Tendencias para la conducción de ascensores y consecuencias para los frenos de seguridad

Mantener alto el factor de seguridad de los frenos frente a un mercado cambiante de unidades

Este trabajo fue presentado en Madrid 2016, Congreso Internacional de Tecnologías de Transporte Vertical, y publicado por primera vez en el libro Elevator Technology 21 de la IAEE, editado por A. Lustig. Es una reimpresión con permiso de la Asociación Internacional de Ingenieros de Ascensores. (sitio web: www.elevcon.com).

La nueva generación de accionamientos para ascensores está diseñada para satisfacer los últimos requisitos del mercado. El mercado exige eficiencia y accionamientos rápidos y compactos. ¿Cuáles son las consecuencias para el freno de seguridad? Nosotros, como fabricantes de frenos, nos enfrentamos a parámetros actualizados como velocidades, trabajo de mayor fricción y dimensiones más pequeñas.

Todos estos parámetros influyen en el diseño del freno de seguridad adecuado. Tenemos que garantizar una función de freno fiable durante la vida útil del ascensor. Este artículo identifica los nuevos parámetros más importantes que pueden influir en el desarrollo o selección de un freno de seguridad.

1. Introducción

Las principales empresas de ascensores establecen continuamente nuevos estándares en la industria de los ascensores. Nosotros, como fabricante líder mundial de frenos, tenemos que seguir los nuevos estándares y nos vemos obligados a encontrar soluciones para los nuevos requisitos.

Evidentemente, el freno de seguridad es uno de los componentes más importantes de un ascensor. El mercado de los ascensores exige accionamientos más pequeños, más rápidos y rentables. Eso conduce a requisitos crecientes dentro de una especificación de los principales fabricantes de ascensores. Algunos requisitos son nuevos o más altos que en el pasado y deben evaluarse primero. El freno debe cumplir los requisitos durante la vida útil del ascensor. No hay ningún compromiso con la seguridad. Por lo tanto, un proceso de calificación adecuado, junto con la fabricación de los nuevos frenos implementados en el mercado, son obligatorios. Todos los nuevos requisitos deben verificarse para evitar cualquier problema en el campo.

Por otro lado, nosotros, como fabricante de frenos de seguridad, reconocemos que la industria de los ascensores debe ser más rentable para sobrevivir en un mercado agresivo. Entonces, nos enfrentamos a los temas, “¿Cómo se puede hacer segura la reducción de costos? ¿Cómo afecta la reducción de costos a la seguridad? " Uno de los desafíos que enfrenta el mercado de ascensores es la dificultad de reflejar todos los efectos de la reducción de costos.

Por lo tanto, una comprensión completa de cómo el costo y la presión de producción afectan la seguridad es importante para poder prevenir los efectos no deseados que puedan surgir. La reducción de costos es necesaria, pero debe hacerse con precaución.

2. Freno de ascensor

Hoy en día, los frenos de seguridad son una característica de seguridad indispensable en los accionamientos de ascensores modernos. Siempre tenemos en cuenta los siguientes principios básicos de seguridad durante el desarrollo y la fabricación: los frenos de seguridad electromagnéticos funcionan según el principio de seguridad; por lo tanto, están cerrados en una condición sin energía. El par de frenado es generado por la fuerza almacenada en los resortes de empuje. Si se energiza la bobina magnética, se forma un campo magnético, que atrae el disco de armadura contra la fuerza de los resortes, liberando así el rotor con los forros de fricción. Se suelta el freno. Esta condición también se puede lograr utilizando un desbloqueo manual integrado. Los frenos desarrollados para el sector de los ascensores se utilizan principalmente como frenos de retención, pero también asumen trabajos de fricción en caso de acciones de frenado de emergencia.

3. Nuevos requisitos para los frenos de ascensor

3.1. Temperaturas más altas

La nueva generación de accionamientos es más compacta y está diseñada para huecos de ascensor pequeños. Una densidad de potencia más alta puede conducir a una temperatura más alta en la brida del motor. Una temperatura más alta de la brida del motor tiene algún efecto sobre el freno.

3.1.1. Par estático

Mantener el elevador en posición requiere un cierto par estático. Estos pares deben proporcionarse en todas las condiciones ambientales y a lo largo del tiempo. El par estático se verá influenciado por temperaturas frías o altas. La temperatura ambiente más los accionamientos más pequeños conducen a una temperatura más alta que en el pasado. La alta temperatura puede tener algún efecto sobre el coeficiente de fricción. La figura 2 muestra que el revestimiento de fricción convencional puede perder su coeficiente de fricción a alta temperatura. El fabricante de frenos tiene que desarrollar un forro de freno para altas temperaturas.

 3.1.2. Micro interruptor

Las temperaturas más altas también tienen un efecto en el microinterruptor. La temperatura provocará la expansión y el cambio de los puntos de funcionamiento del interruptor. Cuanto menor sea el espacio de aire, más difícil será encontrar el punto de conmutación correcto. Esto puede tener consecuencias graves. El fabricante de frenos debe encontrar el equilibrio adecuado entre carrera mínima y espacio de aire.

3.1.3. Cambio de ruido

Los ruidos de conmutación son básicamente inexistentes y se encuentran por debajo de 50 dB (A) en nuevas condiciones (medición del nivel de presión sonora). Sin embargo, con alta temperatura, el sistema elastomérico se somete a más tensión que en el pasado. El nivel de ruido no es un requisito de seguridad, pero puede dar lugar a reclamaciones sobre el terreno. Sin embargo, el sistema de amortiguación influye en el tiempo de conmutación. En la sección 3.1.4., Se explica la relación entre el sistema de amortiguación y el tiempo de conmutación.

3.1.4. Tiempo de conmutación

Una conmutación constante durante la vida útil es esencial para cumplir con los requisitos de A3 (extensión de la EN 81-1). El freno debe proporcionar un tiempo de conmutación reproducible para calcular la distancia de parada correcta de la cabina del ascensor. Los sistemas de amortiguación influyen en el tiempo de conmutación. Como ya se mencionó, la temperatura tiene una gran influencia en el envejecimiento del sistema de humectación. Hay sistemas de amortiguación en el mercado en los que el envejecimiento o la destrucción de los amortiguadores pueden provocar un tiempo de conmutación más prolongado. El peor de los casos podría ser que la cabina del ascensor no pueda detenerse dentro de la distancia correcta debido a que los tiempos de conmutación son demasiado largos. La diferencia está en el detalle. Todos los componentes del freno deben dimensionarse de forma segura y estar fabricados con materiales de alta calidad, conocidos y probados. Además, los frenos deben estar equipados con un dispositivo de amortiguación confiable. Los tiempos de cambio son básicamente bajos cuando son nuevos. Las pruebas a largo plazo confirman que los niveles de tiempo de conmutación de funcionamiento permanecen bajos incluso después de 300,000 acciones de conmutación. Incluso después de varios millones de acciones de conmutación, el tiempo de conmutación sigue estando sustancialmente por debajo del nivel de otros frenos de ascensor.

3.2. Mayor velocidad

3.2.1. Trabajo de mayor fricción

El par de freno estático es para sujetar la cabina del ascensor, pero en el caso de una emergencia, el par de freno dinámico es importante. En caso de emergencia, el freno debe activarse rápidamente para reducir la aceleración del automóvil.

La nueva generación de variadores funciona con velocidades más altas. Eso conduce a un trabajo de mayor fricción dentro de un caso de emergencia.

Los valores de fricción mencionados en la última especificación muestran valores más altos que en el pasado. Es posible que los revestimientos de fricción estándar no funcionen correctamente con el par de velocidad más alta. La razón es la alta temperatura en la superficie de fricción que reduce el coeficiente de fricción. La reducción del coeficiente de fricción durante la acción del freno puede ser crítica. Puede suceder que el freno no pueda desacelerar el automóvil. El fabricante de frenos debe encontrar un material de fricción con un comportamiento estable incluso durante trabajos de fricción excesivos.

3.3. Nueva generación de ascensores accionados por correa

3.3.1. Tolerancia de par de freno

Los nuevos accionamientos para elevadores compactos, en combinación con los modernos accionamientos por correa para ascensores, plantean un desafío para los fabricantes de frenos. La tolerancia del momento de frenado se convirtió en una especificación importante.

Hay una simple razón. Los elevadores de cuerda clásicos tienen un comportamiento diferente durante la acción del freno de emergencia que los elevadores con transmisión por correa. ¿Cuál es la diferencia entre las transmisiones por cable y por correa durante una acción de freno de emergencia relacionada con el freno? Si el par de freno es demasiado alto, la cuerda se deslizará sobre la polea de tracción. La tracción entre la correa y la polea de tracción es mayor. La correa no se deslizará sobre la polea de tracción. La desaceleración completa va directamente al automóvil. El peor de los casos podría ser que los pasajeros del ascensor puedan resultar lesionados durante el par de frenado dinámico debido al alto par de frenado o, más bien, a una alta desaceleración.

Los principales parámetros que afectan la tolerancia del momento de frenado son:

• Fuerza de la primavera
• Coeficiente de fricción constante del forro de freno
• Adecuado rodaje del sistema de frenos
• Rugosidad y estructura de la superficie de fricción.
• Temperatura

El parámetro que más influye en el parámetro de fricción es el comportamiento del revestimiento de fricción. Lo que necesitamos es un sistema de fricción con comportamiento constante en todas las diferentes condiciones para cumplir con los requisitos de par de frenado.

4. ¿Qué pruebas son necesarias para cumplir con los nuevos requisitos?

Por un lado, tenemos que pensar en cómo cumplir estos nuevos requisitos. Por otro lado, también tenemos que hablar de cómo ahorrar costes. Tenemos la capacidad de probar todos los requisitos nuevos, considerando la reducción de costos. Algunos fabricantes de frenos están haciendo el freno cada vez más pequeño sin tener en cuenta todos los requisitos. Hacer el freno más pequeño significa reducir el factor de seguridad del sistema. Si lo hace, debe asegurarse de cumplir con todos los requisitos nuevos. Tenemos varios dispositivos de prueba como una cámara climática, un banco de pruebas de volante y un banco de pruebas de revestimiento de fricción parcial. ¿Cómo puede estar seguro de cumplir con todos estos requisitos sin el equipo adecuado? Si introduce en el mercado un freno nuevo con un coste optimizado, es necesario comprobar todas las condiciones críticas.

4.1. Bancos de prueba de volante

Con el banco de pruebas de volante, puede probar los frenos en condiciones reales. Puede cambiar la velocidad y la masa. Nosotros, como fabricante de frenos, podemos probar diferentes velocidades con diferentes inercias. Esto es importante para la evaluación de los tiempos de conmutación, el desgaste del par de frenado estático y dinámico del revestimiento de fricción. Estas pruebas también son importantes para asegurarse de no exceder el par máximo de frenado.

4.2. Cámara climática

En la cámara de pruebas climáticas, podemos probar el freno en condiciones extremas. En combinación con el banco de pruebas del volante, podemos probar los frenos en todas las condiciones ambientales, como la influencia de la temperatura (alta / baja) en los coeficientes de fricción estática y dinámica.

4.3. Soporte de prueba de revestimiento de fricción parcial

Con el banco de pruebas de revestimiento de fricción parcial, podemos probar el coeficiente de fricción en diferentes lotes.

5. Conclusión

Las nuevas aplicaciones de ascensores tienen nuevos requisitos para los frenos. El rendimiento de los frenos difiere de las condiciones de aplicación anteriores. Los frenos de ascensor y la tecnología de fricción son temas muy complejos, con muchos criterios que pueden influir en el resultado. Eso debe recibir suficiente atención. Es muy recomendable elegir un fabricante de frenos con mucha experiencia. En esta época de reducción de costos, un proveedor de frenos confiable con la capacidad de probar todos los nuevos requisitos es esencial. Para un fabricante calificado, la seguridad no se compromete. Trabajo para una empresa con la filosofía "un accidente es demasiado". Mantenga sus elevadores seguros con un fabricante de frenos confiable.