Pesi degli ascensori: una massa critica
By Elevator World | Formazione continua | 1 aprile 2024
25 minuti di lettura
La misurazione accurata delle masse e dei pesi degli ascensori è essenziale per una progettazione, installazione, collaudo e manutenzione sicure, poiché la massa e le forze risultanti influenzano direttamente lo squilibrio del contrappeso, la trazione, le forze di arresto e l'usura dei componenti. La massa è diversa dal peso e deve essere utilizzata con algoritmi newtoniani; per questo motivo, le recenti revisioni delle norme ASME A17.1/CSA B44 hanno introdotto i test elettronici di Categoria 5, che richiedono masse della cabina e del contrappeso verificate e risultati documentati. I metodi tradizionali di sollevamento e serraggio sono spesso pericolosi e imprecisi, producendo errori da 300 a 500 kg che modificano sostanzialmente l'equilibrio e le prestazioni. Strumenti di pesatura elettronici affidabili, sensori di carico permanenti e tecnici qualificati consentono una valutazione ripetibile e basata sui dati, rivelano i rischi nascosti derivanti da modifiche successive e richiedono una revisione ingegneristica quando i pesi si discostano da quelli di progetto.
Le misurazioni e i relativi calcoli vengono esaminati in modo approfondito.
di Kevin Heling
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obiettivi formativi
Dopo aver letto questo articolo, dovresti aver appreso:
- Le masse (e anche i pesi) dell'ascensore, che sono aspetti importanti della sicurezza per gli ascensori a fune, sebbene entrino in gioco anche con gli ascensori idraulici.
- La distinzione tra massa e peso; come questi valori vengono utilizzati nella progettazione e nella costruzione iniziale dell'ascensore e come possono influire sulle prestazioni e sulla sicurezza di un ascensore dopo l'installazione e in relazione al servizio.
- Che il Codice di sicurezza per ascensori e scale mobili (ASME A17.1/CSA B44) nelle recenti revisioni ha apportato alcune modifiche che ci portano a pensare alla massa e al peso.
- La pesatura delle apparecchiature già installate (cabine, contrappesi [CWT] e compensazione se parte del sistema) non è un processo semplice o intrinsecamente affidabile. I tecnici devono essere adeguatamente formati su come eseguire questa operazione.
- La massa e i pesi (utilizzati per misurare la forza) nei sistemi di ascensori sono parte integrante della comprensione dello sbilanciamento del CWT e dell'effetto/impatto sulle forze di arresto (delle sicurezze, dei freni della macchina e di altri freni principali, dei freni di emergenza, dei respingenti). Anche la trazione è un altro problema, così come gli effetti del carico sull’usura del sistema, che in definitiva influenzano il funzionamento sicuro e la manutenzione degli ascensori. La discussione e l'apprendimento di questi argomenti aiutano a comprendere come i cambiamenti nei requisiti del codice di sicurezza rappresentino un miglioramento.
Le misurazioni del peso (massa) del sistema di ascensori e i relativi calcoli sono sempre stati un problema critico nella progettazione, installazione, prestazioni previste e manutenzione degli ascensori. Gli ingegneri degli ascensori e i tecnici esperti sul campo concordano. Questa importante questione dovrebbe ricevere un’attenzione sempre maggiore. Diamo un'occhiata a questo argomento in dettaglio e insieme assicuriamoci che "lo sia".
Di seguito sono riportati esempi dell'importanza dei pesi degli ascensori e alcune ulteriori informazioni a supporto di questo utilizzo del tempo e dell'attenzione:
- I progetti attuali e recenti di ascensori stanno sfruttando la nuova tecnologia dei materiali (tra cui, ad esempio, pannelli a nido d'ape o metalli più sottili per le cabine, macchine più piccole con coppia e potenza inferiori ma numero di giri più elevato e diametro della puleggia ridotto). Ciò crea situazioni (alcune inaspettate) in cui il bilanciamento originariamente progettato tra il contrappeso (CWT) e la cabina dell'ascensore (cabina) è diventato una dimensione più stretta e meno tollerante. Ciò richiede un livello più elevato di precisione assoluta del peso. Inoltre, conosciamo e abbiamo sperimentato altri impatti sulle prestazioni del sistema. Ci sono alcuni impatti interessanti. Non c’è spazio per questa discussione qui, ma sono buoni argomenti per l’istruzione futura.
- ASME A17.1-2013/CSA B44-13 e versioni successive, il Codice di sicurezza per ascensori e scale mobili, ha riconosciuto la necessità di test di sicurezza migliorati e più tecnici degli ascensori (Categoria 5 (Cat5) quando sono stati aggiunti i test alternativi. Come autori del Codice di sicurezza, riteniamo di scegliere deliberatamente di aggiungere le masse di pesatura come primo passo nei test CAT5. Questa non è stata presa in considerazione per quasi 60 anni durante i test periodici fino a quando non sono stati aggiunti test alternativi. In futuro, faremo riferimento ai nuovi test CAT5 come test "elettronici". Ci concentreremo sulla sicurezza come questione pratica: vale la pena misurare periodicamente le masse e valutare contemporaneamente il bilanciamento del sistema. C'è un'altra aggiunta al Codice di sicurezza correlato: sezione ASME A17.1-2019/CSA/B44-19 2.24.2.3.5 - richiedendo che lo sbilanciamento CWT sia documentato su un tag dati della traversa Alla fine, mostreremo questo linguaggio di codice rilevante.
- Molte AHJ (autorità competenti) negli Stati Uniti e in Canada sono consapevoli degli effetti che i cambiamenti/variazioni nelle masse degli ascensori (in qualsiasi momento dopo l'installazione originale) hanno sulla sicurezza e sulle prestazioni degli ascensori installati. Alcuni AHJ richiedono che le masse del sistema, o almeno i pesi dell'auto, siano controllati prima e dopo qualsiasi modifica se c'è un potenziale cambiamento di peso superiore al 5%. La nuova misurazione del peso deve essere formalmente rivista e approvata da un ingegnere professionista.
- L'esperienza ha dimostrato che il processo di pesatura delle apparecchiature installate per ascensori (cabine e CWT) non è un processo semplice o intrinsecamente affidabile. Durante i controlli del peso, l'industria nota che è molto comune trovare pesi delle auto (e CWT) abbastanza diversi dal progetto originale da incidere sulle prestazioni, sull'usura e sulla corrispondente sicurezza operativa. A volte, ciò spiegherà la scarsa qualità di guida e l'usura dei componenti o un guasto precoce. Siamo a conoscenza di casi in cui l'ingegneria/la ricerca e sviluppo di alcuni dei principali produttori di ascensori e il personale operativo sul campo di molte società di servizi indipendenti si sono presi il tempo di scendere sul campo per compiere uno sforzo specifico per convalidare le masse del sistema su ascensori installati di recente o su ascensori preesistenti ai sensi il loro programma di manutenzione.
Questi punti chiave e molte esperienze recenti supportano una buona revisione del processo di verifica di massa del sistema. Precisione, affidabilità e ripetibilità del processo sono fondamentali.
Almeno negli ultimi 15-20 anni, chi scrive e molti colleghi più esperti hanno esaminato direttamente molte (certamente centinaia e più) installazioni di trazione sul campo, esaminando in particolare le masse del sistema. Abbiamo visto che le prestazioni sono influenzate, in primo luogo dall'effetto del peso (distribuzione della forza e del carico) sulle funi (o mezzi) di sospensione dell'ascensore e sul sistema complessivo dei mezzi di sospensione. Parte di ciò che è stato visto rappresenta un chiaro problema di sicurezza; molti sono stati studiati a causa dell'inaspettato aumento dell'usura dei componenti del sistema di sospensione. Abbiamo iniziato a considerare la questione dal punto di vista della corda: produzione, progettazione, installazione e prestazioni finali. In questa fase iniziale, ci siamo trovati a desiderare uno strumento in grado di misurare i carichi del sistema di ascensori con una precisione statisticamente affidabile. L'esperienza ci ha poi portato a capire che quando/se ottenevamo una buona misurazione del peso dell'auto e del CWT, non c'era una chiara connessione con l'effetto sul sistema. A volte, anche dopo aver completato un test CAT5 e magari una revisione tecnica dettagliata, i problemi non venivano compresi. Avevamo ancora bisogno di fare stime, che spesso non venivano validate, per cui gli effetti di una percentuale di saldo non più ottimale non venivano collegati né considerati con precisione. Ma stavamo ancora vedendo alcuni grandi effetti.
Come introduzione tecnica, iniziamo con una spiegazione di base su cosa è il peso e cosa è la massa. Questi termini sono spesso usati in modo intercambiabile, suggerendo che significano la stessa cosa. Anche se di solito va bene, tecnicamente non sono la stessa cosa. È possibile cercare riferimenti affidabili, anche su Google, i termini “massa” e “peso” negli ascensori e trovarli correttamente e spiegati tecnicamente. Scoprirai che la massa è una proprietà della materia ed è la stessa ovunque. La massa, misurata in grammi o chilogrammi, è sempre qualcosa maggiore di zero. Sebbene simile, il peso viene misurato correttamente in Newton e non deve essere superiore a zero; può anche essere zero o meno. Il peso è un componente chiave della misura della forza utilizzando l'equazione W=m*g, dove m è uguale alla massa e g è uguale alla gravità. Per discussioni rilevanti sugli ascensori, 1 g è pari a 9.81 metri al secondo quadrato (9.81 m/s2 o 9.81 m/s/s). 9.81 m/s2 è il valore comunemente noto di 1 g sulla Terra. Pertanto, per i nostri scopi, se la massa di qualcosa (ad esempio, un passeggero su un ascensore) è 100 kg (220 libbre), allora la forza (peso) di quella massa è 100 volte 9.81, che equivale a 981 Newton (981 N ). Nelle discussioni successive, ti verrà mostrato che questo elemento fondamentale della misurazione della Forza (F) viene utilizzato negli algoritmi che aderiscono al principio della Seconda Legge del Moto di Newton. Potremmo approfondire l'argomento e fornire alcuni esempi interessanti e ulteriori, anche se potrebbero indurre il sonno. Non lo faremo.
Per i nostri scopi ora è sufficiente sapere che sia la massa che il peso (forza) sono valori importanti negli ascensori che influenzeranno il funzionamento sicuro e le prestazioni di tutti gli ascensori. Come già notato, una discussione riepilogativa di ASME A17.1 (2013)/CSA B44-2013 e le revisioni successive del Codice di sicurezza per ascensori e scale mobili hanno aggiunto test alternativi. Le masse del sistema di ascensore sono parte integrante delle misurazioni di prova (elettroniche) alternative. Gli autori del nostro "Codice di sicurezza" erano e sono consapevoli dell'importanza delle masse degli ascensori e comprendono che le masse non dovrebbero cambiare materialmente rispetto al progetto originale. Se lo fanno, non è solo una buona cosa, ma probabilmente una necessità, misurare e conoscere l'impatto e il relativo rischio associato ai cambiamenti (deviazione dalla progettazione). Nei test CAT5, sappiamo che la distanza di scorrimento per le sicurezze è stata calcolata utilizzando uno sbilanciamento del 50%. Oggi, spesso, troviamo sul campo che i pesi sono cambiati (e quindi, ovviamente), anche il bilanciamento del sovraccarico. Con un semplice test del peso non è possibile sapere quale impatto ciò abbia sulla distanza di scorrimento delle sicurezze. Ecco perché è importante misurare i pesi del sistema nel modo più accurato possibile.
Prima che iniziassero ad essere introdotti nuovi strumenti di pesatura (misurazione della forza), l'unico metodo disponibile per pesare le apparecchiature installate per ascensori era il metodo di appendere la cabina (e poi separatamente il CWT, magari ad una trave nella parte superiore del vano corsa utilizzando un paranco a catena) e un dinamometro (bilancia da gru). Al di sotto di questa, è necessario utilizzare un'imbracatura di capacità adeguata per sollevare e sostenere l'auto o il CWT. Questo metodo, nella migliore delle ipotesi, è un processo difficile e pericoloso, per non parlare del duro lavoro. In molte installazioni, l'esistenza di una trave superiore e la garanzia della necessaria capacità di sollevamento e di tenuta a volte non erano assicurate o disponibili, quindi questo metodo non poteva essere utilizzato.Inoltre, sollevare l'auto (o peggio, il CWT più pesante) mediante la combinazione di paranco e dinamometro è precario e pericoloso per i meccanici e gli aiutanti dell'ascensore. Il sollevamento dalla parte superiore della cabina o da qualche altra parte del vano corsa crea un problema di sicurezza. Con questo metodo, non esisteva un buon mezzo per misurare la compensazione (funi o catene) se si verificavano essere una componente delle masse del sistema. Questo metodo era ed è soggetto a variazioni nel carico misurato legate a stime errate o inesistenti di altre masse incluse, o alla mancanza di attenzione o di tempo impiegati per ottenere misurazioni corrette. Sono state fatte delle stime. Poi, c'era anche l'esistenza reale e potenziale di attrito trattenuto mentre la cabina o il CWT si bilanciavano o "lavoravano" contro le rotaie (tramite pattini di guida o rulli difettosi) o venivano trattenuti nelle funi relative all'attrito con la puleggia. Ciò, ora lo sappiamo, può causare errori più o meno nella forza (peso) nell'intervallo da 300 a 500 libbre di forza e, in alcuni casi, gli effetti combinati possono aumentare ulteriormente tale variazione.
Lo sviluppo e l'uso di un morsetto per accorciare la corda (strumento comunemente disponibile) hanno reso questo processo più semplice. È comunque un lavoro duro, poiché un gruppo di pinza da 50 a 70 libbre deve essere sollevato e tenuto in alto da uno o più tecnici in piedi sul tetto dell'auto mentre le corde (sopra l'auto o l'imbracatura CWT) vengono inserite nella pinza e nel il dispositivo è serrato in posizione. Inoltre, ci sono alcuni "fanatici delle corde" del settore che temono che le corde fissate ai dispositivi Roebling vengano ulteriormente sollecitate in quel punto della corda (appena sopra l'auto e il CWT). Abbiamo visto installazioni che utilizzavano questo metodo in cui le forze peso venivano misurate in modo errato. La formazione in questo processo era incompleta, non compresa o semplicemente non seguita. Abbiamo visto automobili sospese su morsetti durante la pesatura, ma il contrappeso non era atterrato. Ciò significava che il peso misurato era dinamico (le funi sulle pulegge di trazione potevano muoversi, anche se leggermente) e potenzialmente il peso era alto o basso (a seconda dell'ultimo movimento della vettura su o giù). Sappiamo che l'errore nella misurazione potrebbe essere compreso tra 300 e 500 libbre. Abbiamo anche visto un caso a New York in cui le funi di compensazione non sono state rilasciate mentre l'auto veniva sollevata sulle funi utilizzando un paranco a leva e il bloccafune! Ciò significava che non stavano pesando l'auto; stavano misurando una forza crescente che reprimeva la compensazione fissa.
Ora, riflettiamo su cosa significherebbe una variazione da 300 a 500 libbre in termini di bilanciamento del sistema di ascensore. Il semplice calcolo è il prodotto del CWT meno il peso della cabina diviso per la capacità della cabina. Esempio utilizzando numeri tondi: 6000 libbre (CWT) meno un'auto da 4500 libbre = 1500 libbre. 1500 libbre divise in un'auto da 3000 libbre di capacità sono "bilanciate al 50% della capacità". In genere, abbiamo visto auto bilanciate in modo “ottimale” tra il 40% e il 50%. In passato tale intervallo era considerato comune sugli ascensori a fune. Ora, con i sistemi senza locale macchina (MRL), il bilanciamento sembra essere fissato attorno al 50% (per un funzionamento ottimale). La migliore percentuale di equilibrio è determinata dall'ingegneria nella fase di progettazione degli impianti di ascensori. Abbiamo già accennato alle variazioni di carico e alle variazioni di misurazione delle cose che possono accadere. Un modo tradizionale per verificare il bilanciamento del sovraccarico del CWT è stato quello di caricare l'auto del 40% o 45% o 50%, in base allo sbilanciamento previsto del CWT. In questo modo, quando si tira il freno, si può osservare in che direzione si muove l'auto, indicando il lato con la massa maggiore. Metodi come questo funzionano, anche se in un senso impreciso e ampio. In termini di sicurezza operativa, possiamo e dobbiamo disporre di dati/informazioni accurati rispetto al bilanciamento. Per darvi un'idea dell'effetto di una variazione di massa, ecco un esempio diretto di ciò che si può riscontrare con misurazioni errate di massa/carico. Utilizzando l'esempio di peso e bilanciamento sopra, considera un esempio simile ad alcune situazioni che abbiamo visto. Il peso dell'auto è positivo di 300 libbre e il peso del CWT è negativo di 300 libbre. Ciò è plausibile, fermo restando che l'auto è stata spostata up alla posizione in cui è stato pesato (a metà corsa è meglio; questo è logico rispetto al "bilanciamento") e, di conseguenza, il CWT si stava muovendo giù. I due pesi hanno potenzialmente risultati controbilancianti legati all'attrito trattenuto. Il calcolo del bilanciamento è quindi CWT (5700 libbre) meno il peso dell'auto (4800 libbre); il prodotto è di 900 libbre suddiviso nella capacità della cabina di 3000 libbre. Questo ci dà un bilanciamento del carico del 30%. Se "decidessimo" che questa è una misura corretta, ci aspetteremmo alcune prove operative dello squilibrio (ad esempio, qualità di guida, forze di arresto nei freni principali e di emergenza utilizzati e qualche impatto sulla distanza di arresto di sicurezza). Se poi si aggiungesse peso al CWT per correggere lo squilibrio, potrebbe essere una soluzione positiva, o forse avrebbe un ulteriore impatto sulle forze di arresto o un impatto dove prima non ce n'era uno. Potremmo considerare gli effetti operativi se il bilancio di sovraccarico di CWT andasse nella direzione opposta (al 70%).
L'effetto è reale e gli impatti possono essere riscontrati nelle prestazioni (a volte no) e dovrebbero essere osservabili durante i test CAT5. Giusto? Ancora una volta, forse no. A volte, gli effetti sono meno drammatici ma causano comunque danni nel tempo. Per saperlo, dobbiamo essere sicuri che le nostre misurazioni di massa siano statisticamente corrette. Esiste un sistema di strumenti che abbiamo utilizzato e che sappiamo gestire questa situazione. Ti rimandiamo a un articolo pubblicato su EW nel numero di maggio 2015 intitolato "Un 'nuovo' modo di pesare". Ancora una volta, non riempiremo questa pagina con informazioni ripetute; un aspetto fondamentale è che la formazione e il rispetto dei processi corretti sono importanti. Come tutti sappiamo, gli strumenti corretti e l'uso corretto portano ai risultati.
È possibile approfondire questo aspetto esaminando gli effetti dei risultati misurati utilizzando un metodo di test alternativo e considerando come si confronta con i test CAT5 utilizzando il metodo "vecchio standard" di effettuare misurazioni con arresto utilizzando il pieno carico. Questo progresso nella tecnologia e nel metodo di test svela alcuni seri problemi di misurazione (i falsi positivi sono la nostra più grande preoccupazione). Abbiamo riscontrato limitazioni ed errori facili derivanti dal metodo a pieno carico. Coloro che hanno indagato questo problema con una mente aperta e considerato tutti gli aspetti tecnici comprendono che il test alternativo (utilizzando una misura accurata della massa corrente e consolidata) è un metodo elettronico con output di dati misurabili e discreti. Per questa importante ragione, è più accurato, affidabile, significativo e discernente. Con i dati (a partire dalle misurazioni di massa), è possibile adottare misure per comprendere appieno se esiste un problema con le forze nel sistema. Vedrai anche effetti e impatti nei risultati del test. Fondamentalmente, i test elettronici ci forniscono dati. Nella migliore delle ipotesi, il test a pieno carico è principalmente un'osservazione visiva ed è in grado di mostrarci solo cosa può accadere con un ascensore che trasporta un carico completo. Non è possibile conoscere le effettive forze di arresto quando abbiamo molto meno del pieno carico (che corrisponde alla maggior parte degli arresti di emergenza). Non abbiamo informazioni o dati (a parte osservare l'arresto nel caso delle sicurezze, e forse che la decelerazione esiste nel caso dei freni). Con i dati, è possibile conoscere e convalidare tecnicamente le masse degli ascensori, il bilanciamento e l'impatto direzionale (sicurezza) dei test che eseguiamo. I dati, quando guardati e utilizzati, ci portano a una comprensione più chiara del sistema. Siamo anche in grado di vedere cambiamenti e impatti nel tempo. Le connessioni, le relazioni – così come le cause e gli effetti – possono essere comprese. Ricorda che i dati provengono da algoritmi sviluppati dagli ingegneri utilizzando la seconda legge del movimento di Newton, un principio chiave della fisica: F = MA (dove F è forza, M è massa e A è accelerazione). Ciò rende evidente quanto sia importante conoscere e misurare i pesi del sistema.
Abbiamo visto e ora comprendiamo che ci sono problemi correlati ai test a pieno carico. A pieno carico, ora sappiamo che le misurazioni osservate sono influenzate dalla varianza del carico (non conoscibile con test di carico rudimentali). Ne vediamo gli effetti in prove condotte più in alto o più in basso nel vano corsa o anche legate alla rigidezza dei mezzi di sospensione. Questi effetti sono menzionati in modo che possano essere considerati parte dell'azione correttiva. I test elettronici con misurazioni algoritmiche accurate delle masse e delle forze di arresto sostituiscono ampiamente le stime generali che otteniamo solo con un test di sovraccarico (il "caso peggiore" da tempo compreso). Ciò che abbiamo fatto finora nei test CAT5 (con i pesi) non ci sta dando il senso di sicurezza e protezione che pensiamo sia. Per essere chiari, i test a pieno carico ci forniscono pochissime informazioni e, come abbiamo dimostrato, a volte imprecise. Ci sono tecnici là fuori che pensano che il lavoro di portare pesi in un edificio occupato significhi per loro “lavoro” perso. Usare la tecnologia, che è ciò di cui si occupano i tecnici ascensoristi avanzati, significa davvero che gli ascensori vengono testati meglio e che è possibile eseguire una manutenzione più significativa. Questo è dove dovrebbero essere il nostro tempo e il nostro impegno.
Venti o 30 anni fa stavano uscendo nuovi strumenti. I tecnici dell'assistenza e delle riparazioni focalizzati sui processi li stavano provando. Alcuni si sono rivelati capaci di misurazioni statisticamente accurate del peso (e quindi delle masse) e alcuni (molti?) non erano ben progettati e/o richiedevano un'attenta, forse impossibile, attenzione al loro utilizzo; di solito richiedevano passaggi aggiuntivi. La loro precisione risulta essere più o meno del 25% o peggiore. Non è scopo di questo articolo passare in rassegna quei processi, esperienze o anche quegli strumenti. Le brutte esperienze hanno frustrato il tipo di informazioni tecniche e di convalida di cui stiamo parlando qui. La revisione del 2013 di A17.1/B44 ci ha riportato in questa direzione. La conoscenza essenziale è che il peso/massa è importante e questo è il nostro obiettivo con questa formazione. Continuiamo a considerare gli effetti e gli impatti delle variazioni di massa che si verificano dopo o al di fuori dell'ingegneria e della progettazione del sistema di ascensore originale.
Mettendo la nostra discussione in termini operativi sul campo, le funzioni meccaniche che possono essere misurate e registrate (e ulteriormente studiate) includono la trazione (vedi riquadro n. 1), la frenatura della macchina e la frenata di emergenza, gli impatti/effetti di un freno di arresto di emergenza sui respingenti e arresto di sicurezza (normale con i mezzi di sospensione in posizione e ora, con test alternativi, catastrofico in caso di arresto di emergenza se si verificasse una perdita completa dei mezzi di sospensione) e impatti/effetti di un arresto di emergenza sui respingenti. È un dato di fatto che la CWT coadiuva le sicurezze nei test CAT5 con i pesi. Questo è un altro supporto diretto per ottenere misurazioni del peso accurate. Con i test elettronici, un algoritmo ci dice esattamente la quantità di “assistenza” di sicurezza proveniente dal CWT con corde (o cinture) intatte. Tale assistenza è effettivamente un effetto primaverile. Con i test elettronici oggi, questo può essere misurato e conosciuto. Molti nel settore sono sorpresi di scoprire che di solito non c'è abbastanza forza frenante nelle sicurezze per fermare un'auto che cade liberamente. Questo è un fatto che non vogliamo che accada e, fortunatamente, non accade spesso. Ora abbiamo una misurazione che ce lo indica.
È fondamentale conoscere il peso di una cabina prima e dopo una modifica. Questa è una parte obbligatoria del codice da decenni. Se si modifica il peso di una cabina di 200 libbre sostituendo un operatore della porta (di solito più leggero oggigiorno) o si modifica l'interno della cabina (di solito anche meno, ma può comportare un aumento di peso), è necessario un aggiustamento calcolato con il peso di il CWT. È importante comprendere e mantenere uno sbilanciamento ragionevolmente corretto. Il cambiamento influenzerà la massa del sistema e quindi le forze di trazione e frenata/arresto. Influirà su tutte le forze necessarie menzionate sopra. Non vogliamo mai compromettere (o, peggio, eliminare) i fattori di sicurezza originariamente progettati nel sistema di ascensore (vedi riquadro n. 2). Dovremmo menzionare che la massa aggiuntiva può essere un problema con il carico dell'albero della puleggia su una macchina motrice, selezionando e impostando le guide a rulli e, cosa molto importante, anche selezionando e dimensionando le sicurezze. L’ingegneria deve essere coinvolta in tutte queste situazioni.
Il carico del sistema, in particolare il rapporto di bilanciamento, influisce sulle correnti del motore attraverso gli intervalli di carico necessari per il funzionamento dell'ascensore. Ad esempio, alcuni azionamenti VVVF (tensione variabile, frequenza variabile) utilizzano il carico per regolare l'uscita/ridurre la corrente al motore. Ciò influisce sulla qualità della guida e la riduzione della corrente può prolungare la durata dei componenti della trasmissione e della macchina. Un esperto del settore ha suggerito questo riferimento come esempio: Magnetek HPV900 APPENDIX-Adaptive Tune (hpv-900-series-2—ac-pm-tm7333-r22.pdf cmco.com).
Abbiamo avuto esperienza e discusso sulla possibilità reale di utilizzare le misurazioni della corrente del motore per convalidare un carico bilanciato e persino di utilizzare un semplice movimento della mano della cabina dell'ascensore quando è appoggiata da un grillo all'altro con il CWT. Entrambi sono ragionevoli e legittimi. È comunque necessario prestare attenzione per identificare e sapere se sono presenti impatti di attrito in gioco (ad esempio, “attrito” degli ingranaggi per ascensori a ingranaggi). Le misurazioni del peso effettivo non vengono fornite automaticamente; è possibile un calcolo corretto del confronto della corrente, ma il calcolo è un po' complicato e si possono commettere errori. I pesi determinati correttamente sono uno strumento chiave per convalidare e valutare le prestazioni del sistema ascensore.
Mentre raccoglievamo le informazioni per questo articolo, siamo stati informati che, con un controller per ascensore sufficientemente sofisticato, dovrebbero essere disponibili informazioni sul carico e sul bilanciamento. Poiché è necessario un peso preciso e vengono utilizzati sensori di carico, il metodo deve essere collaudato e all'altezza di queste sfide. Fino a poco tempo fa la disponibilità di dispositivi affidabili era difficile. Con tali apparecchiature, i pesi vengono generalmente monitorati su un solo lato: il lato dell'auto. Utilizzare dispositivi affidabili per misurare le tensioni della fune/sospensione (forza di carico) su ciascun lato e valutare le differenze è un approccio più accurato. In futuro, sappiamo che i test CAT5 su alcuni ascensori nuovi o esistenti avranno il vantaggio di sensori di sovraccarico permanente (design a ciambella) (trazione diretta) sul lato della cabina. Questo può misurare con precisione il peso dell'auto (ovunque durante una corsa completa). L'aggiunta di sensori a ciambella sul lato CWT ci fornirebbe tutte le informazioni sul carico necessarie in modo dinamico. I pesi CWT normalmente non cambiano, quindi ciò potrebbe non essere necessario. Sarebbe facile uscire (probabilmente una volta) per ottenere la misurazione laterale CWT in modo che sia nota e garantita corretta (a scopo di test) in futuro.
Barra laterale n. 1: La relazione Eytelwein
di Tim Ebeling
Il principio dell'ascensore a fune si basa sulla trazione. Non per niente questi ascensori sono chiamati ascensori a trazione.
La trazione è definita dalla relazione di Eytelwein. A prima vista sembra un po' complicato, ma non lo è affatto. Il lato destro della relazione potrebbe essere un po’ difficile. Il numero di Eulero è la potenza del prodotto del coefficiente di attrito tra le funi e la scanalatura della puleggia di trazione e l'angolo di avvolgimento della fune attorno alla puleggia di trazione. In definitiva, ciò che sa ogni buon meccanico di ascensori: maggiore è l'avvolgimento (ad esempio doppio avvolgimento) della fune attorno alla puleggia di trazione, maggiore è la trazione del sistema. Maggiore è l'attrito generato, ad esempio dalle scanalature a V con un sottosquadro tra la fune e la scanalatura della puleggia di trazione, maggiore è la trazione dell'ascensore. Non dobbiamo preoccuparci molto di questa parte dell'equazione perché il lato sinistro della relazione è molto più semplice. Dice che il rapporto tra le masse del contrappeso e della cabina vuota o il rapporto tra la cabina a pieno carico e il contrappeso deve essere inferiore o uguale al lato destro dell'equazione.
Equazione di Eytelwein
Ciò significa che la trazione è in definitiva definita dal rapporto tra le due masse! Durante la costruzione dell'ascensore vengono specificate queste masse e le corrispondenti scanalature della puleggia di trazione, il numero di funi, l'angolo di avvolgimento, ecc. È facile immaginare cosa accadrebbe se, per qualche motivo, questa massa non corrispondesse più al progetto originale, ad esempio perché il contrappeso di cemento si è seccato o la cabina ha nuovi meccanismi o rivestimenti delle porte, ecc. In tal caso, questo il sistema di ascensore modificato richiede una trazione diversa (poiché è cambiato il rapporto di massa, cioè il lato sinistro della relazione). Ma nessuno cambia il numero di funi, il tipo di puleggia di trazione, l'angolo di avvolgimento o qualcosa di simile. Ciò può facilmente provocare condizioni operative pericolose. È ovvio perché conoscere la massa reale è così importante!
Tim Ebeling è ingegnere capo/socio amministratore presso Henning GmbH di Schwelm, Germania.
Le informazioni qui trattate ci mostrano inizialmente le molteplici possibilità legate alle masse degli ascensori e poi attraverso la fisica e le leggi del movimento.
In chiusura, voglio fornire qui quanto segue.
Barra laterale n. 2: Disastro evitato
Quando si misurano le masse prima del test, possiamo osservare correttamente le caratteristiche tecniche dei dispositivi da testare prima di testare con risultati dannosi. Il sistema elettronico CAT2 ELVI 5 mi ha impedito di eseguire una serie di test che avrebbero potuto devastare un'installazione se avessimo utilizzato il metodo convenzionale del peso di prova. Abbiamo misurato che la massa del contrappeso dell'ascensore di servizio in un edificio per uffici in centro era superiore a 12,000 libbre, mentre il respingente era valutato solo per 10,000 libbre. Queste informazioni, quando trasmesse a un agente del supporto tecnico, hanno innescato una revisione tecnica di tutti i 13 ascensori del complesso. L'ingegnere mi chiese le masse di tutte le vetture e i contrappesi, e quello che scoprì fu allarmante. Si scopre che il peso della cabina dei piani alti e bassi è stato modificato rispetto al peso di progetto da un appaltatore terzo tra gli anni 1988-2015. Nel 2015 è stata avviata la modernizzazione completa di tutti i 13 apparecchi. Tuttavia, quando l'appaltatore dell'ascensore ha presentato i criteri di progettazione al proprio dipartimento di ingegneria, non ha misurato fisicamente le masse. Hanno semplicemente utilizzato i pesi di progetto dei disegni di installazione, presupponendo che nulla fosse cambiato. Questa si è rivelata una grande svista, poiché il peso di progetto originale dell'auto era di oltre 1,000 libbre inferiore alla massa effettiva misurata. L'ingegnere mi ha informato che, a causa di queste informazioni mancate durante le fasi di progettazione, le travi della macchina nel grattacielo non erano adatte alla nuova macchina selezionata e dovevano essere rinforzate con tasselli imbullonati in posizione ogni nove pollici lungo la trave. Si è calcolato che le macchine basse utilizzavano un numero troppo basso di funi di sollevamento, causando una pressione eccessiva nella scanalatura e spiegando in parte il motivo per cui le funi raggiungevano le fasi di rifiuto prima del previsto. Infine, l'ascensore di servizio, l'ascensore più importante dell'edificio e l'ascensore che ha dato il via alla revisione, necessitava di più lavori. Questo ascensore aveva un design unico. Mi è stato detto che era unico nel suo genere nel paese. Questo dispositivo è una trazione nel seminterrato con la sala macchine sotto la fossa e una disposizione di funi a doppio avvolgimento 2:1 completa di una macchina senza ingranaggi che supporta una capacità di 6500 libbre. Questo ascensore di servizio, mi è stato detto dal perito, durante l'ispezione iniziale di accettazione ha piegato la piattaforma durante un test del respingente della cabina a pieno carico e a piena velocità. Il personale sul campo ha quindi dovuto sostituire la piattaforma e rinforzarla con più lunghezze di canale a C saldate sul fondo. Ciò ovviamente ha aumentato il peso dell'auto. Per mantenere l'assorbimento attuale del motore sotto la targhetta, hanno aggiunto un peso extra nel telaio del contrappeso, senza mai misurare effettivamente il nuovo peso completo del contrappeso o dell'auto. Quando ho misurato le masse di questa vettura e del contrappeso e le ho sottoposte agli ingegneri, l'elenco dei lavori era sconcertante. Questa era una grande preoccupazione, considerando che l’auto funzionava così da oltre 30 anni. Gli ingegneri ci hanno detto che il respingente del contrappeso doveva essere sostituito e che i dispositivi di sicurezza dell'auto dovevano essere aggiornati a un modello in grado di sopportare il peso aggiunto. Ora, se avessi semplicemente messo il carico in macchina e avessi tentato questi test, o peggio, questi dispositivi di sicurezza necessari per funzionare in caso di guasto catastrofico nella vita reale, i risultati finali sarebbero stati devastanti. -Nome nascosto (perito per un appaltatore di servizi di ascensori)
“Ristampato da ASME A17.1-2022/CSA B44-22, con il permesso dell'American Society of Mechanical Engineers. Tutti i diritti riservati."
8.6.11.10.3 Procedura del metodo di prova alternativo. Il metodo di prova alternativo deve:
(a) includere i requisiti per ottenere e verificare le masse della cabina e del contrappeso, se necessario per la prova
(b) disporre di un documento procedurale che
(1) definisce la gamma di apparecchiature consentite e le limitazioni relative all'uso
(2) stabilisce criteri di monitoraggio e calibrazione per strumenti o dispositivi di misurazione, a seconda dei casi
(3) definisce la procedura di impostazione del test
(4) fornisce istruzioni su come interpretare i risultati e correlare i risultati ai criteri pass-fail
(c) descrivere come correlare i risultati della prova a vuoto con i risultati a pieno carico e a vuoto precedentemente acquisiti, se necessario per il metodo di prova
(d) essere incluso nel MCP [vedere 8.6.1.2.1(a)]
(e) includere le informazioni richieste dal punto 8.6.1.2.2(c)(2), ove applicabile
(f) richiedere un rapporto conforme a 8.6.11.10.4
8.6.11.10.4 Rapporto sul metodo di prova alternativo. La relazione sul metodo di prova alternativo deve:
(a) identificare lo strumento di prova alternativo (marca/modello) utilizzato per eseguire la prova
(b) identificare l'azienda che esegue i test, i nomi del personale che conduce e assiste ai test e le date dei test
(c) contenere tutte le stampe o le registrazioni dei test richiesti per dimostrare la conformità ai requisiti di test raccolti durante un test di accettazione
d) individuare quali risultati della prova di riferimento debbano essere utilizzati per la futura valutazione della conformità, se necessario per il metodo di prova
(e) registrare le masse della cabina e del contrappeso ottenute secondo 8.6.11.10.3(a) durante la prova di accettazione e durante qualsiasi successiva prova di Cat 5 se richiesto dal metodo di prova
(f) contenere tutti i successivi risultati di Cat 5 con conclusioni pass-fail relative alla conformità al Codice
(g) rimanere sul posto o essere a disposizione del personale dell'ascensore e dell'autorità competente
ASME A17.1-2019/CSA B44-19, con il permesso dell'American Society of Mechanical Engineers. Tutti i diritti riservati.
2.24.2.3.5 Targhetta dati di sbilanciamento percentuale del contrappeso. L'intervallo di sbilanciamento percentuale massimo e minimo progettato del contrappeso richiesto per soddisfare i requisiti di trazione di 2.24.2.3.1, 2.24.2.3.2 o 2.24.2.3.3 deve essere fornito su una targhetta dati. Questa targa dati deve essere solidale o adiacente alla targa dati richiesta al punto 2.16.3. Quando questa targhetta è adiacente alla targhetta richiesta da 2.16.3, il materiale e le marcature devono essere conformi a 2.16.3.3.
NOTE:
(1) La percentuale di sbilanciamento del contrappeso è la percentuale della capacità nominale di un ascensore per cui il contrappeso è più pesante della cabina.
(2) L'intervallo di sbilanciamento percentuale del contrappeso si riferisce ai limiti superiore e inferiore, espressi come percentuale della capacità nominale dell'ascensore, secondo i quali il contrappeso è più pesante della cabina.
Domande sul rinforzo dell'apprendimento
Usa le seguenti domande sul rinforzo dell'apprendimento per studiare per l'esame di valutazione della formazione continua disponibile online su Libri in ascensore o a pag. 115 di questo fascicolo.
- Quali sono i fattori che influenzeranno la misurazione accurata dei pesi degli ascensori? Come vengono quindi utilizzati e compresi questi pesi durante la manutenzione di un ascensore?
- Quali sono le tre parti principali e chiave della massa del sistema ascensore? È diverso per un ascensore a trazione rispetto a un ascensore idraulico?
- Potete spiegare esattamente come viene calcolato lo sbilanciamento CWT in un ascensore a fune? Quanto è importante questa misurazione?
- Potete spiegare gli impatti dell'attrito su un ascensore a trazione? Non ne parliamo qui, ma pensi che l'attrito entri in gioco con un ascensore idraulico?
- Potete spiegare i diversi modi in cui peso e massa (concetti e misurazioni) influiscono sul funzionamento sicuro di un ascensore?




