استمع إلى هذه المقالة
كشفت أعطال الأثقال الموازنة في الصين والمملكة المتحدة، بما في ذلك انفصال بكرة معدلة عند جسر البرج وتفتت كتل حشو خام الحديد، عن المخاطر الخفية لتصميم الأثقال الموازنة والتعامل معها. وقد أدى تشوه الأجزاء العلوية المصنوعة من الصفائح المعدنية المضغوطة أثناء عمليات الرفع غير السليمة إلى انفصال محولات الحبال، في حين أن الإطارات خفيفة الوزن والحشوات الجديدة تثير مخاوف بشأن الإجهاد وعمر الخدمة. يجب أن تتحمل الأثقال الموازنة أحمالًا متنوعة ناتجة عن التشغيل العادي، ونهايات الحبال، والتعويض، والتخميد، وعمل معدات السلامة حتى سرعة تعاقدية تصل إلى 125%، وتتطلب توازنًا صحيحًا وتوازنًا زائدًا محددًا بالتصميم وليس بنسبة 50% المفترضة. غالبًا ما تدوم الأثقال الأصلية طويلة الأمد أطول من البدائل الحديثة، مما يحذر من استبدالها بأخرى مصممة هندسيًا لتوفير التكاليف دون تقييم كامل.
أكثر مما تراه العين
للوهلة الأولى، قد يبدو أنه لا يوجد الكثير مما يمكن قوله فيما يتصل بثقل المصعد المتواضع. ومع ذلك، فإن الإخفاقات الأخيرة في الصين، إلى جانب بعض الإخفاقات التاريخية في المملكة المتحدة، تشكل سبباً للقلق.
لقد فشل عدد من حوامل بكرة تحويل الحبل ذات الثقل الموازن، ويرجع ذلك في الأساس إلى تشوه وتشوه العناصر الأفقية في القسم العلوي من الثقل الموازن، والتي بالإضافة إلى تشكيل عنصر أمان مهم لإطار دعم الثقل الموازن، تحافظ أيضًا على بكرة تحويل الحبل والعمود والمحامل. ونتيجة لهذا الفشل، ينفصل المحول عن الثقل الموازن مع عواقب وخيمة.
في فشل تم الإعلان عنه على نطاق واسع في جسر برج لندن، انفصلت بكرة موازنة ومحمل تم تعديلهما أثناء عملية التحديث، عن إطار موازنة الوزن، مما أدى إلى إصابة الركاب في السقوط اللاحق لعربة المصعد.
تشمل حالات الفشل في الصين تفكك حشوات الموازنة المكونة من مسحوق خام الحديد ومزيج الأسمنت إلى الحد الذي تصبح فيه موازنة الوزن غير مستقرة و/أو قد تنطلق الحشوات مع عواقب وخيمة.
تقليديا، تم تشكيل الأوزان الموازنة على شكل وحدات من الحديد الزهر مكونة من قطعة واحدة أو أكثر (الصورة 1) وبعد ذلك في إطارات فولاذية هيكلية ملحومة أو مثبتة بمسامير مع أوزان حشو من الحديد الزهر.
تتضمن التصميمات الحديثة لأوزان الموازنة إطارات مكونة من صفائح معدنية مضغوطة يمكن أن تسبب مشاكل معينة من حيث المناولة أثناء إعادة ربط الحبل والإصلاحات وفي قابلية الإطار الخفيف للتلف والتشوه. تُظهر الصورة 2 إطارًا حديثًا لأوزان الموازنة مع تشوه القسم العلوي بسبب الرفع غير السليم والرفع مع لف حبال حول أعضاء الإطار العلوية. تُظهر الصورة 3 نفس وزن الموازنة بعد استبدال أعضاء الحبال التالفة الأصلية حيث أدت عملية الرفع والرفع الإضافية إلى تشوه القسم العلوي المستبدل حديثًا في وضع فشل مختلف. في حين لم يتم تزويد المهندسين المعنيين بتعليمات الرفع والرفع من الشركة المصنعة أو مرساة الرفع المتخصصة، على الرغم من أنهم كانوا يتعاقدون من الباطن مع الشركة المصنعة للمصعد، يبدو أنه لا يوجد عذر أو عذر لتكرار الخطأ مرتين متتاليتين.
إن النظر في الأحمال والقوى التي قد تُطبق على ثقل موازن يعكس مجموعة مكونات أكثر تعقيدًا مما قد يبدو للوهلة الأولى. من الواضح أن ثقل الموازنة يجب أن يكون قادرًا على تحمل القوى الناشئة أثناء الاستخدام العادي، بما في ذلك الأحمال المفروضة بواسطة إطار ثقل الموازنة نفسه وأوزان الحشو المرتبطة به، وتلك التي تنشأ أثناء التخزين المؤقت عند السرعة الزائدة؛ والقوى المطبقة عند نهاية الحبل عندما تتسارع عربة المصعد وترتفع بواسطة حبال التعليق؛ والقوى الناشئة بسبب ربط إطارات التعويض والتعويض، جنبًا إلى جنب مع القوى الإضافية التي يجب امتصاصها ونقلها من خلال التعويض إلى هيكل الحفرة أثناء تعشيق معدات أمان العربة؛ والتشغيل المضاد للارتداد والأحمال الإضافية المفروضة حيث يتم تثبيت عازل ثقل الموازنة على ثقل الموازنة بدلاً من أرضية الحفرة (الصورة 4). عندما يتم نشر معدات أمان ثقل الموازنة، يجب تصميم ثقل الموازنة لتحمل بأمان القوى المفروضة أثناء تشغيل معدات الأمان بسرعة تصل إلى 125٪ من سرعة الانقباض وبحيث يظل ثقل الموازنة ومكوناته سليمين وآمنين. يجب أن يكون إطار ثقل الموازنة صلبًا بدرجة كافية لضمان بقاء ثقل الموازنة مقيدًا داخل قضبان التوجيه الخاصة به ويجب ألا يتحرر ويصطدم بعربة الرفع. في التطبيقات عالية السرعة، يجب مراعاة توازن ثقل الموازنة ويمكن تحقيقه من خلال ضبط مدى أي إزاحة في أوزان الحشو و/أو وضع هذه الأوزان داخل الإطار و/أو عن طريق الضبط الدقيق لموقع تثبيت حبل تعليق ثقل الموازنة.
يجب استيعاب كل هذه العوامل والمخاطر المحتملة والتخفيف منها في تصميم الوزن الموازن بحيث يصبح الوزن الموازن في الواقع عبارة عن تجميع منتج هندسي معقد يتطلب دراسة جادة في أي تصميم.
قاعدة عامة في ممارسات التصميم التقليدية، بشرط أن يتم تكوين ثقل موازن لاستيعاب 5% إضافية من كتلة السيارة المقدرة ومساحة لا تقل عن 10% من الكتلة الإجمالية المقدرة للسيارة، أو على الأقل حشوين إضافيين.
يجب استيعاب كل هذه العوامل والمخاطر المحتملة والتخفيف منها في تصميم الوزن الموازن بحيث يصبح الوزن الموازن في الواقع عبارة عن تجميع منتج هندسي معقد يتطلب دراسة جادة في أي تصميم.
إن مسألة نسبة التوازن بين العربة ووزن الموازنة أو نسبة زيادة الوزن غالبًا ما تثار في المناقشات الصناعية وغالبًا ما تتعقد بشكل غير ضروري بسبب اقتراحات بوجود متطلب مطلق لنسبة زيادة الوزن بنسبة 50%، وهو أمر غير صحيح بالطبع. لقد واجهت نسبة زيادة وزن منخفضة تصل إلى 33%، وطالما أن علاقة الجر محفوظة ضمن المعيار، فهذا أمر جيد. إن تصميم المصعد وتطبيقه الخاصين يمليان نسبة زيادة الوزن، ولا توفر المعايير أي متطلب مطلق في هذا الصدد. الأمر متروك للمصمم، مع مراعاة الخصائص الخاصة لتصميم المصعد وتطبيقه، لتحديد ذلك. إن القدرة التصميمية للمعدات الأصلية المحتفظ بها هي التي تجعل من المهم للغاية، كجزء من أي تحديث، تحديد نسبة زيادة الوزن المناسبة، بدلاً من مجرد تخمين بنسبة 50%.
يعود تطبيق مفهوم المصعد الآمن إلى عشرينيات القرن العشرين ويتضمن توفير امتداد لثقل موازن يتم الاحتفاظ به في حفرة المصعد. وعند الحاجة، يتم توصيل الامتداد بالجانب السفلي لثقل الموازنة لتسهيل نقل حمولة ثقيلة تزيد عن سعة حمل عربة المصعد العادية. أتذكر تصميمًا تم توفيره لتسهيل نقل محول كبير من سطح مصنع للإصلاح/التجديد. كان المحول أثقل قطعة في المصنع وأثناء التصميم والبناء الأصليين، أدرج المصممون مفهوم المصعد الآمن لتسهيل صيانة وإصلاح المحول. يمكن زيادة سعة حمل عربة المصعد بما يصل إلى الثلث عن طريق تطبيق المصعد الآمن.
يعود تاريخ استخدام موازنة الوزن المزدوجة إلى النصف الأخير من القرن التاسع عشر، وتُحمل الأحمال المفروضة بواسطة السيارة وموازنة وزنها على نظام بكرة علوية منفصل عن آلة الرفع ذات الدفع الأسطواني ومتصل بشكل منفصل، بحبال خاصة به، بسيارة الرفع وموازنة وزنها الخاص. يقلل هذا الترتيب من الأحمال على آلة الرفع ذات الدفع الأسطواني ومحامل الآلة. تُظهر الصورة 19 مثالاً يعود تاريخه إلى عام 5 ولا يزال في الخدمة المنتظمة حتى يومنا هذا.
كانت أوزان الموازنة من نوع قضيب التعادل مستخدمة على نطاق واسع خلال الجزء الأول من القرن العشرين واستمرت حتى EN 20-81: 1، وإن كانت مقتصرة على سرعات السيارات التي تقل عن 1998 متر/ثانية، حتى الاستبعاد النهائي للتصميم في EN 1.0-81: 20. يظهر مثال في الصورة 2014. وفي حين لا يُنصح بالاحتفاظ بتصميمات قضيب التعادل في التحديث، فإن العديد من تصميمات التحديث تتضمن تعديلات على مثل هذه الأوزان الموازنة تتضمن إضافة إطارات تأمين أو أحكام أمان مماثلة.
يجب علينا أيضًا أن ندرك ونفهم أن الأوزان الموازنة هي مكونات طويلة العمر والتي غالبًا ما يتم الاحتفاظ بها كجزء من تحديث المصعد بحيث يمكن أن تظل الأوزان الموازنة في الخدمة لمدة 50 عامًا أو أكثر. في الواقع، أنا على علم بثقل موازن يعود تاريخه إلى عام 1908 والذي ظل في الخدمة لمدة 116 عامًا مع قضبان التوجيه الخشبية الخاصة به كما هو موضح في الصورة 6.
في حين أن تطوير إطارات موازنة معدنية مضغوطة خفيفة الوزن ومواد حشو بديلة غالباً ما يتم تبريره من خلال عوامل الاستدامة والاعتمادات "الخضراء"، فإن العمر التشغيلي المنخفض لهذه المكونات عند مقارنتها بالتصميمات التقليدية إلى جانب إدخال مخاطر السلامة المتزايدة (زيادة تحميل الإطارات المعدنية المضغوطة أثناء التحديث على سبيل المثال، جنباً إلى جنب مع أسئلة عمر التعب) يقودني إلى التساؤل حول الجدوى طويلة الأجل وقيمة مثل هذه المكونات المخفضة التكلفة (أو ذات القيمة الهندسية).
المزيد من الفئة
أخبار يومية