فرامل المصاعد المُحسّنة للمعايير الجديدة

نظام ثوري جديد من ماير يقلل الضوضاء ويعزز السلامة.

بقلم ألكسندر هوتلر وسيباستيان شتاينارت

تم تقديم هذه الورقة في مؤتمر Elevcon 2025 في لشبونة، البرتغال.

الملخص

أينما يتم نقل الأشخاص بالمصاعد، تكون سلامة الركاب هي الأولوية القصوى. لذلك يجب أن تلبي المكونات ذات الصلة بالسلامة مثل فرامل المصاعد أعلى متطلبات الجودة. بالإضافة إلى السلامة، ينصب التركيز في المصعد دائمًا على مستوى الضوضاء، وخاصة مع الفرامل. عدد الشركات المصنعة الدولية لفرامل المصاعد صغير، ولكن السوق يوفر مفاهيم مختلفة لتخميد الضوضاء مع فرامل المصاعد. لا يجعل نظام التخميد الجديد والثوري من شركة mayr® لنقل الطاقة الألمانية الفرامل هادئة للغاية فحسب، بل له أيضًا تأثير جانبي حاسم: فهو يضمن المزيد من الثبات، وفي ظل ظروف معينة، المزيد من السلامة طوال عمر الخدمة بالكامل. إنه يتيح مراقبة موثوقة وذكية ومبتكرة للفرامل - دون أي أجهزة استشعار إضافية. لا تساعد هذه المراقبة فقط على تقليل - أو حتى تجنب تمامًا - الأخطاء ووقت التوقف عن العمل، بل تدعم أيضًا صيانة المصاعد القائمة على الطلب بما يتماشى مع عبء العمل والصيانة الآلية عن بُعد.

1. مقدمة

لا تزال مصاعد الركاب من أكثر وسائل النقل أمانًا اليوم. ويؤكد انخفاض عدد الحوادث التي يتعرض لها الركاب في إحصاءات الحوادث والأعطال أن المنتجات التقنية عالية الجودة، وخاصةً مكونات السلامة التي يجب أن تجتاز عملية الهيئة المُبلّغة (NB)، تخضع لاختبارات موثوقة مسبقًا.^[1] ينطبق هذا بشكل خاص على سلامة فرامل الأمان المستخدمة في المصاعد. ولذلك، يولي كبار المصنّعين اهتمامًا بالغًا لضمان استيفاء فرامل الأمان الخاصة بهم لأعلى معايير الجودة. ومن بين أمور أخرى، يُجري العديد من المصنّعين الرائدين فحصًا نهائيًا شاملًا قبل التسليم، حيث تُسجّل جميع الخصائص التقنية المهمة وتُوثّق وتُخصّص لها أرقام تسلسلية دائمة. وبالتالي، يُمكن تتبّع حالة تسليم كل فرامل على حدة وتوثيقها في أي وقت. تضمن مجموعات البيانات هذه الحفاظ على معايير الجودة طوال السلسلة، حيث لا تسمح السلامة بأيّ تنازلات. بالإضافة إلى ذلك، يجب فحص فرامل الأمان قبل تسليمها من قِبل الجهات المعنية.

2. الخلفية: حلول الفرامل في الماضي والحاضر

سيطرت آلات الجرّ المُجهزة بمكابح أسطوانية تقليدية (ملفات لولبية للفرامل) على سوق المصاعد لعقود عديدة، ولا تزال متوفرة حتى اليوم (الشكل 1، اليسار). تتطلب تركيبات المصاعد الحديثة بدون غرفة آلات (MRL) آلات وفرامل مدمجة ومنخفضة الضوضاء. علاوة على ذلك، لم تستحوذ تقنية المصاعد بدون تروس على الحصة الأكبر من الآلات المُجهزة بالتروس التقليدية فحسب، بل ازدادت شعبية حلول الأحزمة (مقارنةً بالحبال) في السوق اليوم (الشكل 1، اليمين). وقد تم تحقيق سرعات أعلى تصل إلى 10 أمتار في الثانية في مصاعد شاهقة محددة في المباني الشهيرة. 

تؤثر الظروف المتغيرة على متطلبات تصميم العديد من مكونات السلامة، وخاصة تصميمات الفرامل.

٢.١. متطلبات الفرامل وفقًا لمعايير السوق الأوروبية

• كانت الفرامل ذات الدائرة المزدوجة (نوع الحذاء المزدوج) في تصميمات الفرامل الأسطوانية التقليدية المقاومة للفشل والمطبقة على زنبرك مطلوبة بموجب المعيار لعقود عديدة بالفعل، ولكن تم تحقيق العديد منها باستخدام ملف لولبي فرامل واحد فقط.^[2]
• أدى تحديث مثل تركيب مفاتيح صغيرة الحجم في مثل هذه النماذج القديمة إلى زيادة سلامة الفرامل.
• لقد وضعت متطلبات حماية حركة السيارة غير المقصودة/السرعة الزائدة للمصعد الصاعد النظام بأكمله عند مستوى أمان إضافي وفقًا لـ EN 81 A3:2009.
• يتضمن معيار EN ISO 8100 الجديد، المقرر إطلاقه بنهاية عام 2025، متطلبات جديدة للفرامل. من ناحية أخرى، ستُحدث تقنية الفرامل بدون مفتاح، المزودة بجهاز مراقبة مبتكر ضمن حزمة الفرامل، نقلة نوعية، مما يسمح بالصيانة التنبؤية.

٢.٢. ما الذي يجب مراعاته أيضًا عند اختيار فرامل السلامة لآلات جر المصاعد؟ 

قد يؤدي اختيار أو قياس المكابح بشكل غير صحيح إلى إصابات خطيرة و/أو أضرار بالممتلكات. لذلك، من الضروري لجميع الأطراف مراجعة التفاصيل الفنية للمنتج ونطاق أدائه بدقة عند اختيار مكابح المصاعد. في القطاعات الصناعية المهمة التي يتعاون فيها البشر والآلات بشكل وثيق، وخاصةً في قطاع المصاعد الذي يشمل نقل الركاب، يجب الالتزام بأعلى معايير السلامة.

على سبيل المثال، في حال انقطاع التيار الكهربائي أثناء عملية ما، يجب تثبيت كابينة المصعد بدقة أثناء التوقف الطارئ لتجنب أي ضرر. لذلك، من المهم استبعاد خطر السقوط غير المقصود للأحمال، وكذلك مسافات التوقف الطويلة غير المسموح بها، بشكل دائم في مرحلة التصميم.^[3] العامل الحاسم في هذا الصدد هو الاختيار الصحيح لفرامل الأمان، فضلاً عن دمجها بشكل صحيح في النظام العام.

2.3. السلامة بفضل مبدأ الأمان في تصنيع المنتجات

إلى جانب بعض حلول المكابح الهيدروليكية للمباني الشاهقة، تُعدّ مكابح الأمان الكهرومغناطيسية المُفعّلة بنابض، والمُعتمدة على مبدأ الأمان، الخيار الأمثل لتطبيقات المصاعد، إذ تُطبّق هذه المكابح عزم الكبح في حالة عدم تنشيطها (الشكل 2). تُوفّر هذه المكابح عزم الكبح المطلوب حتى في حالات التوقف الطارئ، أو انقطاع التيار الكهربائي، أو انقطاع التيار الكهربائي الناتج عن انقطاع الكابلات، على سبيل المثال.^[4] لضمان توفير فرامل الأمان احتكاكًا كافيًا وعملًا فعالًا في حالات التوقف الطارئ بعزم كبح محدد، يلزم استخدام بطانة احتكاك مصممة خصيصًا لهذا الغرض مع سطح فولاذي مضاد للاحتكاك. في حين أن فحص عزم الدوران السريع الذي يجريه العملاء شائع مع فرامل المصاعد الجديدة، إلا أنه نادرًا ما يُجرى اختبار عمر افتراضي كافٍ أثناء عملية التأهيل. لكن تركيبات الاحتكاك، وخاصةً في تصميمات الفرامل منخفضة التكلفة، غالبًا ما تصل إلى حدودها الاحتكاكية في ظل ظروف معينة، مثل التقادم وفي ظروف محيطة خاصة. الفرامل من خبراء عالميين ذوي خبرة طويلة معتمدة في السوق في جميع الظروف.

2.4. التحقق من شروط التطبيق بعناية

من المهم إجراء اختبار تأهيل كافٍ وتحديد شروط استخدام الفرامل بدقة قبل الاختيار. لذلك، ينبغي على المستخدمين تحديد متطلبات الفرامل بدقة قدر الإمكان بناءً على البيانات الفنية لآلة الجر الخاصة بهم ومجموعة المصاعد. بالإضافة إلى حد عزم الدوران الأدنى أو الأعلى ودرجات الحرارة المحيطة، يشمل ذلك أيضًا عدد سيناريوهات عمل الكبح الديناميكي أو المتطلبات الخاصة بمساحة التركيب. في هذه الحالة، يمكن لنظام معياري قياسي متطور تقنيًا من مُصنِّع الفرامل أن يوفر الدعم والتوجيه.

3. هادئ وآمن باستمرار طوال عمر الخدمة بالكامل؛ انبعاثات ضوضاء أقل بكثير من 65 ديسيبل (أ) حتى 5 ملايين دورة تحويل

بالإضافة إلى السلامة، يلعب مستوى ضوضاء فرامل المصاعد دورًا مهمًا في ضمان سهولة استخدام آلات الجر عند تركيبها مباشرةً في عمود المصعد. يُطلق على هذا التركيب اسم تصميم مصعد MRL. تُعد أنظمة تخميد الضوضاء في الفرامل مكونات قوة يمكن أن تُساهم في تأثير القوة على آلية السلامة. لذلك، من المهم للغاية أن تكون مساهمة القوة هذه مستقرة وتظل ثابتة بمرور الوقت. بخلاف ذلك، يجب مراعاة احتياطيات السلامة طوال عمر الخدمة. لهذا السبب، يعمل الخبراء والمهندسون من أقسام البحث والتطوير في الشركات المصنعة الرائدة باستمرار على تطوير أنظمة تخميد فراملهم وتقديم حلول جديدة ومتقدمة تقنيًا. في النهاية، من المهم أن توفر فرامل المصاعد الأمان بشكل موثوق في جميع حالات التشغيل وأن تكون ضوضاء التبديل معدومة تقريبًا - ليس فقط عندما تكون الفرامل في حالة جديدة، ولكن طوال عمر خدمتها بالكامل. تؤكد الاختبارات طويلة المدى أن فرامل ماير، على سبيل المثال، لا تزال تعمل بمستوى ضوضاء منخفض يقل عن 65 ديسيبل (أمبير) حتى بعد عدة عمليات تبديل (تصل إلى 5 ملايين)، وأن الثبات المطلوب لنظام الأمان لا يتأثر. ويتحقق ذلك، من بين أمور أخرى، بفضل نظام تخميد جديد حاصل على براءة اختراع، يعتمد على الهندسة الخاصة لقرص محرك الفرامل.^[5] يعد هذا خيار اختيار جديد بالإضافة إلى التخميد المطاطي القابل للتعديل الحاصل على براءة اختراع، ويوفر فوائد إضافية.

4. توفر فرامل الأمان المثبطة بالمعدن ثباتًا في درجة الحرارة مقارنةً بمواد الإيلاستومر لعمر خدمة أطول وسلامة أفضل

العديد من أنظمة التخميد في مكابح المصاعد المصنوعة من مواد الإيلاستومر معرضة للتلف نتيجةً لتأثيرات درجة الحرارة والحرارة. قد يؤدي هذا إلى تدهور في مستوى الضوضاء مع مرور الوقت، وقد يُسبب مخاطر على السلامة إذا لم تُراعَ معايير الأبعاد بدقة.

في ضوء معيار EN ISO 8100-1/2 الجديد، تُناقش لجان المعايير حاليًا قياسات قوة الكبح اليومية التي تهدف إلى تعزيز السلامة. في بعض الحالات، قد يؤدي ذلك إلى زيادة فترات توقف أنظمة الإيلاستومر مع تقدمها في العمر. لذلك، لا يُنصح باستخدام أنظمة التخميد المرنة الشائعة للضوضاء، مثل مخمدات الحلقة الدائرية البسيطة دون خيارات تعديل، إلا في حال مراعاة معايير قياس الأبعاد المتزايدة.

يجب أيضًا مراعاة المعايير الأوروبية الحالية EN 81-20/50:2020، والتي سيتم استبدالها أيضًا بالمعيار الجديد EN ISO 8100-1/2. تضمن المراقبة اليومية لقوة الفرامل مستويات الجودة وتكشف نقاط الضعف في نظام التخميد.

فتحت ماير آفاقًا جديدة مع نظام التخميد المعدني المتكامل الجديد في مكابح المصاعد. يتميز النظام الجديد بمتانته الفائقة وعدم تأثره بدرجات الحرارة المنخفضة والعالية، نظرًا لتركيبه المعدني/الميكانيكي. ورغم التغيرات التي تطرأ على الإيلاستومرات/البلاستيك نتيجة درجات الحرارة القصوى، إلا أن معامل مرونة نظام التخميد المعدني يبقى ثابتًا دائمًا (بين 0 و80 درجة مئوية). ولا يتطلب النظام أي تعديل ميكانيكي.^[5]

5. مراقبة الفرامل الذكية بدون أجهزة استشعار إضافية

بفضل نظام التخميد المعدني الجديد والمبتكر، أصبح من الممكن الآن أيضًا مراقبة الفرامل الذكية والموثوقة دون الحاجة إلى أجهزة استشعار إضافية. لا تتوفر المراقبة المستمرة إلا في نطاق محدود، لا سيما في الأنظمة ذات التخميد المرن. تؤدي تأثيرات درجة الحرارة وشيخوخة الإيلاستومرات إلى تباين منحنيات التيار والجهد، مما يساهم في اكتشاف الأخطاء وتعطل أنظمة المراقبة. تتم هذه المراقبة بالتزامن مع المخمدات المعدنية ووحدة ROBA® brake-checker® القابلة للتركيب، والتي تقدمها ماير كحل ذكي لمراقبة الفرامل الكهرومغناطيسية دون الحاجة إلى أجهزة استشعار لسنوات. تعمل هذه الوحدة بدون جهاز استشعار، ولكنها تستخدم الفرامل نفسها كمحرك كهرومغناطيسي كـ"مستشعر". يحلل جهاز ROBA brakechecker عمليات التحول الفيزيائي داخل الفرامل، أي التحول من الطاقة الكهربائية إلى المغناطيسية، ثم إلى الطاقة الميكانيكية. يمكن تحديد هذه العمليات من خلال تقييم التيار والجهد.

6. حزمة البرامج: التكنولوجيا كخيار تكامل في أنظمة التحكم

يمكن للمستخدمين دمج الوحدة بسهولة وسرعة في الآلات والأنظمة دون الحاجة إلى التدخل في المحول أو مكونات التحكم. ومع ذلك، كخيار إضافي، يُمكن دمج برنامج فحص الفرامل ROBA الحالي (بدلاً من وحدة الأجهزة) في نظام التحكم الخاص بالعميل، وهو أمرٌ يُناسب الكميات الكبيرة. يمكن القيام بذلك في سياق التعاون، على سبيل المثال. يمكن لمورّد الفرامل الاستفادة من خبرة تمتد لعقود في مجال مراقبة الفرامل، ويمكنه المساهمة بالتكنولوجيا اللازمة للدمج مباشرةً في نظام التحكم الخاص بالعميل، عند الحاجة.

7. خفض التكاليف باستخدام الفرامل "الناطقة"

وحدة فحص الفرامل ROBA، المُثبّتة بمصدر جهد الفرامل، تكتشف حركة قرص المحرك من خلال تحليل مُوسّع للتيار والجهد، وتُحدّد حالة الفرامل. بالإضافة إلى مراقبة حالة التبديل ودرجة حرارة الملف الحرجة، تُجري وحدة فحص الفرامل ROBA أيضًا مراقبة وقائية للتآكل والاحتياطي الوظيفي والأعطال. هذا يعني أنه يُمكن الآن تقييم العمليات، واكتشاف أي شذوذ في العملية بسرعة، واستخلاص استنتاجات من العلاقات المُتشابكة المُعقدة. كما يُمكن دمجها في أنظمة الصيانة عن بُعد، ما يعني إمكانية تخطيط الصيانة: حيث يُمكن لمُشغّل المصعد أو المُصنّع إجراء الصيانة بطريقة مُستهدفة ومُنسّقة. هذا يُتيح وفورات مُحتملة، ليس باستخدام مُكوّنات منخفضة التكلفة، بل بتوفير الخدمات المُستهلكة للوقت والتكلفة. تُوفّر الوحدة نفسها الآن معلومات مُفصّلة عن حالة الفرامل. في بعض الدول، يجب على موظفي الصيانة إجراء إجراءات الصيانة الدورية، وتُوثّق النتائج يدويًا. إذا لم تعد هذه الزيارات وأعمال الخدمة ضرورية، فسيتمكن العملاء (أي مالكو المباني) من توفير الكثير من المال. ولكن لتحقيق ذلك، يجب دمج تكاليف الشراء وتكاليف الخدمة.

8. مراقبة الحالة بدون مفاتيح: مراقبة موثوقة بغض النظر عن موقع الاستخدام

نظرًا لأن جهاز فحص الفرامل ROBA يعمل بدون أجهزة استشعار - أي أنه لا يلزم توصيل أي مفتاح دقيق أو مفتاح قرب بالجزء الخارجي من الفرامل لمراقبة حالة التبديل/التحرير - يمكن استخدام فرامل أمان مبسطة بتصميم أساسي ويمكن اعتبار فجوات هوائية أصغر بشكل اختياري في مثل هذه التصميمات للفرامل.

على عكس الحلول المُستخدمة مع المفاتيح الدقيقة، والتي تتعرض للصدمات والاهتزازات بسبب تركيبها على الفرامل، تُجرى المراقبة باستخدام جهاز فحص الفرامل ROBA الخارجي من خزانة التحكم، أي في بيئة محمية. وبالتالي، تُستبعد الأعطال الناتجة عن الظروف المحيطة الخاصة وإشارات الخطأ الناتجة عن الأوساخ (مثل غبار الاحتكاك).

من المهم أن توفر فرامل المصاعد الأمان بشكل موثوق في كل حالة تشغيل وأن تكون أصوات التبديل غير موجودة عمليًا.

9. اختتام

تُعدّ معلومات الحالة الدائمة للمكونات الأساسية، والصيانة المرتبطة بالطلب (القابلة للتخطيط والملائمة للتكرار الفعلي لاستخدام المصاعد)، والصيانة الآلية عن بُعد، وتحليلات الأخطاء بين المصاعد/المباني، الجوانب الرئيسية لصيانة المصاعد في المستقبل (الشكل 4). تُقدّم الشركات المصنعة الرائدة حلولاً للصيانة التنبؤية لفرامل المصاعد الكهرومغناطيسية بناءً على فحوصات الحالة الدائمة. ويتم التركيز هنا على وحدة فحص فرامل ROBA، التي لا تقتصر قدرتها في إصدارها الأساسي على مراقبة الفرامل وتزويدها بالكهرباء دون استخدام أجهزة استشعار فحسب، بل تُوفّر أيضًا في إصدارها المُطوّر بيانات، مما يضمن السلامة الذكية. هذا يعني أنه يُمكن الآن أيضًا تقييم الاتجاهات التقنية، واكتشاف أي تشوهات أثناء تشغيل التطبيق بسرعة، واستخلاص استنتاجات من العلاقات المُعقدة. بالنسبة للمستخدمين، هذا يعني صيانة قابلة للتخطيط وفعالة من حيث التكلفة، وأقصى توافر للنظام. تُعد هذه الوحدة تقنية مناسبة لجيل جديد من فرامل المصاعد، وقد تم اختبارها في السوق في العديد من الفروع المختلفة.

أخيرًا، تُعدّ سلامة الركاب أولوية قصوى. ينبغي أن يحظى كل مكون، وخاصةً مكابح الأمان المتكاملة في آلة جرّ المصاعد، بالاهتمام، لأن المكونات المتعلقة بالسلامة، مثل مكابح المصاعد، يجب أن تستوفي أعلى معايير الجودة. ومع ذلك، نظرًا للمنافسة العالمية الشديدة في صناعة المصاعد، يلعب السعر دورًا رئيسيًا باستمرار، حتى بالنسبة للمكونات المتعلقة بالسلامة. على الرغم من هذا الوضع في السوق، يجب اختيار منتجات موثوقة بعناية، لأن السلامة لا تقبل التنازلات.

مراجع حسابات

[1] تي يو في-فيرباند (2024، 13 يونيو). تقرير Anlagensicherheits 2024. tuev-thueringen.de/blog/anlagensicherheitsreport-2024-gutjeder- zehnte-aufzug-hat-schwere-maengel

[2] بروكس، درو (2025، 17 فبراير). الامتثال لقانون المصاعد - فرامل المصاعد. الامتثال لقانون سلامة المصاعد الإلزامي في مدينة نيويورك، القسم 3.8.4.1 فرامل ذات مكبس واحد. libertyelevator.com/blog/elevatorsafety- code-compliance-elevator-brakes

[3] ألكسندر هوتلر (2013). فرامل الرفع الكهروميكانيكية. في فولبي، ج. (Hrsg.)، كيف يعمل (3. أوفلاج، S.56-63). فولبي إديتور ريالا

[4] بيستل. ه وآخرون. (2014). Elektromagnetische Sicherheitsbremsen، Die Bibliothek der Technik. Süddeutscher Verlag onpact GmbH.

[5] فيتشتل، مايكل، (2018). Bremse mit Integrated Dämpferstruktur (DE 10 2018 008 899 A1 2020.05.14). Deutsches Patent- und Markenamt. depatisnet.dpma.de/DepatisNet/ depatisnet?window=1&space=main&content= captcha&action=pdf&docid= DE102018008899A1&xxxfull=1

الكسندر هتلر يعمل في شركة ماير باور
نقل، وهي شركة دولية مقرها ألمانيا
مُصنِّع فرامل الأمان. في عام ١٩٩٢،
انضم إلى ماير وعمل في العديد من المجالات المختلفة
مجالات المسؤولية. منذ عام 2006، كان
كان جزءًا من إدارة الحسابات الرئيسية العالمية
لفرامل المصاعد، مما أدى إلى العديد من
مشاريع تصنيع المعدات الأصلية الدولية. ماير باور
يعتبر النقل معروفًا بأنه رائد
الشركة المصنعة لفرامل المصاعد وحواملها
العديد من براءات الاختراع في هذا المجال.

سيباستيان شتاينرت يعمل في شركة ماير باور
الإرسال. وهو جزء من الحساب الرئيسي العالمي
إدارة فرامل المصاعد وقد أدت
مشاريع OEM الدولية.