Proporcionar protección secundaria contra el deslizamiento del freno del elevador de tracción

Una de las cosas más peligrosas que pueden suceder con los elevadores de tracción es el cizallamiento debido a un deslizamiento de los frenos. Desafortunadamente, también es uno de los más difíciles de prevenir, ya que puede deberse a defectos en el ascensor tradicional en modo de control. En la evolución a largo plazo de todo el sistema de seguridad de un ascensor, se han mejorado y fortalecido muchas características, pero cuando se trata de una de las protecciones de seguridad más importantes, para el freno, todavía existen desafíos.

El dispositivo de agarre de cuerda electromecánico de un ascensor puede, hasta cierto punto, proporcionar una protección secundaria para el freno. Sin embargo, no todos los ascensores han dispuesto dispositivos de agarre de cables electromecánicos, y debido al uso generalizado reciente del motor síncrono en ascensores, cada vez más unidades no tienen una disposición de dispositivo de agarre de cables cuando se fabrican. Esto significa que muchos ascensores no pueden usar dispositivos de agarre de cuerda para evitar accidentes por cizallamiento. Este artículo trata sobre el desafío de encontrar una forma universal de proporcionar protección secundaria contra el deslizamiento de los frenos.

El problema de prevenir el cortocircuito del enclavamiento de la puerta y el circuito de freno se puede resolver con actualizaciones de hardware y software del circuito.

Cómo ocurren los accidentes por cizallamiento de elevadores

Los accidentes por cizallamiento del elevador pueden ocurrir de tres maneras: falla del enclavamiento de la puerta del elevador, falla del freno de control eléctrico o falla del freno mecánico. Cuando se produce una falla en el enclavamiento de la puerta del ascensor, como cuando un circuito de enclavamiento de la puerta se ha cortocircuitado, el ascensor debe funcionar directamente con la puerta abierta una vez que se hayan registrado las señales del exterior o del interior de la cabina, porque el sistema de control puede confundirlo con estar cerrado. .

Además, si el circuito de control de freno se ha cortocircuitado o los contactos se han soldado entre sí, el elevador debe moverse directamente con la puerta abierta, porque el freno no puede frenar cuando se enciende. Siempre que el automóvil se mueva con la puerta abierta, pueden ocurrir fácilmente accidentes por cizallamiento. Para evitar este escenario peligroso, el circuito de control de freno y de bloqueo de puerta debe agregar protección contra cortocircuitos (o soldaduras) para que la operación se detenga automáticamente cuando el circuito cortocircuite. El problema de prevenir el cortocircuito del circuito de bloqueo de puerta y freno se puede resolver con actualizaciones de hardware y software del circuito.

En caso de fallo de un freno mecánico, la solución es mucho más compleja. Cuando un ascensor se detiene en un rellano, el sistema de frenado mecánico garantiza la fiabilidad de la parada. Si la fuerza de frenado mecánico no es suficiente, el elevador también puede resbalar con la puerta abierta. Dado que este problema se origina en el propio freno, el ascensor debe utilizar otro dispositivo de protección de seguridad. Sin embargo, otros dispositivos de protección de seguridad existentes no actúan como un freno, lo que proporciona la protección más eficaz contra accidentes por cizallamiento. Además, no es fácil agregar un nuevo dispositivo de protección a un ascensor.

Efectividad de otros dispositivos de seguridad

Los dispositivos de seguridad, tanto mecánicos como eléctricos, pueden fallar, lo que puede tener consecuencias graves. La protección secundaria adecuada puede prevenir tales situaciones. Un freno de ascensor también puede fallar, lo que podría causar un accidente grave. Pero ahora, cuando la falla de los frenos conduce a un accidente por cizallamiento, la mayoría de los otros dispositivos de seguridad no pueden brindar una mejor protección secundaria.

El equipo de seguridad de un ascensor es un importante dispositivo de seguridad mecánico que se utiliza para la protección contra exceso de velocidad. No está diseñado para actuar a velocidad baja o media-baja, por lo que no puede proporcionar protección en accidentes de cizalla de velocidad baja o media. Si este fuera el caso, su frecuencia de funcionamiento aumentaría significativamente, provocando un mayor daño al carril guía. Además, para proteger contra accidentes de cizalla, debe haber un dispositivo de monitoreo eléctrico para evaluar su posibilidad. Una vez enfrentado el riesgo de una falla en el freno por accidente de cizalla, un dispositivo de monitoreo eléctrico activaría el equipo de seguridad. Ahora, sin embargo, todos los engranajes de seguridad deben activarse mediante acción mecánica, lo que hace que dicho dispositivo no pueda proporcionar una protección secundaria contra accidentes por cizallamiento.

Si su sistema de control de movimiento se ha modificado correctamente, un dispositivo de agarre de cuerda puede proteger contra accidentes de cizalla mejor que otros componentes de seguridad.

Un amortiguador es un importante dispositivo de seguridad mecánica, pero su capacidad para protegerse contra accidentes por cizallamiento es muy limitada. Un amortiguador proporciona una protección eficaz en solo dos circunstancias muy especiales, es decir, cuando el ascensor se detiene directamente en el piso superior y acaba de deslizarse hacia arriba, o se detiene en el piso inferior y simplemente se desliza hacia abajo.

Si su sistema de control de movimiento se ha modificado correctamente, un dispositivo de agarre de cuerda puede proteger contra accidentes de cizalla mejor que otros componentes de seguridad. Sin embargo, el dispositivo de agarre de cuerda tiene sus limitaciones. Los dispositivos de sujeción de cuerdas se dividen en dos tipos: mecánicos y eléctricos, y solo un dispositivo de sujeción de cuerdas electromecánico puede realizar una protección secundaria para el freno. Un dispositivo de agarre de cuerda puramente mecánico no puede hacerlo. Es más, debido al uso del motor síncrono en los últimos años, cada vez más ascensores, incluidas las unidades sin cuarto de máquinas, no tienen una disposición de dispositivo de agarre de cuerdas cuando se fabrican. En cuanto a otros dispositivos eléctricos de seguridad en ascensores, debido a que la protección final la realizará el freno, una vez que ese sistema falla, los dispositivos eléctricos de seguridad también fallan.

Accidentes de cizallamiento atribuidos al deslizamiento de los frenos

Si su fuerza de frenado es corta, un elevador puede patinar fácilmente, sin importar si lleva una carga ligera o completa. De acuerdo con las disposiciones de los ascensores, el coeficiente de equilibrio debe estar entre el 40 y el 50%. Si la carga nominal de un ascensor es de 1000 kg y el coeficiente de equilibrio tiene un valor intermedio del 45%, entonces la carga excéntrica máxima es de solo 450 kg cuando la cabina es más liviana, la carga excéntrica máxima puede ser de 650 kg cuando la cabina está sobrecargado, que es el 110% de la carga nominal. Aunque los resbalones atribuidos a la falla de los frenos pueden ocurrir en condiciones de carga liviana, ocurren principalmente en situaciones de carga completa o sobrecarga.

En octubre de 2011 en Chongqing, China, un accidente de cizalla atribuido a una falla en los frenos hirió fatalmente a un hombre. Antes del accidente, una cabina de ascensor transportaba una carga completa a un piso superior, deteniéndose cerca del rellano superior. Se abrieron las puertas. Al mismo tiempo, el automóvil comenzó a deslizarse hacia abajo con las puertas aún abiertas. En el proceso, la cabeza del hombre se atascó entre la parte superior de la puerta del automóvil y la puerta del rellano inferior. El herido fue trasladado a un hospital, pero sus heridas eran demasiado graves y murió varios días después. Una investigación posterior al accidente reveló que la fuerza de frenado del elevador era insuficiente y que el coeficiente de equilibrio era menor, porque una vez que la cabina se había cargado casi al máximo, el elevador se resbaló, lo que provocó el accidente de cizallamiento.

Los dispositivos trabajan juntos para formar un sistema de seguridad completo

Como se mencionó anteriormente, la función independiente de cualquier otro dispositivo de seguridad no puede superar la del freno, que es clave para prevenir accidentes por cizallamiento. Pero, si los dispositivos de seguridad independientes pueden trabajar juntos para formar un sistema de seguridad completo, el escenario mejora enormemente. Cuando ocurren accidentes de cizalla, el principal componente defectuoso suele ser el freno. Las funciones de otros dispositivos de seguridad (enclavamiento de puertas, puertas de automóviles, operación de inspección, amortiguadores, etc.) pueden no representar un problema, pero si pueden cooperar entre sí, pueden desempeñar el importante papel de protección secundaria contra accidentes de cizalla relacionados con fallo de freno. En un sistema de protección perfecto, los dispositivos que cooperan armoniosamente entre sí pueden compensar las debilidades de cada componente individual y pueden formar una función nueva y poderosa. Por lo tanto, un sistema de protección perfecto no colapsará debido a la falla de un componente aislado, porque otros componentes lo compensan, lo que a su vez hace que el sistema se detenga de una manera segura que no dañe a las personas ni al equipo.

A continuación, este artículo introduce una función contra el cizallamiento en un elevador de tracción que se puede utilizar como protección secundaria general para el freno. Incluye el proceso de cambio de nivel, que es similar a una función anterior, pero tiene una gran diferencia. La capacidad de control de velocidad y nivelación de los primeros ascensores solía ser deficiente, lo que dificultaba la nivelación precisa una sola vez. Para remediar esta situación, los primeros ascensores utilizaron una función de nivelación automática. A medida que la velocidad y el control de nivelación mejoraron con el tiempo, la reevaluación cayó en desgracia.

El relevamiento con el propósito de protección contra cizallamiento puede ser similar al simple relevamiento de los primeros ascensores, pero con diferencias esenciales. Primero, la nivelación de los primeros ascensores se llevó a cabo cuando los frenos funcionaban normalmente, pero la nivelación para protección contra cizallamiento se realiza cuando fallan los frenos. En segundo lugar, el propósito de volver a nivelar en los primeros ascensores era simplemente para nivelar con precisión, pero el propósito de volver a nivelar para protección contra cizallamiento sería prevenir un trágico accidente. En tercer lugar, el cambio de nivel simple es un método único, pero el cambio de nivel para la protección contra el cizallamiento implica la cooperación entre los componentes para formar una síntesis.

La figura 1 ilustra el proceso de control básico para la protección contra el corte de tracción del ascensor. Este proceso es principalmente para la protección secundaria del freno. Aunque el bloqueo de la puerta y el cortocircuito del freno también podrían provocar un accidente por corte, analicé ese escenario en mi artículo anterior (ELEVATOR WORLD, julio de 2011). La idea básica es la siguiente.

Procedimiento de cooperación de dispositivos

Primero, necesitamos dispositivos de monitoreo (como uno eléctrico para soldadura por contacto o cortocircuito, uno para la posición de nivelación del automóvil o la posición en la zona de desbloqueo, u otro dispositivo o software correspondiente) para determinar el estado de falla del freno. Cuando un ascensor llega a un rellano, el dispositivo de control detecta primero si los circuitos se han cortocircuitado en el circuito de bloqueo de puerta y freno. Si hay un cortocircuito en el circuito de bloqueo de la puerta o circuito de freno, el dispositivo de monitoreo debe desconectar el circuito de la cadena de seguridad para cortar el motor principal y frenar y detener el ascensor. Dado que el motor principal y el freno no tienen ningún problema siempre que se haya desconectado la energía eléctrica, se puede interrumpir el funcionamiento del ascensor. Y, si no se ha detectado ningún cortocircuito en el enclavamiento de la puerta o en el circuito de freno, los dispositivos de monitoreo deben detectar la posición en movimiento en la zona de desbloqueo.

En un sistema de protección perfecto, los dispositivos que cooperan armoniosamente entre sí pueden compensar las debilidades de cada componente individual y pueden formar una función nueva y poderosa.

Si el automóvil continúa moviéndose mientras las puertas se abren después de desconectar la energía, y la distancia de movimiento es mayor desde la posición de precisión de nivelación, se puede concluir que hay algún problema con el freno. Una vez que se ha confirmado la falla de los frenos, el sistema de protección debe tomar inmediatamente medidas de protección secundaria más complejas contra un posible accidente de cizallamiento. El primer paso debe ser alarmante para el servicio de rescate, como iniciar una alarma. Los socorristas de alerta deben realizarse junto con la activación de otras medidas de protección automática, porque es crucial llevar ayuda al lugar lo antes posible.

Si una cabina de ascensor se detuvo directamente en el piso superior y se deslizó hacia arriba, o en el piso inferior y se deslizó hacia abajo, cuando ocurrió el accidente, el sistema de control no necesita iniciar el proceso de nivelación, porque, en este caso, el amortiguador puede prevenir un corte. accidente. Pero, en otros casos, si el automóvil se detiene en el piso y resbala con la puerta abierta, el proceso debe iniciarse de inmediato. Es decir, si la cabina se ha deslizado hacia abajo en el borde inferior de la zona de desbloqueo, el ascensor debe energizarse inmediatamente para volver a subir de nivel. Por el contrario, si la cabina se ha deslizado hacia arriba en el borde superior de la zona de desbloqueo, la máquina del ascensor debe energizarse inmediatamente para volver a nivelar hacia abajo. Debido a que el proceso de deslizamiento hacia arriba es similar al de deslizamiento hacia abajo, solo analizaremos este último.

En el proceso de cambio de nivel, el sistema de control primero emite un recordatorio de voz a los pasajeros para que abandonen el área de la puerta del automóvil, luego fuerza la puerta a cerrar. Se necesitan dos condiciones para que ocurra un accidente de cizallamiento de ascensor: la apertura de las puertas del rellano y de la cabina, y el movimiento de cizallamiento de las puertas del rellano y la cabina. Siempre que las dos condiciones no se produzcan al mismo tiempo, podemos prevenir eficazmente los accidentes por cizallamiento.

Cuando la puerta del automóvil se cierra en la zona de desbloqueo, se debe mantener la función de reabrirla en caso de que una persona o personas sean golpeadas en la entrada, pero la puerta debe volver a cerrarse sin demora. Si algunos pasajeros son golpeados por la puerta en el proceso, la puerta debería abrirse una vez más y así sucesivamente. Pero, una vez que la puerta del automóvil se ha cerrado por completo, el botón de apertura de la puerta del automóvil debe neutralizarse para evitar que los pasajeros la abran, ya que esto es muy peligroso. Sería mejor que la cabina esté provista de una puerta con cerradura mecánica que solo se pueda abrir a través del rellano de la puerta en la zona de desbloqueo, evitando a su vez que los pasajeros abran la puerta cuando el ascensor está operando fuera de la zona de desbloqueo.

Debido a la falla de los frenos, un automóvil que ha subido al nivel de aterrizaje durante el proceso de protección puede resbalar nuevamente, pero mientras su puerta no esté cerrada, el automóvil debe repetir el proceso de nivelación y continuar usando indicaciones de voz para guiar a los pasajeros fuera del área de la puerta del automóvil hasta que las puertas se hayan cerrado.

Para evitar que la máquina inicie demasiada frecuencia en un tiempo demasiado corto, la protección contra el cizallamiento debe reducir la frecuencia de nivelación tanto como sea posible. Por lo tanto, el relevamiento debe ejecutarse en la dirección opuesta al deslizamiento. En otras palabras, el proceso básico de deslizamiento y relanzamiento debe alternarse. Además, el tiempo de conversión debe extenderse tanto como sea posible, es decir, el proceso de cambio de nivel debe iniciarse justo cuando el automóvil se ha deslizado hasta el borde de la zona de desbloqueo e, idealmente, el proceso de cambio de nivel debe extenderse hasta la mitad del desbloqueo. zona del otro lado: superando el nivel de aterrizaje pero sin llegar al borde de la zona de desbloqueo.

En la Figura 1, es simplemente una forma sencilla de que el ascensor detenga el proceso de nivelación cuando la cabina llega al nivel del rellano. Para protegerse contra el proceso de cizallamiento, la velocidad de nivelación debe disminuir tanto como sea posible (sin exceder 0.3 mps), y el elevador debe tener un contacto de seguridad eléctrico (o circuito de seguridad) que pueda cumplir con los requisitos relacionados y evitar todo movimiento de la cabina. fuera de la zona de desbloqueo con la puerta abierta.

Debido a que el sistema de monitoreo habrá hecho sonar una alarma automáticamente después de que el freno falló, notificando a los trabajadores de rescate, cuando lleguen al lugar, también pueden detener el proceso de nivelación y seleccionar el método apropiado para rescatar a los pasajeros. Antes de que lleguen los rescatistas, si la puerta del ascensor se puede cerrar automáticamente, el proceso de nivelación se puede detener automáticamente. Durante este tiempo, si la carga del automóvil está cerca de la carga nominal o sobrecargada, debe operar lentamente hacia abajo hasta el piso inferior con la puerta cerrada; si el automóvil está cerca de una carga liviana, debe operar lentamente hacia arriba hasta el piso superior con las puertas cerradas y detenerse en el bloqueo de falla mientras los pasajeros esperan el rescate.

En este proceso, algunos pasajeros pueden escapar abriendo con fuerza la puerta. Esto significaría una reducción de la carga, lo que podría significar que la cabina se desliza hacia arriba como resultado de la carga más ligera después de que la cabina del ascensor haya llegado al piso inferior con carga nominal o sobrecargada. Durante este tiempo, si algunos pasajeros continúan escapando, aún puede ocurrir un accidente de cizallamiento. En otras palabras, si el automóvil se desliza hacia arriba en el borde superior de la zona de desbloqueo, se debe iniciar nuevamente el relanzamiento para el proceso descendente.

Si las puertas del elevador se han cerrado nuevamente en el proceso de protección, el elevador debe operar hasta el piso superior y detenerse en el bloqueo de falla. Cuando el automóvil ha llegado al piso superior desde el piso inferior, incluso si algunos pasajeros escaparon abriendo la puerta del automóvil, el automóvil se volverá más liviano que antes y no podrá deslizarse hacia abajo; por lo tanto, no necesita volver a nivelarse. Si el automóvil se deslizó hacia arriba en la posición más alta del piso superior y algunos pasajeros saltan al escapar, el faldón del automóvil puede evitar que caigan al pozo. Por lo tanto, el faldón del automóvil debe tener la longitud y la rigidez suficientes para tal protección. De acuerdo con los requisitos estándar (por ejemplo, EN 81-1), la altura de la parte vertical del faldón del automóvil debe ser de al menos 0.75 m. Esta altura es segura si el delantal tiene suficiente rigidez.

En términos de la seguridad general del ascensor, el freno es probablemente el componente que más necesita protección secundaria.

Si el freno falla y el automóvil se desliza hasta el borde de la zona de desbloqueo con la puerta abierta, se debe iniciar el proceso de nivelación para proteger los elevadores de tracción de cortes. ¿La operación ha tenido algún problema de seguridad? No, no lo tiene. Algunos ascensores todavía utilizan el método de nivelación con la puerta abierta en la zona de desbloqueo para aumentar la eficiencia de apertura de la puerta. Esto tiene problemas de seguridad cuando el automóvil sale de la zona de desbloqueo con la puerta abierta. En algunas normas técnicas, una cabina de ascensor puede nivelar o volver a nivelar en la zona de desbloqueo con la puerta abierta. Sin embargo, la velocidad de nivelación o descenso tiene un límite, por lo que debe tener un contacto de seguridad eléctrico (o circuito de seguridad) que pueda cumplir con los requisitos relacionados y evitar todo movimiento del automóvil fuera de la zona de desbloqueo con la puerta abierta.

La protección contra el cizallamiento de un elevador de tracción no solo tiene estos requisitos, sino que también tiene una mayor seguridad. Esto se debe a que si el freno patina, el contacto eléctrico de seguridad del ascensor general perdería eficacia. Un elevador que tiene protección contra el cizallamiento puede evitar el movimiento de la cabina fuera de la zona de desbloqueo mediante el relanzamiento cuando la cabina se desliza hacia el borde de la zona de desbloqueo. Al mismo tiempo, la protección contra el cizallamiento también puede evitar que el automóvil se mueva fuera de la zona de desbloqueo con la puerta abierta.

En caso de falla de los frenos, un automóvil que vuelve a subir de nivel al nivel de aterrizaje aún puede resbalar, pero mientras la puerta del automóvil no esté cerrada, el automóvil debe repetir el proceso de descenso después de que se haya deslizado. Por lo general, esto no debería hacer que la máquina tenga demasiada frecuencia en un período de tiempo demasiado corto. Debido a que la velocidad de descenso es lenta, incluso si el freno se desliza de nuevo después de volver a nivelar, la etapa inicial de deslizamiento sigue siendo lenta. Aunque la velocidad del deslizamiento puede aumentar gradualmente, este proceso terminará con la operación de nivelación antes de que ocurra. Así, los pasajeros tienen tiempo suficiente para reaccionar durante el primer o segundo ciclo de cambio de deslizamiento y relanzamiento. Debido al uso de un mensaje de voz en el proceso de cambio de nivel, es muy probable que todos los pasajeros puedan escapar rápidamente del automóvil y que la puerta se cierre automáticamente. Pero si no escapan, se alejarán de la puerta del automóvil en este momento y la puerta se cerrará automáticamente. En cualquier caso, siempre que la puerta de la cabina esté cerrada, la protección contra el cizallamiento puede interrumpir el proceso de nivelación. Entonces, generalmente, la protección no debería hacer que la máquina tenga demasiada frecuencia en un tiempo demasiado corto.

Conclusión

Los componentes del ascensor se pueden dividir en dos tipos: trabajo y protección. Los componentes de trabajo generalmente están en condiciones de trabajo, por lo que es probable que tengan cierto desgaste y finalmente fallarán con el tiempo. Estos importantes componentes de trabajo deben protegerse para evitar consecuencias graves que podrían ser causadas por su falla. Los componentes de protección no suelen funcionar en condiciones normales de funcionamiento, por lo que se evita en gran medida su desgaste. Por lo tanto, una vez que los componentes en funcionamiento fallan, los componentes de protección deben protegerlos o reemplazarlos. Por ejemplo, los cables de la polea de tracción y el controlador de la máquina motriz son componentes de trabajo típicos, mientras que los paracaídas y los topes son componentes de protección típicos que no funcionan cuando el ascensor está en funcionamiento normal. Si todas las cuerdas de la polea de tracción se han roto debido a un desgaste excesivo, el paracaídas protegerá el automóvil sujetándolo al riel guía. Y, si el elevador corre hacia su ubicación terminal cuando está fuera de control, el búfer terminará su operación.

Los ascensores tienen algunos componentes especiales que funcionan y protegen, como el freno. Si bien es un componente de trabajo muy importante, muchos otros componentes de trabajo necesitan su protección cuando fallan, por lo que también es un componente de protección muy importante. En términos de seguridad general del ascensor, el freno es probablemente el componente que más necesita protección secundaria.

La protección contra el deslizamiento de los frenos es una propuesta más difícil, porque este tipo de protección debe ser realizada por el freno. Sin embargo, si el freno en sí no funciona, es muy importante introducir una protección nueva y completa formada por otros métodos de protección diversos. Si se resuelve el problema de proteger contra el deslizamiento de los frenos de un ascensor en velocidad media a baja, el rendimiento de seguridad global del ascensor mejorará notablemente.

Haciendo los ajustes apropiados y usando la combinación adecuada de componentes existentes, se puede implementar una nueva e importante protección secundaria contra el cizallamiento del elevador de tracción. Debido a que el proceso implica mejoras en el sistema de control en lugar de adiciones de componentes, podría usarse en casi todos los ascensores.