تغوص عربة المصعد، هل a = g؟

بقلم لاكشمانان راجا | التعليم المستمر | أغسطس 1 ، 2025

دقيقة واحدة للقراءة

الشكل 1: ملف تعريف سرعة نظام المصعد أثناء التشغيل العادي
نظرة عامة على الذكاء الاصطناعي

دفعت التقارير المنشورة على وسائل التواصل الاجتماعي حول هبوط المصاعد المفاجئ إلى إجراء مراجعة فيزيائية لسلوك مصاعد الجر، مع التركيز على كيفية تأثير التسارع والتباطؤ على الوزن الظاهري للركاب وتسببهما في إحساس بالهبوط المفاجئ. تحدّ التصاميم العادية من الارتجاج والتسارع لضمان راحة الركاب، بينما تُصمّم مكابح الطوارئ، وأجهزة التحكم، وأنظمة الأمان، والمخمدات للحد من التباطؤ إلى حوالي 9.8 م/ث². تؤدي أعطال المكابح، أو التروس الدودية، أو وصلات الاقتران مع نظام تعليق سليم إلى تسارعات تحددها قدرة الكابينة، والثقل الموازن، وقصور البكرة، وهي دائمًا أقل من السقوط الحر، بينما يمكن أن يؤدي عطل نظام التعليق إلى سقوط حر يقارب قوة الجاذبية الأرضية. يمكن أن تتسبب التوقفات الطارئة عالية السرعة أو اصطدامات المخمدات في قفزات للكابينة تُبقي الركاب معلقين في الهواء لفترة وجيزة. يُعدّ الاختبار المنتظم والصيانة الدورية للمكابح، وأنظمة الأمان، ونظام التعليق أمرًا ضروريًا.

استكشاف الأسباب والسيناريوهات المحتملة التي تجعل الركاب يشعرون وكأن المصعد ينهار

بواسطة لاكشمانان رجا

انتشرت مؤخرًا تقارير على مواقع التواصل الاجتماعي حول حوادث مصاعد، تشير إلى سقوط عربة المصعد فجأةً، مما تسبب في قذف الركاب في الهواء وإصابتهم. تهدف هذه المقالة إلى استكشاف الأسباب والسيناريوهات المحتملة التي قد تجعل الركاب يشعرون وكأن المصعد يقفز في الهواء أثناء الركوب. ثم ستركز على السبب الدقيق لقذف الركاب في الهواء، كما ورد في وسائل الإعلام. يتضمن التحليل استخدام معادلات فيزيائية وحسابات جبرية لفهم الوضع. يقتصر نطاق المقالة على مصاعد الجر، لأنها من أنواع المصاعد الشائعة في المباني الشاهقة.

أهداف التعلم

بعد قراءة هذا المقال، يجب أن تكون قد تعلمت كيفية:

  • قم بتلخيص الموقف المحتمل الذي يجعل الركاب يشعرون وكأن المصعد ينهار.
  • قم بمراجعة معادلات الفيزياء ومعلومات الكود ذات الصلة اللازمة لتحليل مثل هذه الحوادث. 
  • تطبيق معادلات الحركة ومخطط الجسم الحر لحساب الكميات المهمة للمصعد مثل التسارع والسرعة في ظل حالة الحادث
  • قم بتقييم الطاقة المرسلة وتأثيرها على ركاب المصعد في مثل هذه المواقف.
  • فهم أهمية الفرامل ومنظم السرعة والسلامة ونظام التعليق

انغمس في المصعد

الغرض الرئيسي من المصعد في المباني هو نقل الأشخاص صعودًا وهبوطًا. تستخدم معظم المصاعد الحديثة نظامًا للتحكم في السرعة. أثناء التشغيل العادي، يتسارع المصعد إلى السرعة المُحددة، ويتحرك بها، ثم يتباطأ عند الاقتراب من منصة الهبوط. يوضح الشكل 1 هذا النمط من السرعة. عادةً، لا يشعر الركاب الراكبون بالمصعد بالفرق بين المصعد الثابت والمصعد المتحرك بسرعة ثابتة، أي السرعة المُحددة. لا يؤثر التحرك بسرعة مُحددة على راحتهم، لأن القوة المحصلة المؤثرة عليهم ضئيلة. تتأثر راحة الركاب بتغير السرعة (التسارع/التباطؤ) لأن القوة المحصلة المؤثرة عليهم تكون كبيرة خلال ذلك الوقت. يتغير وزنهم الظاهري أثناء هذا التسارع والتباطؤ، كما هو موضح في نمط السرعة في الشكل 1. تتحرك الأعضاء الداخلية للركاب داخل هيكل الجسم، مما يؤثر أيضًا على راحتهم. تتمثل الممارسة المتبعة في هذا المجال لضمان راحة الركاب أثناء التشغيل العادي في تحديد قيم التسارع/التباطؤ في نمط السرعة بـ 1.2 متر/ثانية.2.[2]

الشكل 1: ملف تعريف سرعة نظام المصعد أثناء التشغيل العادي

في حالات الطوارئ، قد يواجه الركاب تسارعًا/تباطؤًا أعلى (تباطؤًا)، مما قد يجعلهم يشعرون بتغير مفاجئ في وزنهم، أشبه بالقفز. تُستخدم مكونات، مثل فرامل الطوارئ، وفرامل آلة القيادة، ونظام الفرامل، وأنظمة الأمان، والمصدات، لإبطاء وإيقاف المصاعد في مثل هذه الحالات. ستوضح الفقرات القادمة متطلبات الكود المتعلقة بمعدل تباطؤ هذه المكونات. ولكن أولًا، سنتناول ملخصًا للميكانيكا الأساسية في القسم التالي.

التعليم المستمر عبر الإنترنت في الحرب الإلكترونية

القيمة: ساعة اتصال واحدة (1 CEU)

تمت الموافقة على هذه المقالة للتعليم المستمر من قبل NAEC لـ CET® وCAT® وQEI. 

تمت الموافقة على التعليم المستمر لـ EW حاليًا في الولايات التالية: AL، AR، CO، FL، GA، IL، IN، KY، MD، MO، MS، MT، NJ، OK، PA، UT، VA، VT، WA، WI وWV | المقاطعة الكندية في كولومبيا البريطانية وأون لاين. يرجى التحقق من التحقق من الموافقة على دورة محددة في كتب المصاعد.

ميكانيكا أساسية

نستخدم ميكانيكا أساسية لفهم تأثير التسارع/التباطؤ على الركاب. المعادلات المستخدمة هي:

1. يربط قانون نيوتن الثاني القوة بالتسارع عندما لا تكون القوة المحصلة صفرًا.
Fصاف = ما
Fصاف = القوة الصافية المؤثرة على الجسم
م = كتلة الجسم
أ = تسارع الجسم

2. المعادلات الحركية للحركة أحادية البعد بتسارع ثابت.
vf = الخامس0+ في
vf = الخامس02 + 2 أس
xf = س0 + v0t + ½ عند2
x0 = الموضع الابتدائي؛ v0 = السرعة الابتدائية
xf = الموضع النهائي؛ vf = السرعة النهائية
أ = التسارع؛ س = المسافة؛ ت = الزمن؛

الوزن الفعلي لأي جسم هو حاصل ضرب كتلته في تسارع الجاذبية، ويُقاس بوحدة نيوتن. عند حركة المصعد، يشعر الركاب بتسارع وتباطؤ، كما هو موضح في مخطط السرعة في الشكل 1. يؤدي هذا إلى شعور الركاب بتغير في وزنهم، يُعرف بالوزن الظاهري.
الوزن الفعلي = ملجم ( نيوتن )
علامة على وجودy حتى الاتجاه اتجاه لأسفل
تسريع + (زائد)- (ناقص)
تباطؤ- (ناقص)+ (زائد)

سيتم شرح بعض الحالات المحتملة التي قد تتطلب استخدام أحد المكونات أدناه أو مزيج منها لإيقاف المصعد أو إبطائه في الفقرة التالية. عند تفعيل مكونين في آنٍ واحد، يكون تأثير التباطؤ الكلي أكبر.

مكونالقواعد ذات الصلة A17.1 – 2016متطلبات التباطؤ/التأخير
فرملة الطوارئ2.19.3.2 (ح)عند التنشيط، لا ينبغي أن يتجاوز متوسط ​​تباطؤ السيارة 9.8 م/ث2 .
فرامل آلة القيادة2.24.8.3 (ج)أي تباطؤ لا يتجاوز 9.8 م/ث2 مقبولة.
نظام الكبح2.24.8.2.2أي تباطؤ لا يتجاوز 9.8 م/ث2 مقبولة.
السلامة من النوع ب2.17.3 8.2.6من 0.35 جرام إلى 1 جرام (محسوبة من الحد الأدنى والحد الأقصى لمسافة التوقف من سرعة التعثر للمنظم)
أنظمة السلامة من النوع C2.17.8.2.2عند التنشيط، لا ينبغي أن يتجاوز متوسط ​​تباطؤ السيارة 9.81 م/ث2.
عازلة النفط2.22.4.1.1متوسط ​​التأخير لا يزيد عن 9.81 م/ث2
عازل مطاطي2.22.5.1 (أ)متوسط ​​التأخير لا يزيد عن 9.81 م/ث2

الأسباب المحتملة

ينشأ انزعاج الركاب بشكل رئيسي من زيادة التسارع والتباطؤ، مما يجعلهم يشعرون وكأنهم يغوصون. ويعتمد تأثير الانزعاج على كل شخص على عمره وصحته البدنية والنفسية ومدى استعداده لهذه التجربة.

سيؤدي التسارع في اتجاه السير لأعلى والتباطؤ في اتجاه السير لأسفل إلى شعور الراكب بثقل أكبر وزيادة وزنه الظاهري (الشكل 1). خلال هذه الفترة، قد يدوس الراكب على أرضية السيارة بقوة أكبر. ستمتص ركبتاه الصدمة، وإذا كان التسارع/التباطؤ شديدًا جدًا، فقد يقرفص.

وبالمثل، فإن التباطؤ في الاتجاه الصعودي والتسارع في الاتجاه الهبوطي سيجعل الراكب يشعر بخفة وزنه ويقلل وزنه الظاهري (الشكل 1). خلال هذه الفترة، سيشعر الراكب بخفة وزنه وقد يخطو على أرضية السيارة بشكل أخف. إذا تجاوز هذا التباطؤ والتسارع 9.8 متر/ثانية،2 (1 جرام)، حيث يمكن للراكب تجربة الطفو في الهواء.

أجهزة الحماية الكهربائية التي يتم تنشيطها بالسرعة المقدرة

أثناء عمل المصعد بسرعته المُصنّفة، قد تُفعّل بعض أجهزة الحماية الكهربائية بسبب مشاكل في التعديل أو التآكل. عند تفعيل هذه الأجهزة، تُفعّل فرامل آلة الدفع ونظام الكبح (إن وُجد)، مما يُؤدي إلى توقف المصعد اضطراريًا بتباطؤ أعلى من السرعة المُعتادة. وخاصةً في المصاعد عالية السرعة، تكون العواقب وخيمة، إذ يستمر التباطؤ لفترة أطول حتى تتوقف العربة. ويمكن أن يحدث هذا في كلا الاتجاهين، صعودًا وهبوطًا.

نحن نرى عادة حدوث هذا النوع من المشكلات عندما:
♦ تلامس كاميرا باب السيارة بكرات قفل باب الهبوط بسبب سوء المحاذاة، مما يؤدي إلى فتح جهات اتصال باب الهبوط.
♦ ضغط جهة اتصال مفتاح باب الهبوط غير مناسب، مما يؤدي إلى فتحه بشكل متقطع بسبب الحركات الطفيفة الناجمة عن ضغط الرياح أو شخص يلمس لوحة الباب من الردهة.
♦ وجود مشكلة ضبط غير صحيحة مع جهة اتصال باب السيارة أو مفتاح الخروج في حالات الطوارئ أو مفتاح تروس أمان السيارة، وبالتالي قد يتم فتحها بشكل متقطع أثناء حركة السيارة بسبب الاهتزازات.

تستخدم مصاعد الجر ثقلاً موازناً لموازنة العربات. يساوي هذا الثقل وزن العربة الفارغة مضافاً إليه 50% من الحمل المقدر. هذا يعني أنه، بناءً على الحمل داخل العربة، قد تصبح العربة أثقل أو أخف من الثقل الموازن. أثناء التوقف الاضطراري، تُبطئ الفرامل عربة المصعد باستخدام قوة الزنبرك، والتي تبقى ثابتة نسبياً ضمن نطاق مرونتها. بما أن قوة الكبح ثابتة، فإن التباطؤ الناتج عن الفرامل ومسافة توقف العربة يعتمدان على الحمل داخل العربة واتجاه حركتها. عندما نفترض أن التباطؤ الناتج عن فرامل الآلة يساوي 0.3 غ، فإن الوزن الظاهري = م (غ + أy# ) أثناء التباطؤ عن طريق الكبح في:

♦ الاتجاه لأعلى سيكون = 75 (جم – 0.3 جم) = 75 (0.7 جم) = 52.5 جم (يشعر الراكب بأنه أخف وزنًا بمقدار 52.5 كجم)

♦ الاتجاه للأسفل سيكون = 75 (جم + 0.3 جم) = 75 (1.3 جم) 97.5 جم (يشعر الراكب بثقل وزن 97.5 كجم)

طالما أن للراكب وزنًا واضحًا، فسيظل واقفًا على أرضية السيارة ولن يطير في الهواء. مع ذلك، فإن هذا التباطؤ الكبير سيجعل الراكب يشعر وكأن المصعد ينهار.

فشل في فرامل آلة المصعد أو تعشيق ترس الدودة أو اقتران ترس المحرك

بما أن ثقل الموازنة في رافعات الجرّ يُوازن العربة، فإن أي عطل في فرامل الآلة، أو الترس الدودي، أو وصلة ترس المحرك، سيسمح للسيارة بالتسارع للأسفل عند تحميلها بأكثر من 50% من سعتها المقدرة. بالإشارة إلى الشكل 2، تدور البكرة عكس اتجاه عقارب الساعة. 

في مثل هذه الحالة مسيارة g > T و T > MCWTز. دعونا نحسب تسارع السيارة في مثل هذه الحالة.

بالرجوع إلى الشكل 3 والشكل 4، وتطبيق قانون نيوتن الثاني، نحصل على:

من الشكل 2، مسيارةأ = مسيارةg – T ---------------------------(1)

من الشكل 3، مCWTأ = ت – مCWTg ---------------------------(2)

وبجمع المعادلة (1) و(2)، حصلنا على Mسيارةأ + مCWTأ = مسيارةg – T + T ¬– MCWTg

الشكل 2: نظام رفع الجر
Mسيارة = كتلة السيارة
MCWT = كتلة موازنة g = تسارع الجاذبية
= 9.8 م / ث2
الشكل 3: مخطط الجسم الحر لـ
سيارة المصعد
Mسيارةg = وزن السيارة
T = الشد على التعليق
يعني.
ملاحظة:
بالنسبة لـ T = Mسيارةج، السيارة هي
ثابتة أو متحركة بسرعة ثابتة.
بالنسبة لـ T > Mسيارةج- تتسارع السيارة في الاتجاه الأعلى.
بالنسبة لـ T < Mسيارةج- تتسارع السيارة في الاتجاه الأسفل.
الشكل 4: مخطط الجسم الحر لـ
ثقل المصعد
MCWTg = وزن الثقل الموازن
T = الشد على التعليق
يعني.
ملاحظة:
بالنسبة لـ T = MCWTج- يكون الوزن الموازن ثابتًا أو متحركًا بسرعة ثابتة.
بالنسبة لـ T > MCWTج- يتسارع الوزن الموازن في الاتجاه الأعلى.
بالنسبة لـ T < MCWTج- يتسارع الوزن الموازن في الاتجاه الأسفل.


إزالة المصطلحات الشائعة وتبسيطها

أكونسيارة + مCWT) = ج (مسيارة - MCWT)

أ = (مسيارة - MCWT) جم/ (مسيارة + مCWT) -----------------------------(3)

إذا كانت حمولة السيارة أقل من 50% من سعتها المقدرة، نظرًا لثقل ثقل الموازنة، فسيسمح ذلك للسيارة بالتسارع لأعلى. في هذه الحالة، تكون قيمة T > Mسيارةg و MCWTج > ت.

بالإشارة إلى الشكل 3 والشكل 4، وبتطبيق قانون نيوتن الثاني نحصل على

من الشكل 2، مسيارةأ = ت - مسيارةg -----------------------------(4)

من الشكل 3، مCWTأ = مCWTg – T -----------------------------(5)

وبجمع المعادلة (4) و(5)، نحصل على Mcara + MCWTأ = ت - مسيارةج + مCWTز – ت

إزالة المصطلحات الشائعة وتبسيط (مسيارة + مCWT) = ج (مCWT - Mسيارة)

أ = (مCWT - Mسيارة) جم / (مسيارة + مCWT) ---------------------------(6)

مع ذلك، في الحساب أعلاه، لم ندرج عزم القصور الذاتي لبكرة الدفع. إذا أخذنا في الاعتبار عزم القصور الذاتي لبكرة الدفع، فإن الشد على جانبي البكرة ليس متساويًا، كما هو موضح في الشكل 5.

نظرًا لأن الشد ليس هو نفسه بالنسبة للسيارة المحملة بشكل خفيف، فإن T1 >Mسيارةج. ستتسارع السيارة، باستخدام قانون نيوتن الثاني، ونحصل على مسيارةأ = T1 - Mسيارةg

Mcسيارةأ + مسيارةز = T1 ------------------------------------(7)

نظرًا لأن السيارة تتسارع، فإن T2 < MCWTج، يتسارع الوزن الموازن إلى الأسفل، ونحصل على

MCWTأ = مCWTز – ت2

T2 = مCWTز – مCWTأ -------------------------------------(8)

والآن، بالنظر إلى الحركة الدورانية لبكرة القيادة؛ عزم الدوران الكلي على بكرة القيادة = قصور بكرة القيادة × التسارع الزاوي -------------------- (9)

يمكن التعبير عن الجانب الأيسر (LHS) من المعادلة 9 على النحو التالي: عزم الدوران الصافي على بكرة القيادة = القوة الصافية (الفرق في الشد) × المسافة العمودية (نصف قطر البكرة)

يمكن التعبير عن الجانب الأيمن (RHS) من المعادلة 9 على النحو التالي: عزم القصور الذاتي للكرة المحركة = الكتلة × نصف القطر2 (ملاحظة: لقد تعاملنا مع بكرة القيادة كحلقة)

التسارع الزاوي = التسارع الخطي / نصف القطر = a/R

والآن، بالتعويض مرة أخرى في المعادلة 9، نحصل على:

القوة الصافية (الفرق في الشد) × المسافة العمودية (نصف قطر البكرة) = (كتلة البكرة المحركة × نصف القطر2) xa/R

وبما أن السيارة أصبحت أخف وزناً وتسارعت بشكل أسرع، فإن T2 > ت1 (T2 - تي1) نصف القطر = كتلة بكرة الدفع × نصف القطر2 × a/R استبدال قيم T1 وT2 من المعادلتين 7 و 8

(MCWTز – مCWTأكونسيارةأ + مسيارةج) = كتلة بكرة الدفع × أ(م)CWT – مكارسيارة) ج – (مCWT + مسيارة)

أ = كتلة بكرة القيادة × أ(مCWT - Mسيارة)

g = (كتلة بكرة الدفع × a) + (MCWT + مسيارة) أكونCWT - Mسيارة) g = (كتلة بكرة الدفع + MCWT + مكار) أ

أ = (مCWT - Mسيارة) جم/ (مسيارة+ مCWT + كتلة بكرة القيادة) ---------(10)

وبالمثل بالنسبة لحالة السيارة الأثقل، سيكون التسارع = (Mسيارة - MCWT) جم/ (مسيارة + مCWT + كتلة بكرة القيادة) ---------(11)

الشكل 5: نظام رفع الجر مع الأخذ في الاعتبار قصور البكرة المحركة

توفر المعادلتان (10) و (11) التعبير لحساب التسارع أثناء فشل فرامل الماكينة، وفشل تعشيق ترس الدودة وفشل اقتران المحرك والترس مع بقاء وسيلة التعليق سليمة.

ومن هذه المعادلات، يمكننا استنتاج النقاط الرئيسية التالية:

أ) أ = 0 عندما مسيارة = مCWT

• يكون التسارع صفرًا عندما تكون كتلة السيارة مساوية لكتلة الثقل الموازن. في هذه الحالة، يكون النظام متوازنًا، وتكون القوة المحصلة المؤثرة على السيارة صفرًا.

ب) أ ≈ ج عندما مسيارة = 0 أو مCWT = 0

• يكون التسارع مساويًا لتسارع الجاذبية أو قريبًا منه فقط عندما تكون كتلة السيارة أو ثقل الموازنة صفرًا. يحدث هذا فقط عندما ينكسر نظام التعليق وتنفصل السيارة وثقل الموازنة. في هذه الحالة، تسقط السيارة/ثقل الموازنة سقوطًا حرًا.

ج) في الحالات الأخرى، طالما أن وسيلة التعليق سليمة، فإن تسارع السيارة لا يمكن أن يساوي تسارع الجاذبية، وسوف يكون دائمًا أقل من تسارع السقوط الحر g.

معظم أعطال التعليق تدريجية، ويجب اكتشافها من خلال زيارة الصيانة الدورية إذا أُجريت الصيانة بشكل صحيح. لذا، فإن احتمالية حدوث النقطة (ب) ضئيلة. لنتعمق أكثر في النقطة (ج) بمثال.

مثال

الحمل المُصنَّف للمصعد هو ١٠٠٠ كجم، ومعامل توازنه ٠.٥، وكتلة العربة الفارغة ١٨٠٠ كجم. سرعة المصعد المُصنَّفة = ٣ أمتار/ثانية، ويخدم ٢٠ طابقًا (من الطابق الأرضي إلى الطابق العشرين). يُفترض أن كتلة بكرة الدفع ١٥٠ كجم.

الحالة 1 (ثقل موازن كبير) - كان المصعد المذكور محملاً بثلاثة ركاب، يزن كل منهم 75 كجم. نزل المصعد إلى الطابق الأرضي، لكن بابه لم يُفتح. تعطلت فرامل المصعد في وضع الفتح، ولم تتمكن من إيقاف كابينة المصعد، فبدأت بالتسارع صعودًا نظرًا لخفة حمولتها. تسارع الكابينة المتحركة لأعلى (باستخدام المعادلة (10)) هو

الوزن الظاهري الذي يشعر به كل شخص أثناء السفر في الاتجاه الصعودي سيكون = 75 (جم + 0.06 جم) = 79.5 كجم (يشعر الراكب بثقل أكبر).

يتسارع المصعد للأعلى بتسارع قدره 0.60 م/ث². إذا كان المصعد مزودًا بنظام حماية من السرعة الزائدة أثناء الصعود (ACOP)، فسيتم تفعيل فرامل الطوارئ. بافتراض أن التباطؤ الناتج عن فرامل الطوارئ هو 0.3 جم، فإن الوزن الظاهري للراكب يساوي 79.5 (جم - 0.3 جم) = 55.65 كجم. (يشعر الراكب بخفة وزنه، لكنه لن يطير داخل المصعد).

إذا افترضنا أن توقف نظام ACOP يعني عدم فعاليته، فستتسارع السيارة لأعلى. ليكن ارتفاع كل طابق 3 أمتار. وبالتالي، تكون مسافة السفر 60 مترًا لعشرين طابقًا.

الآن نعلم:

♦ السرعة الأولية تساوي صفرًا لأن المصعد توقف في الطابق الأرضي قبل أن يبدأ في التسارع إلى الأعلى.

♦ المسافة التي سيقطعها المصعد وتسارعه.

ثم تكون السرعة النهائية هي vf2 = الخامس02 + 2 أس

عندما تتسارع السيارة للأعلى، يتسارع الثقل الموازن للأسفل ويصطدم بالمصد بسرعة تتجاوز 8.49 م/ث (نتيجةً لمسافة المرور الإضافية). هذه السرعة أعلى بكثير من السرعة المصممة للمصد، والتي تبلغ 115% من السرعة المقدرة، مما يُلحق الضرر به. لذا، يمكن تجاهل تأثير تباطؤ المصد. هذا التوقف المفاجئ (التباطؤ الشديد) للثقل الموازن يتسبب في قفز السيارة والراكب. إذا كانت السيارة مزودة بجهاز تثبيت تعويضي، فإنه سيوقف أو يقلل من قفز السيارة إلى حد معين (وفقًا للمادة A17.1-2016 - 2.21.4.2، يجب أن تكون وسائل التثبيت والوصلات والعناصر الإنشائية للمبنى والمثبتات قادرة على تحمل أقصى القوى التي تتعرض لها نتيجة اصطدام السيارة أو الثقل الموازن بالمصد أو تطبيق إجراءات السلامة، بمعامل أمان لا يقل عن 2.5).

يلعب احتكاك حذاء التوجيه، ووزن كابل النقل، وصلابة الحبل الفولاذي، ومقاومة الهواء للسيارة دورًا في تقليل قفزة السيارة. مع ذلك، لن تمنع هذه العوامل ركاب السيارة من القفز، بل ستتركهم معلقين في الهواء للحظات. يُحسب ارتفاع قفزة الراكب بالفرق بين قفزة السيارة وقفزة الراكب. يأخذ الحساب التالي في الاعتبار أسوأ الاحتمالات، بافتراض توقف السيارة فجأة دون أي قفزة.

الحالة الثانية (عربة ثقيلة) - نفترض الآن أن نفس العربة محملة بـ 10 ركاب (750 كجم)، وتتحرك صعودًا إلى الطابق العلوي استجابةً لطلب، وتتوقف عند مستوى الطابق العلوي، دون فتح الباب. تعطلت فرامل المصعد في وضع الفتح، ولم تتمكن من إيقافه، فبدأت العربة بالتسارع إلى أسفل نظرًا لحمولة العربة الثقيلة. تسارع العربة في حركتها الهابطة (باستخدام المعادلة (11)) =

الوزن الظاهري أثناء الحركة للأسفل يساوي 75 (غ - 0.049 غ) = 71.33 كغ (يشعر الراكب بخفة). بالنسبة للمصعد ذي السرعة المقدرة 3 م/ث، عندما تتجاوز السرعة 3.52 م/ث، سيقوم مفتاح التحكم بتفعيل فرامل الطوارئ. (المرجع: ASME A17.1 2016 - الجدول 2.18.2.1) 

يتم حساب المسافة التي يتم عندها تفعيل فرامل الطوارئ باستخدام الصيغة

إذا لم يبطئ المصعد، فسيُفعّل المُنظِّم آليات الأمان بسرعة 3.7 متر/ثانية. (المرجع: ASME A17.1 2016 - الجدول 2.18.2.1) سيتم تفعيل آلية الأمان بواسطة المُنظِّم على مسافة

إذا فشلت آليات الأمان في تثبيت قضبان التوجيه، فسيستمر المصعد في التسارع، ويصطدم بالحاجز بسرعة أعلى من المقصودة، مما يتسبب في حدوث أضرار وتوقف مفاجئ.

أسئلة تعزيز التعلم

استخدم أسئلة تعزيز التعلم أدناه للدراسة لامتحان تقييم التعليم المستمر المتاح عبر الإنترنت على كتب المصاعد أو على p. 124 من هذا العدد.

  • حدد الأسباب الشائعة التي تؤدي إلى سقوط المصعد
  • ليس كل سقوط يؤدي إلى تحليق الراكب في الهواء. اشرح.
  • اشرح كيف تؤثر كتلة عربة المصعد الفارغة والحمل المقدر للمصعد على التسارع في المواقف غير المنضبطة.
  • احسب السرعة النهائية للمصعد المتجه لأعلى عندما يعبر الطابق العلوي لمبنى معين مع إعطاء العدد الإجمالي للطوابق وارتفاع الطابق.
  • اشرح تأثير حالة السقوط على الراكب بمساعدة مبدأ الحفاظ على الطاقة.

السرعة التي تصطدم بها السيارة بالحاجز تُعطى بواسطة

(ملاحظة: ستكون السرعة أكبر من هذه القيمة بسبب مسافة القيادة بالسيارة.)

لأن هذه السرعة أعلى بكثير من السرعة المُصممة للمصد، يُمكن تجاهل تأثير تباطؤ المصد. بمجرد اصطدام العربة بالمصد، ترتد، وتعتمد مسافة الارتداد هذه على صلابة ومرونة هيكل عربة المصعد. سيُدفع الركاب إلى أسفل على أرضية المصعد بسبب زيادة التباطؤ في الاتجاه الهبوطي. بعد اصطدام العربة بالمصد، يعتمد احتمال قذف الركاب في الهواء على الطاقة التي يمتصها التشوه المرن لهيكل عربة المصعد.

خاتمة

قد يُشعِر التوقف الطارئ بسرعة عالية الركاب بالسقوط نتيجةً للتباطؤ الشديد. لنفترض وجود عطل في مكابح السيارة أو تروس المحرك. في هذه الحالة، يكون تسارع السيارة، سواءً صعودًا أو هبوطًا، دائمًا أقل من تسارع السقوط الحر بفعل الجاذبية الأرضية إذا كان نظام التعليق سليمًا. ومع ذلك، أثناء التباطؤ العالي الذي يتجاوز 1 جي، قد يشعر الركاب بانعدام الوزن عندما يصبح وزنهم الظاهري صفرًا. يحدث هذا عندما يصطدم ثقل الموازنة بالحاجز بسرعة أعلى من السرعة المُصممة له، مما يؤدي إلى قفز السيارة. يمكن أن يحدث هذا القفز أيضًا أثناء اصطدام سيارة بالحاجز وبسبب التشوه المرن لهيكل السيارة. حساباتنا نظرية وتفترض تسارعًا ثابتًا؛ فهي لا تأخذ في الاعتبار قفزات المصاعد أثناء التباطؤ العالي. ومع ذلك، فإنها تُقدم بعض المعلومات حول التسارع الذي يختبره الركاب وتأثير قذفهم في الهواء. لذلك، من الضروري اختبار وفحص الفرامل وأنظمة السلامة ونظام التعليق بانتظام بمساعدة فنيي المصاعد المؤهلين.

مراجع حسابات
[1] يونغ، هيو د.، روجر أ. فريدمان، وألبرت لويس فورد. فيزياء الجامعة مع الفيزياء الحديثة. الطبعة الثالثة عشرة.
[2] بارني، جينا، ولطفي الشريف. دليل حركة المصاعد: النظرية والتطبيق. روتليدج، 2015.
[3] ASME A17.1-2016 ، كود السلامة للمصاعد والسلالم المتحركة ، الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين.

مشاركة