذية إلى صلابة الحبل النهائية.

يتطلب الاتجاه العالمي نحو تشييد المباني العالية حبال مصعد أطول.

تُظهر حبال الأسلاك الفولاذية الكاملة بالفعل صلابة حبل تبلغ حوالي 80-90 ٪ من الصلابة النهائية في دورة التحميل الأولى. يمكن رؤية الاختلافات في كل من نوع الألياف الأساسية (الطبيعية مقابل الاصطناعية) ، وكذلك في نوع بنية الحبل (الضغط مقابل وضع متوازي). بالنسبة للحبال المعلقة ذات القلب النابض بالألياف الطبيعية ، لا يمكن تحديد أي تأثير كبير لضغط الخيوط الخارجية من حيث السلوك الديناميكي فيما يتعلق بمعامل مرونة الحبل. في الحبال ذات النوى الاصطناعية عالية القوة ، يمكن أن يكون سلوك الإعداد أكثر وضوحًا ، لذلك قد يكون من الضروري إعداد فترة أطول. بالطبع ، تعتمد النتائج الموضحة في الشكل 2 على الحمل الدوري الفعلي المطبق في الاختبار أو التطبيق.

تصميمات حبل محسن الصلابة

يتطلب الاتجاه العالمي نحو تشييد المباني العالية حبال مصعد أطول. مع ذلك ، فإن الاستطالة ، على التوالي ، لمعامل المرونة المحوري في نطاق التشغيل المحدد للحبال المستخدمة تأخذ تأثيرًا أكبر. في تطبيقات المصاعد ، يتم استخدام حبال الأسلاك الفولاذية ذات التركيبات الأساسية الليفية من 8 X 19 Seale أو 8 X 19 Warrington بشكل شائع. إلى حد زيادة الطلب على الحبال ، هناك توافر متزامن لمزيد من الحبال الخاصة ذات ثمانية أو تسعة خيوط ونوى فولاذية كاملة.

الأكثر شيوعًا أن الحبال التي تحتوي على نوى من الألياف الطبيعية تُظهر معاملًا محوريًا أقل من المرونة ، وبالتالي ، صلابة من الحبال ذات النوى الفولاذية الكاملة. ومع ذلك ، بالنسبة للحبال ذات النوى الليفية ، يمكن زيادة هذه الميزة المميزة. من ناحية ، يمكن الوصول إلى ذلك من خلال تسطيح الأسلاك / الخيوط الخارجية كما تم إجراؤها لـ Gustav Wolf CompactTracTM [3] مع استبدال نوى الألياف الطبيعية بمعامل عالي ، ولب ألياف تركيبية عالية القوة كما هو الحال مع Gustav Wolf HyTrac.TM [4] يلخص الشكل 3 أداء أنواع حبال Gustav Wolf من حيث الصلابة المحورية للحبال ، وقوة الكسر الدنيا وعمر إجهاد الانحناء لتوفير استخدام خاص بالتطبيق بشكل أفضل.

يمكن العثور على نتيجة البحث والتطوير الموجه للتطبيق استجابة للطلبات المتزايدة لأنظمة المصاعد في سلسلة Trac الخاصة بـ Gustav Wolf ، والتي تتكون من CompactTrac و HyTrac و PowerTrac ™ و TopTrac ™ (الشكلان 3 و 4).

تميز جميع حبال سلسلة Trac نفسها بإظهار تحسينات في المجالات التالية:

• استطالة الحبل المصغرة ومعامل مرونة الحبل الأعلى على التوالي
• عمر خدمة أطول للحبل نتيجة لمزيد من دورات الانحناء
• مقاومة التآكل المحسنة بسبب منطقة التلامس الموسعة للخيوط الخارجية
• أقطار حبل مخفضة بناءً على قوى كسر أعلى

مع سلسلة Trac ، طور Gustav Wolf جيلًا جديدًا من حبال المصاعد التي تميز نفسها بسلوك الصلابة المحسن ، وعمر الخدمة الأطول ، وتحسين أداء النظام ، والأهم من ذلك ، مستوى أعلى من إرضاء العملاء. يجب اعتبارها حلاً للطلبات المتزايدة لأنظمة المصاعد ، وعلى وجه الخصوص ، للمنشآت الشاهقة.

مراجع حسابات
[1] ISO: ISO 12076:2002، "حبال الأسلاك الفولاذية - تحديد معامل المرونة الفعلي"، 2002.
[2] VDI: Verein Deutscher Ingenieure (VDI): Richtlinie VDI 2358 - Drahtseile für Fördermittel, Beuth Verlag GmbH, 1984.
[3] وولف إي فرانز ، أ. ، "تطوير الحبال للمصاعد ،"
عالم المصاعد، مارس 2006.
[4] فرانز ، أ. ، "تطوير حبل هجين للمصاعد ،"
EW ، يوليو 2012.