Porte per vani ascensore

I guasti dei mezzi di guida della porta e dei fermi di sicurezza della porta su porte scorrevoli orizzontalmente possono causare lesioni catastrofiche a qualcuno che cade attraverso una porta del vano nel vano quando l'ascensore non è presente. La conoscenza degli elementi significativi del progetto durante l'installazione e la manutenzione della porta dell'ascensore è fondamentale per la sicurezza. Questo articolo di formazione continua fornirà le informazioni necessarie per garantire che il personale degli ascensori comprenda i progetti utilizzati nel settore, le forze a cui sono progettati per resistere e l'importanza della manutenzione delle porte e delle relative apparecchiature.

obiettivi formativi

Dopo aver letto questo articolo, dovresti aver imparato:
♦ La manutenzione dei mezzi di guida della porta e dei fermi è prevista dal codice.
♦ Il codice di sicurezza ASME A17.1/CSA B44 per ascensori e scale mobili aggiorna dal 1955 la resistenza richiesta ai pannelli delle porte.
♦ I pannelli della porta sono progettati con un'elevata resistenza per garantire che il contatto umano con il pannello della porta non esponga il rischio di caduta nel vano corsa.
♦ I componenti devono essere sostituiti solo con componenti della stessa marca, a meno che l'agenzia di quotazione non approvi la differenza.
♦ Le porte dei vani di piano principali richiedono una manutenzione più frequente per garantire che i componenti non si usurano al punto da non poter funzionare come previsto.
♦ La regolazione delle spinte verso l'alto (eccentriche) è fondamentale per garantire la tenuta del pannello della porta.
♦ Le etichette sono necessarie per dimostrare che il test certificato è stato eseguito e ha avuto esito positivo.
♦ La progettazione e il collaudo delle porte dei vani sono importanti per la sicurezza dei passeggeri.

Requisiti A17.1/B44

Migliori Codice di sicurezza ASME A17.1/CSA B44 per ascensori e scale mobili prescrive la progettazione, il collaudo e la manutenzione dei sistemi di porte. La robustezza dei pannelli porta è cambiata dal 1955 al 1990; i requisiti di progettazione erano 250 lbf (1,112 N) applicati al centro del pannello della porta del vano corsa. Nel 1993, questo è stato aumentato a 1,125 lbf (5,000 N). Quindi, nel 1996, a causa dell'aggiunta di fermaporta, i mezzi di guida della porta sono stati ridotti al loro valore attuale di 560 lbf (2,500 N).

Anche i requisiti per i test antincendio all'ingresso sono cambiati nel corso degli anni. È stato richiesto per la prima volta nel 1955; pertanto, le porte più vecchie di questa probabilmente non avranno un'etichetta, né sarà necessario averne una. Quelli prodotti dopo quest'anno devono avere un'etichetta.

Requisiti di progettazione

I requisiti di progettazione richiedono che i pannelli delle porte siano dotati di mezzi di guida delle porte costituiti tipicamente da rulli della porta e spinte verso l'alto (eccentriche) nella parte superiore del pannello della porta e lardoni nella parte inferiore dei pannelli della porta. I lardoni sono necessari per innestare la scanalatura del davanzale di almeno 6 mm (1/4 in.). La regolazione degli eccentrici varia leggermente da produttore a produttore; tuttavia, è necessario che con le porte ad apertura centrale, i pannelli delle porte non possano aprirsi più di 20 mm (4/5 in.) quando i pannelli appena sopra il davanzale sono separati. Ciò si ottiene solo impostando gli eccentrici a 0.006–0.012 pollici dalla parte inferiore del binario della porta. Ciò garantisce anche che i rulli non possano essere spinti fuori dal binario della porta e spostino il pannello della porta.

Nel 1993, A17.1 richiedeva fermi di sicurezza sia sulla parte superiore che inferiore dei pannelli della porta, oltre ai mezzi di guida della porta, per garantire che i pannelli della porta fossero trattenuti in caso di guasto dei mezzi di guida della porta (Figura 1). I fermi devono impegnarsi a una profondità specificata dal produttore dell'ingresso.

Test di forza

Il test di resistenza di un progetto di ingresso viene in genere eseguito dal produttore dell'ingresso, generalmente testato internamente e approvato dall'ingegnere progettista, dall'ingegnere di produzione e dalla direzione. Quando viene testato con successo, viene documentato per la conformità al codice, quindi inviato per i test antincendio prima della produzione e della vendita.

Esistono due tipi di prove di resistenza: una prova di carico statico e una prova d'urto. Sono equivalenti nello stabilire la robustezza dell'ingresso e dei pannelli porta testati. La prova di carico statico consiste nel posare un ingresso assemblato su cavalletti con il lato ingresso dei pannelli della porta rivolto verso l'alto, i lardoni in una scanalatura e i rulli e gli eccentrici della porta regolati sul binario della porta. I pesi vengono successivamente aggiunti fino a quando i lardoni o i rulli della porta e gli eccentrici si guastano, il pannello sbatte sul pavimento e il peso viene registrato. La stessa prova viene ripetuta con i fermi di sicurezza. I rulli della porta, gli eccentrici e i lardoni da soli devono trattenere 560 libbre/piede. (2,500 N). I fermi di sicurezza superiore e inferiore devono trattenere 1,125 lbf (5,000 N). Il test di impatto ha l'ingresso in posizione verticale e fissato in posizione, e un sacco appesantito viene fatto oscillare al centro del pannello applicando una forza. Più in alto il sacco inizia la sua oscillazione, maggiore è la velocità all'impatto e maggiore è la forza. Un esempio è mostrato nella Figura 2. Entrambi i risultati del test non devono dimostrare alcun apprezzabile spostamento permanente o deformazione di alcuna parte dell'assieme di ingresso risultante dal test fino alla valutazione richiesta.

Test antincendio

Il codice richiede inoltre che i gruppi di ingresso siano sottoposti a test antincendio secondo UL 10B, NFPA 252 o CAN4-S104 dal produttore per verificare il progetto; quindi, le etichette sono necessarie per dimostrare che il test certificato è stato eseguito e ha avuto successo. Un laboratorio di prova di terze parti deve eseguire le prove antincendio e i risultati devono essere certificati. Esistono più standard di test, perché il Canada ha i propri standard e alcuni AHJ specificano uno standard particolare. Questi sono considerati equivalenti, però.

Questo test richiede che un gruppo di ingresso campione completo sia montato su una grande piattaforma di rotolamento, disposto come previsto dal produttore per essere installato in un edificio, presso l'impianto di prova. Il gruppo di ingresso forma una parete di un grande forno, quindi è strettamente collegato e sigillato in modo che l'intero lato dell'ingresso dell'ingresso sia esposto agli elementi riscaldanti del forno.

Il forno riscalda il gruppo di ingresso a oltre 1,800°F (982°C) per un tempo in base alla resistenza al fuoco desiderata. Nel caso di assemblee di ingresso di ascensore standard, 1.5 ore. è tipico. A queste temperature, tutti i componenti in plastica si scioglieranno e bruceranno, lasciando che i pannelli della porta vengano trattenuti nel telaio dell'assieme dell'ingresso solo dai restanti fermi di sicurezza in metallo progettati per sopravvivere a questa temperatura.

Trascorso il tempo specificato alla temperatura, il forno si spegne. Quindi, la parete rotante viene spostata in posizione per un test di spruzzatura del tubo. Il lato dell'atrio dell'ingresso caldo viene spruzzato con un ugello per manichetta antincendio da 1-1/8 pollici (29 mm) da 20 piedi (6 m) di distanza a 30 psi (207 kPa) per 20 min. erogando 58 lbf (258 N) su ciascun elemento del gruppo custodia.[1] Dopo l'impatto con l'acqua, questo ingresso gravemente indebolito non può presentare aperture superiori a 2.88 pollici (73 mm) a una parete e non più di 1.25 pollici (32 mm) attorno a un pannello della porta. Se il metallo si piega oltre i limiti di prova, l'ingresso viene rifiutato e deve tornare al produttore per ulteriori revisioni del progetto, quindi deve essere testato un nuovo ingresso.

Un progetto di assemblaggio dell'ingresso testato con successo viene quindi "elencato" con il laboratorio di prova per fornire la tracciabilità delle condizioni di prova e dei componenti di assemblaggio utilizzati durante il test. Quindi, l'ingresso viene "etichettato" come prova del completamento con successo del test. Tutti i requisiti di elenco ed etichettatura nel codice hanno un processo simile, solo un riferimento standard e una procedura di test diversi.

I produttori di ingressi elencati ed etichettati sono tenuti a sottoporsi a ispezioni trimestrali da parte del laboratorio di certificazione presso l'impianto di produzione in un processo noto come "servizio di follow-up" o, come si riferisce al codice, "ispezioni di fabbrica". Le differenze nel design scoperte al momento delle ispezioni del servizio di follow-up possono causare l'interruzione della produzione dei produttori o, peggio, il richiamo del prodotto venduto. I produttori sono molto attenti a mantenere il design e inviano istruzioni ad acquirenti e installatori per garantire che la costruzione e l'assemblaggio sul campo vengano eseguiti correttamente come progettato, testato e certificato. Le ispezioni di fabbrica terminano quando il prodotto non è più in produzione.

Il gruppo di ingresso etichettato deve essere mantenuto per tutto il ciclo di vita dell'ingresso nel campo; in caso contrario, l'ingresso può risultare non conforme ai requisiti di certificazione e al codice dell'ascensore, perché ciò che è installato non è ciò che è stato testato e certificato. Le modifiche apportate da un installatore o manutentore possono influire sui punti di forza testati e certificati, pertanto è necessario fare sempre riferimento alle istruzioni originali quando si apportano modifiche sul campo. È fondamentale che l'installatore conservi i registri e le istruzioni per effettuare riparazioni e sostituzioni di componenti secondo il produttore. Una chiamata a qualsiasi produttore è l'azione più prudente per ottenere le informazioni corrette.

Il personale degli ascensori ha bisogno di una piena comprensione della natura critica dell'elenco e dell'etichettatura dei componenti. L'elenco dell'ingresso del vano corsa specifica i componenti della porta del vano corsa utilizzati durante il test. Questi componenti non devono provenire da un produttore diverso senza revisione da parte dell'agenzia di quotazione e dell'OEM. Il personale addetto alla manutenzione deve essere consapevole che questi componenti non sono opzionali; devono essere tutti lì ed essere sostituiti con la stessa marca che è stata testata con il design originale e i componenti danneggiati rimossi e sostituiti. Devono essere montati secondo le raccomandazioni del produttore. Devono essere tutti regolati per garantire che venga sempre mantenuta la corretta profondità di innesto (1/4 poll. [6 mm]).

MCP

A17.1/B44 La sezione 8.6 ha richiesto la manutenzione sui componenti applicabili sin dalla sua edizione 2000 per garantire la manutenzione dei componenti dell'ascensore per i molti anni in cui saranno in servizio. Questo per garantire che il guasto dei componenti applicabili a causa della mancanza di manutenzione non presenti un pericolo, fino alla resistenza di progetto o ad altri criteri di progettazione. Il requisito 8.6.4.13 copre i sistemi di porte, inclusi tutti i componenti delle porte. Il programma di controllo della manutenzione (MCP) dovrebbe includere procedure e attività sufficientemente specifiche per garantire che lardoni e fermi siano mantenuti secondo le specifiche dei produttori. Il semplice fatto di avere una procedura da esaminare e correggere secondo necessità si è dimostrato inadeguato, perché non sono stati identificati metodi per garantire la manutenzione di ogni pannello della porta.

Troppo spesso componenti guasti trascurati, componenti sostituiti di marche o stili diversi, disadattamenti, riutilizzo di componenti danneggiati e componenti mancanti sono le cause principali di incidenti che comportano lesioni agli utenti. Il codice richiede la fornitura di un MCP che descriva in dettaglio i componenti applicabili che devono essere mantenuti in conformità al codice.

L'MCP dovrebbe fornire promemoria per il personale di manutenzione di ispezionare ogni lardone e fermo, contrassegnati con un pennarello indelebile quando verificato (o qualche altro metodo di conteggio) per garantire che nessuno venga trascurato, a intervalli determinati dall'analisi di frequenza richiesta. Le porte con maggiore utilizzo dovrebbero essere ispezionate più frequentemente. Le aziende dovrebbero raccogliere e fornire le istruzioni pertinenti per il corretto montaggio e le istruzioni di manutenzione dei componenti ai dipendenti per riferimento.

forza

Per apprezzare ciò che il codice richiede che un pannello della porta sia in grado di fare, è necessario comprendere i requisiti di forza nel contesto del codice di sicurezza dell'ascensore relativo ai pannelli della porta dell'ascensore. C'è bisogno di qualche riferimento e spiegazione. La Figura 5 e i calcoli seguenti servono a illustrare le forze rilevanti che i pannelli delle porte devono trattenere.

Per cominciare, è stata studiata la forza che può essere esercitata da un uomo in piedi su una superficie verticale, come un pannello della porta di un ascensore. Un estratto dei risultati di uno studio del Servizio di informazione tecnica nazionale del gennaio 1971[2] è mostrato nella Figura 5 per riferimento.

I risultati rilevanti mostrano su una superficie del pavimento con un coefficiente di attrito maggiore di 0.9 (molto alto, approssimativamente quello della carta vetrata), la forza di spinta massima che può essere sviluppata da un campione di 28 uomini con un peso medio di 171 libbre (77.5 kg) è 70 lbf (300 N). Su una superficie del pavimento con un coefficiente di attrito di circa 0.6 (circa quello di un pavimento piastrellato), può essere sviluppata la forza di 45 lbf (200 N). Ricordiamo che il test del flusso del tubo fornisce anche una forza; la forza applicata dell'acqua era di 58 lbf (258 N). Questa informazione indica che, anche con la totale distruzione a causa del calore, il gruppo d'ingresso è generalmente tenuto a resistere a una forza di qualcuno che spinge deliberatamente contro il pannello della porta e non cade attraverso il pannello della porta.

Queste sono generalmente forze statiche, semplicemente spingendo forte. Devono essere considerate anche le forze impulsive o cinetiche, in particolare quando una massa si muove orizzontalmente e urta il pannello della porta. Questa forza è stimata mediante calcolo.

La fisica ci dice che un corpo in movimento (massa) che colpisce un altro corpo (massa) cambia l'accelerazione e la velocità dei corpi. Sir Isaac Newton descrisse questo moto nella sua famosa Seconda Legge del Moto. Useremo questa formula nei nostri esempi; implicano un'algebra molto semplice e nessun calcolo di alto livello. Nota che una lumaca è l'unità di massa corretta nel sistema imperiale. È la forza della libbra divisa per la forza gravitazionale. Quindi, se un oggetto è 32.17 lbf, la sua massa è 1 lumaca (32.17 lbf divisa per 32.17 fps2 = 1 lumaca) sulla superficie della Terra, dove la forza gravitazionale è 32.17 fps2. Coloro che usano il sistema imperiale hanno scambiato libbre e libbre di forza per così tanto tempo che molti pensano che siano la stessa cosa, ma ora lo sai: viviamo in un mondo di lumache.

Visualizzare:

• 1) Lanciare un pallone da basket contro il pannello di una porta a 6 m di distanza e la palla è in volo per 1.8 s. Si muove a 1.1 fps (6.6 mps).
• 2) Pesa 1.3 libbre (0.04 proiettili/0.6 kg) ed è a contatto con il pannello della porta per 0.1 s. mentre l'aria all'interno della palla si comprime. Durante il breve tempo in cui la sfera viene deformata, la sua velocità va a zero, avendo un'accelerazione negativa di -66 fps2 (-20 mps2).
• 3) Successivamente, avviene il contrario, la palla deforme normalizza la sua forma, la forza per diventare di nuovo una sfera spinge la palla lontano dal pannello della porta e rimbalza. La forza esercitata sul pannello della porta viene calcolata utilizzando l'accelerazione dell'oggetto (basket) durante l'arresto. Quindi, viene aggiunta la massa dell'oggetto (basket) per trovare una forza applicata di -2.6 lbf (-12 N).

I calcoli di questi esempi sono:

Ridimensionando questo esempio, ripetiamo:

• 4) Spostare una massa con una velocità di 6.6 fps (2 mps) e aumentare la massa dell'oggetto fino a un peso umano. Rappresentiamo il caso peggiore utilizzando una massa sospesa nell'aria (come il pallone da basket) che colpisce il pannello della porta e pesa 181 libbre (5.63 lumache/82 kg) con una velocità che va a zero in 0.25 secondi.
• 5) Un corpo umano non è un oggetto solido come un blocco di metallo; ci vuole tempo per fermarsi, ma è un po' più comprimibile di un pallone da basket. Se un oggetto di metallo solido dello stesso peso dovesse urtare la porta, l'accelerazione negativa sarebbe molto alta, perché il tempo per fermare l'intera massa è vicino a 0 s. Quando il bordo anteriore dell'oggetto metallico colpisce il pannello della porta, il bordo posteriore colpisce contemporaneamente; non c'è compressione dell'oggetto. Durante un impatto, la pelle di un corpo umano viene prima a contattare la porta, poi i muscoli e il grasso. Poi c'è il movimento degli organi e dello scheletro, poi dei muscoli e del grasso dall'altra parte del corpo. Quella compressione del corpo è ciò che può richiedere 0.25 s. per arrestare (velocità zero). Più un oggetto è rigido, maggiore è la forza di arresto; più un oggetto è comprimibile, minore è la forza, a causa della differenza tra il tempo e l'arresto.
• 6) In questo esempio, la forza impartita al pannello della porta viene calcolata utilizzando l'accelerazione dell'oggetto (umano) durante l'arresto, quindi inserendo la massa dell'oggetto (umano) per trovare la forza applicata di -149 lbf (-657 N).

I calcoli di questi esempi sono:

Un ultimo esempio è tratto da Football Physics, The Science of the Game[3] con correzioni decimali e unità minori per semplicità:

• 7) “La forza che il linebacker Dick Butkus esercita sul suo avversario è proporzionale alla massa del portatore di palla per la sua accelerazione: F = ma. Diciamo che Butkus sta affrontando un terzino di peso simile, 245 libbre (7.6 proiettili/111 kg). La schiena colpisce un buco aperto dalla sua linea offensiva laboriosa, e sta correndo duro, quindi la sua velocità iniziale è di circa 10 yd. al secondo o 30 fps.
• 8) “Poi, Butkus entra in scena e lo spettacolo si interrompe bruscamente. La velocità finale della schiena, subito dopo il colpo di Butkus, è zero”.
• 9) “La durata del colpo, dal primo contatto dei cuscinetti fino al punto in cui il movimento in avanti della schiena si ferma, è di circa 0.2 s. (Possiamo determinarlo analizzando un replay al rallentatore del colpo.) Dividendo il cambio di velocità per l'intervallo di tempo in cui si è verificato si ottiene l'accelerazione della schiena, o meglio, la decelerazione, poiché il suo movimento in avanti viene interrotto freddo: a = (0-30 fps)/0.2 s. = -150 fps2. (Il segno meno ci dice che a è in realtà una decelerazione.) Ora, tutto ciò che dobbiamo fare è moltiplicare per la massa del portatore di palla per trovare la forza che agisce su di lui: -150 fps2 X 245 lb. (7.61 proiettili) = -1,142 lbf (5050 N), o circa tre quinti di 1 T. nella direzione all'indietro (negativa)”.

I calcoli di questi esempi sono:

È chiaro che i 5,000 N (1,125 lbf) richiesti dal codice per i fermi sono quasi la forza di tenuta necessaria per fermare un terzino di 111 kg (245 lb.) che corre molto velocemente al centro di un pannello della porta. Quando si aggiungono i mezzi di guida della porta richiesti dal codice, la forza totale è di 7,500 N (1,688 lbf) prima che si possa verificare qualsiasi spostamento apprezzabile o deformazione permanente. Questi pannelli delle porte sono molto resistenti se mantenuti con i componenti corretti, montati con i corretti fissaggi e non danneggiati.

Per essere molto chiari, queste forze del codice sono al centro del pannello della porta, quindi ogni lardone e fermo sul fondo trattiene solo la sua parte del carico applicato totale. Se ci sono due lardoni, la parte inferiore del pannello della porta è responsabile della metà del carico totale di 2,500 N (560 lbf), o 1,250 N (280 lbf), e ogni lardone è responsabile della metà di questo, o 625 N ( 140 libbre).

In molti modelli, c'è solo un fermo della porta inferiore. Ha il compito di resistere da solo a un terzo di 5,000 N (1,125 lbf). I 1,500 N (375 lbf) a cui deve resistere, senza apprezzabili spostamenti o deformazioni permanenti, sono una forza molto grande. Questo requisito ha mantenuto le nostre porte prive di rischi se montate con fissaggi corretti e sostituite quando danneggiate con la stessa fabbricazione. Tutti dobbiamo essere consapevoli che questi componenti prevengono il più terribile degli incidenti e li installano e mantengono di conseguenza.

La scrittura del codice utilizza la cronologia degli incidenti e la valutazione dei pericoli in base al comportamento umano prevedibile, all'uso improprio prevedibile e al buon senso quando si specifica la resistenza minima dei pannelli delle porte e altri requisiti. Persone e apparecchiature cadono e vengono spinte contro i pannelli delle porte degli ascensori. Questi incidenti possono verificarsi su qualsiasi pannello della porta dell'ascensore. La protezione contro il cedimento della porta quasi fino alla forza di un terzino che corre a tutta velocità al centro dell'anta è la forza minima contro la quale le ante della porta devono proteggere dal cedimento, senza apprezzabili spostamenti permanenti o deformazioni dei componenti dell'ingresso. Questa apprezzabile deformazione comprende lardoni e fermi.

Conclusione

I meccanici dovrebbero esaminare tutti i mezzi di guida della porta (lardoni) e assicurarsi che tutte le viti di montaggio siano inserite e fissate. Dovrebbero anche guardare gli eccentrici e regolarli secondo le istruzioni del produttore, e guardare i fermi e assicurarsi che tutto l'hardware sia presente e sicuro.

Le aziende di ascensori dovrebbero assicurarsi di avere le istruzioni dei produttori per la riparazione, la sostituzione, la regolazione e la manutenzione delle apparecchiature delle porte. Dovrebbero anche formare i dipendenti sull'importanza di questi elementi essenziali e garantire che vi sia un tempo adeguato sul lavoro dedicato all'esecuzione di questi compiti critici.

Domande sul rinforzo dell'apprendimento

Utilizzare le seguenti domande di rinforzo dell'apprendimento per studiare per l'esame di valutazione della formazione continua disponibile online su www.elevatorbooks.com oa pag. 113 di questo fascicolo.
♦ Quale requisito A17.1 specifica i componenti della porta che richiedono manutenzione?
♦ A quale temperatura vengono riscaldati gli ingressi durante una prova antincendio?
♦ Quale forza applica il tubo spray ai pannelli riscaldati?
♦ Cosa si può modificare sui pannelli delle porte senza violare l'elenco?
♦ Cosa è necessario regolare per garantire la tenuta del pannello della porta?
♦ In quale edizione di A17.1 sono stati richiesti per la prima volta i fermi di sicurezza?
♦ Quale requisito di A17.1 specifica il requisito di resistenza per i fermaporta?
♦ Quando è stata richiesta per la prima volta l'etichettatura degli ingressi?
♦ Cosa ha richiesto A17.1 Sezione 8.6 dal 2000?
♦ Qual è il valore corretto per la regolazione delle spinte ascendenti (eccentriche)?

Referenze
[1] Griffith, Jeff. "Flusso del tubo o cortina fumogena?" Porte e ferramenta, febbraio 2008, p. 32-36.
[2] Kroemer et al. National Technical Information Service, Dipartimento del Commercio degli Stati Uniti. "Forze statiche orizzontali esercitate da uomini in piedi in posizioni di lavoro comuni su superfici di varie trazioni, compresi i coefficienti di attrito tra i vari materiali del pavimento e delle scarpe", AD 720-252, Laboratorio di ricerca medica aerospaziale, Wright Patterson Air Force Base, Ohio (gennaio 1971) .
[3] Gay, Timothy, PhD. Fisica del calcio: la scienza del gioco, Holtzbrinck Publishers (2004).