Trazione per il personale sul campo, seconda parte

La conclusione della serie esamina i componenti utilizzati nei sistemi di ascensori elettrici che forniscono una trazione sicura.

Nella Parte 1 (ELEVATOR WORLD, agosto 2017), abbiamo appreso le basi della progettazione della trazione, a partire dall'attrito fino al modo in cui un progettista stabilisce la trazione richiesta e quindi utilizza l'angolo di avvolgimento e il design della scanalatura per garantire che ci sia sempre una trazione adeguata.

obiettivi formativi

Questo articolo di formazione continua fornirà l'istruzione necessaria per il personale degli ascensori che lavora su ascensori elettrici per comprendere i requisiti del codice, la misurazione, il test e le regolazioni della trazione per garantire il massimo livello di sicurezza. In questo articolo il lettore imparerà:
♦ Quali componenti ci sono in un sistema di trazione
Tale manutenzione deve includere la misurazione della fune e delle pulegge a frequenze adeguate per garantire la conformità.
Tale manutenzione deve includere la sostituzione delle funi e delle pulegge danneggiate una volta scoperte.
Che le condizioni di rouging e altre condizioni dannose influiscano sui criteri di sostituzione.
♦ Come eseguire un test di trazione e cosa richiede il codice per le prestazioni.

Anni e milioni di operazioni interessano i covoni e le funi. Anche se spesso è preferibile cambiare le funi, la loro vita può essere prolungata con una corretta manutenzione. Questo segmento descriverà in dettaglio la manutenzione e i test richiesti dal codice. Si concentrerà solo sulle funi metalliche; tuttavia, verranno citate le nuove tecnologie, in quanto più frequentemente presenti sul mercato.

Le principali cause di perdita di trazione includono contrappeso improprio, frenata brusca, sovraccarico dell'auto, accelerazione eccessiva, fattore di adattamento (corda nella scanalatura), tensione diseguale e lubrificazione eccessiva. Il codice risolve questi problemi richiedendo test e manutenzione. Il semplice esame visivo è inadeguato per fare molte di queste valutazioni di condizioni adeguate.

Componenti in un sistema di trazione

Un membro di sospensione è uno dei più membri in un mezzo di sospensione. I componenti dei mezzi di sospensione sono dettagliati come segue.

Funi d'acciaio

Prima del 2010, il codice di sicurezza ASME A17.1/CSA B44 per ascensori e scale mobili riguardava solo due tipi di funi: funi metalliche a trefoli 8 X 19 e 6 X 19 (SWR). Le costruzioni SWR modificate, le funi non d'acciaio e le cinghie rivestite stavano entrando nel mercato e venivano affrontate nel codice. Il mondo della trazione per ascensori non era più limitato ai soli SWR.

Tuttavia, i CFA avevano i propri miglioramenti di progettazione: trefoli compattati, rivestimento, nuove costruzioni di funi (come 4, 5 e 9 trefoli), funi con anima in fune metallica indipendente (IWRC), funi con anima composita e funi a più gradi con fili di varie durezza, per citarne alcuni.

ASME A17.6-2010: Standard per i sistemi di sospensione, compensazione e governo degli ascensori è stato pubblicato per affrontare questa serie di tipi e gradi di membri di sospensione. Questo standard ha identificato come fabbricare tutti i membri delle sospensioni utilizzati nell'industria degli ascensori costruiti con cinghie in acciaio, aramide e rivestite. Fu a questo punto che "funi" divennero "membri di sospensione" e "sistemi di sospensione" divennero "mezzi di sospensione". (È una comodità quando si fa riferimento a un'intera classe di cose senza dover ripetere tutte le cose che si applicano.) I mezzi di sospensione includono anche i fissaggi, o prese a cuneo o Babbitt.

A17.6-2010 è lo standard di fabbricazione per i CFA negli Stati Uniti Il grado (resistenza alla trazione dei fili), la costruzione (numero di fili in un trefolo e numero di trefoli nella fune) e molte altre caratteristiche di fabbricazione (Warrington o Seale ) sono definiti in modo prescrittivo per garantire la qualità e l'affidabilità costante. Con la piena conoscenza della durezza dei fili intrecciati, la durezza della puleggia può essere considerata per garantire che le superfici interagiscano come previsto, mantengano la forza di trazione e non si consumino rapidamente. La durezza degli SWR, come tutti i metalli, viene misurata in funzione della resistenza alla trazione dei fili mediante la scala Brinell. Questo in genere mostra che i fili di acciaio sono circa due volte più duri di una superficie della scanalatura della puleggia non temprata.

La resistenza alla trazione può essere pensata come immaginando un'asta che ha una sezione trasversale di 6.45 cm2 (1 sq. in.) tale da poter sostenere un carico. Una resistenza misurabile è se un'asta viene caricata fino a cedere, quando si deforma in modo permanente. Se il carico continua ad essere aggiunto all'asta fino a quando non si è staccata, ciò indica il suo carico di rottura (UTS). La forza che causa il cedimento è in Newton per metro quadrato (N/m2), Pascal (Pa) o libbre per pollice quadrato (psi). Per l'acciaio E34, circa 235 MPa (34,000 psi) produrrà l'asta. Un acciaio con una resistenza alla trazione più elevata può resistere a 620 MPa (89,923 psi) ed essere classificato come acciaio E90. La durezza dell'acciaio è influenzata dai componenti fusi durante la produzione dell'acciaio e dal tipo di raffreddamento utilizzato. Sebbene le acciaierie producano durezze specifiche per specifica, producono anche gradi standard e gli ingegneri utilizzano i punti di forza standard per applicazioni standard.

Negli elementi di sospensione SWR, i fili esterni sono quelli che entrano in contatto con la scanalatura della puleggia. Maggiore è la resistenza alla trazione del filo di acciaio, più difficile è l'abrasione o l'usura del materiale. Il compromesso è che maggiore è la resistenza alla trazione dei fili, più facile è affaticarsi e cedere a causa della flessione. La flessione è il fattore più importante nell'influenzare la vita dei CFA. Il codice richiede un minimo “D a d” (diametro della puleggia rispetto al diametro della fune) da 40 a 1. Ad esempio, se la fune è di 12.7 mm (0.5 in.) in d, D deve essere almeno 40 volte superiore a: 508 mm (20 pollici) di diametro della puleggia. Più grande è la puleggia, meno flessione assiale subisce la fune; pertanto, minore è la fatica da sollecitazione flessionale, maggiore è la vita del ROS. Ascensori più vecchi utilizzati fino a 60-1 D a d, mentre i sistemi più recenti usano più vicino a 40 a 1; pertanto, i cedimenti della fune dovuti a rottura per fatica sono più frequenti di quanto non fossero in passato. Le corde non sono cambiate: in generale, la D a d è diventata più piccola. Questa è la prova che le società di funi non dovrebbero essere incolpate per l'aumento dei cedimenti delle funi.

Quando gli ascensori senza locale macchina sono diventati popolari, l'obiettivo è stato ridurre le dimensioni della macchina motrice per adattarla al vano di corsa. Un metodo per ridurre il diametro della puleggia consisteva nell'utilizzare SWR di diametro inferiore per mantenere la D a d rapporti — ad esempio, utilizzando SWR da 5 mm (0.197 pollici) con una puleggia di 200 mm (7.9 pollici) D. Altre strategie utilizzano materiali alternativi, come corde/cinture in fibra aramidica fino a 20 a 1 D a d.

A17.6 definisce la forza di rottura minima (MBF) per tutti i membri della sospensione in uso, ad eccezione di quelli sviluppati dopo la pubblicazione dello standard. Nuovi materiali, gradi e costruzioni verranno aggiunti alle edizioni successive. È importante notare che l'MBF pubblicato è sempre inferiore all'UTS degli SWR. Questo per garantire che vengano presi in considerazione eventuali piccoli difetti nel processo di produzione della fune. Questa è la chiave da sapere, perché alcuni requisiti di progettazione vengono misurati rispetto a UTS, non MBF, per fornire un fattore di sicurezza aggiuntivo in base alla progettazione.

Il grado della fune si riferisce alla resistenza alla trazione o alla durezza dei fili della fune. Quando ci sono due numeri dati per una fune IWRC, come 1570/1770, significa che i fili esterni che scorrono sulla puleggia hanno una resistenza alla trazione di 1,570 kN e i fili interni hanno una resistenza alla trazione di 1,770 kN (nella metrica sistema). Nel sistema imperiale, la resistenza alla trazione è misurata in libbra-forza e ci sono due gradi: acciaio da trazione (TS) e resistenza extra alta (EHS). In una discussione sulla trazione, il coefficiente di attrito (μ) è lo stesso a qualsiasi durezza.

I CFA sono realizzati utilizzando diverse costruzioni: costruzione Seale o Warrington, lay normale o Lang lay, diametri variabili, ecc. stessa costruzione, grado e diametro per garantire la stessa trazione. Per ulteriori letture, due eccellenti risorse sugli SWR sono la Brugg Wire Rope User Reference Guide (disponibile su elevatorbooks.com) e i bollettini di servizio di Bethlehem Wire Rope (disponibili su www.www.rope.com) sulla cura e la manutenzione delle funi degli ascensori.

Questo esercizio non aveva lo scopo di rendere il lettore un ingegnere progettista. Era solo per dimostrare che la comprensione delle funi è fondamentale quando arriva il momento di eseguire la sostituzione, la manutenzione e il test, o le modifiche dovute a danni o eccessiva usura. La sostituzione delle funi e delle pulegge con la sostituzione esatta è fondamentale per garantire prestazioni future sicure utilizzando il design originale come base.

Sospensione significa dati

Il codice riguarda la corretta sostituzione della fune richiedendo che i dati dei mezzi di sospensione siano affissi sulla targhetta dati della traversa e con un'etichetta dati sul fissaggio della fune su ogni ascensore. Da A17.1-2016/B44-16:

“2.20.2 Sospensione significa dati

2.20.2.1 Targhetta dati della traversa. La targa dati della traversa richiesta da 2.16.3 deve riportare i seguenti dati sui mezzi di sospensione:

• a) tipo di mezzo di sospensione
• (b) il numero dei membri sospesi
• (c) il diametro o la larghezza e lo spessore in millimetri (mm) o pollici (pollici), a seconda dei casi
• (d) la forza di rottura minima richiesta dal produttore dell'ascensore per elemento di sospensione in kilonewton (kN) o libbra-forza (lbf), a seconda dei casi

"2.20.2.2 Etichetta dati a sospensione significa fissaggio

2.20.2.2.1 I dati pertinenti che si trovano sui mezzi di sospensione devono essere forniti da uno dei seguenti:

• (a) Una targhetta dati attaccata in modo sicuro a uno dei dispositivi di fissaggio della sospensione.
• (b) Marcatura permanente delle informazioni richieste sui mezzi di sospensione e visibile in prossimità del fissaggio dei mezzi di sospensione.
• (c) Una combinazione di (a) e (b) a condizione che siano fornite tutte le informazioni richieste.
• (d) Se si applica (a) o (c), il materiale e la marcatura dell'etichetta devono essere conformi a 2.16.3.3.3, eccetto che l'altezza delle lettere e delle cifre non deve essere inferiore a 1.5 mm (0.06 pollici) .
• (e) Se si applica (a) o (c), una nuova etichetta deve essere installata a ogni sospensione significa sostituzione.

“2.20.2.2.2 Devono essere forniti i seguenti dati:

• (a) tipo di sospensione (fune d'acciaio, fune in fibra aramidica o elemento di sospensione non circolare in acciaio rivestito di elastomero)
• (b) il diametro o la larghezza e lo spessore in millimetri o pollici, a seconda dei casi
• c) per sospensione si intende la forza di rottura minima del costruttore in kN o lbf, a seconda dei casi
• d) la resistenza residua determinata dal produttore dell'ascensore in kN o lbf, a seconda dei casi
• e) il tipo di materiale utilizzato o la sospensione indica la designazione del fabbricante, a seconda dei casi
• (f) classificazione della costruzione, ove applicabile
• g) per funi d'acciaio, non preformate, se del caso
• h) per funi di acciaio, rivestimento di finitura, se applicabile
• i) per funi di acciaio, trefoli compattati, se applicabile
• (j) il nome o il marchio della sospensione significa il fabbricante
• k) nome della persona o dell'organizzazione che ha installato i mezzi di sospensione
• (l) il mese e l'anno in cui sono stati installati i mezzi di sospensione
• (m) il mese e l'anno in cui i mezzi di sospensione sono stati inizialmente abbreviati
• (n) informazioni sulla lubrificazione, se applicabile”

Il codice affronta ulteriormente il tag nella Sezione 8.6: Requisiti di sostituzione:

"8.6.3.4.6 Una nuova targhetta con i dati della fune conforme a 2.18.5.3 deve essere installata ad ogni sostituzione della fune e la data della sostituzione della fune deve essere registrata nei registri di manutenzione [8.6.1.4.1(b)(2)].

“8.6.4.1 Sospensione e mezzi di indennizzo

8.6.4.1.1 I mezzi di sospensione e di compensazione devono essere mantenuti sufficientemente puliti da poter essere ispezionati visivamente.

8.6.4.1.2 Le funi metalliche devono essere leggermente lubrificate. Devono essere prese precauzioni nella lubrificazione delle funi metalliche di sospensione per evitare la perdita di trazione. La lubrificazione deve essere conforme alle istruzioni sull'etichetta dei dati della fune [vedere 2.20.2.2.2(n)], se fornita.

8.6.4.1.3 La tensione uguale deve essere mantenuta tra i singoli membri della sospensione in ogni set. Gli elementi di sospensione sono considerati ugualmente tesi quando la tensione più piccola misurata è entro il 10% della tensione più alta misurata. Quando viene controllata o regolata la tensione dell'elemento di sospensione, deve essere consentito un dispositivo antirotazione conforme ai requisiti di 2.20.9.8.”

Trattandosi di elementi ispezionabili, tutti i meccanici devono garantire che la targhetta dati della traversa e l'etichetta dati sul fissaggio dei mezzi di sospensione siano forniti.

Puleggia

Una puleggia di trazione che utilizza SWR è una puleggia scanalata. La maggior parte delle disposizioni di funi presenta una puleggia di trazione principale e uno o più deflettori o pulegge secondarie. Il deflettore e le pulegge secondarie sono sempre una "scanalatura a U", poiché guidano semplicemente le funi in una posizione utile sopra il contrappeso e l'auto. Ruotano liberamente, con tutto il lavoro di traino svolto dalla puleggia di trazione sulla macchina motrice. Una puleggia deflettore non viene mai utilizzata in un doppio avvolgimento. Viene invece sempre utilizzata una puleggia secondaria, che tipicamente funge anche da puleggia deviatrice.

I fili esterni SWR hanno una resistenza alla trazione superiore alla resistenza alla trazione di una superficie indurita della puleggia-scanalatura. Se la fusione di metallo originale della puleggia è indurita correttamente e la fune è correttamente abbinata, installata e mantenuta, la possibilità che una fune si dimostri troppo dura per una puleggia è remota. Per ottenere la microstruttura necessaria per una buona puleggia, occorre prestare attenzione alla chimica e alla velocità di raffreddamento del grezzo della puleggia motrice durante la colata e al processo di trattamento termico dopo la fresatura delle scanalature. Sebbene ci siano durezze standard fornite dai produttori di macchine motrici nei loro cataloghi, possono anche produrre durezze specifiche in un processo di tempra. La relazione tra la durezza Brinell della scanalatura e la resistenza alla trazione del filo gioca un ruolo cruciale nella durata della fune (Figura 2).

Ci sono tre principali profili di scanalatura utilizzati nel settore degli ascensori: la scanalatura tonda o a U, la scanalatura a U sottosquadro e la scanalatura a V (come discusso nella prima parte di questa serie). Come si può intuire osservando affiancati i tre profili (Figura 3), le caratteristiche di trazione di ciascuno sono sempre più aggressive nei confronti della fune. Questo è rappresentato da un fattore di resistenza stabilito da Brugg e dall'industria.

Scanalatura a U

La trazione disponibile in una scanalatura a U a sede rotonda è una funzione di quattro parametri: il logaritmo naturale, e; il coefficiente di attrito effettivo, m, tra i fili esterni della fune di sollevamento (sospensione) e la scanalatura della puleggia; la geometria della forma della scanalatura; e l'angolo di avvolgimento (arco di contatto), . Velocità dell'auto più elevate, insieme a accelerazioni e decelerazioni più elevate, di solito richiedono disposizioni di funi di trazione a doppio avvolgimento per ottenere una trazione disponibile più elevata. Aumentando l'arco di contatto aumenterà anche la trazione disponibile. Questo è il meno aggressivo per l'SWR e la scanalatura della puleggia e generalmente durerà più a lungo, a condizione che le tensioni della fune siano entro il 10% l'una dall'altra, adeguatamente mantenute con lubrificazione, utilizzino il diametro della scanalatura corretto e l'angolo minimo di flottazione e siano progettate con un corretto rapporto D a d.

Se le funi non sono tese correttamente, una fune sosterrà un carico maggiore e la sua scanalatura si consumerà più rapidamente finché la fune non sarà notevolmente più bassa nelle scanalature della puleggia rispetto alle funi rimanenti. Questa condizione è la più facile da vedere durante la manutenzione: un semplice righello e una torcia riveleranno se ciò si sta verificando. Se una o più funi è inferiore di 1 mm (3/64 in.) rispetto alle altre, è probabile che la puleggia e le funi debbano essere sostituite. Una volta iniziata la distruzione del solco, non c'è modo di equalizzare la tensione. Più profonda è la scanalatura, maggiore è il differenziale di tensione e più rapido è il tasso di degradazione. Verificare sempre regolarmente le tensioni della fune.

In una condizione di tensione disuguale, alcune funi non contribuiscono alla loro quota progettata di carico di trazione. Man mano che la loro forza normale diminuisce, la fune a tensione più elevata e la sua scanalatura sopportano una parte maggiore del carico, causando movimenti della fune (scivolamento) che mangiano la scanalatura della puleggia, riducendo il diametro sia della fune che della scanalatura. Questo slittamento provoca un'usura ancora più abrasiva, perché le altre funi devono viaggiare più a lungo in un giro di puleggia rispetto alla fune tesa. Le scaglie di metallo sul pavimento e sulla parte superiore dell'auto ne saranno la prova. La verifica se i detriti in queste aree sono sporcizia o metallo viene eseguita con un magnete e un pezzo di carta: avvolgere il magnete in carta e mescolare il materiale. (La carta trattiene semplicemente le particelle metalliche dalla superficie del magnete.) A17.1-2016/B44-16 include quanto segue a parità di tensione:

"8.6.4.1.3 La tensione uguale deve essere mantenuta tra i singoli membri della sospensione in ogni set. Gli elementi di sospensione sono considerati ugualmente tesi quando la tensione più piccola misurata è entro il 10% della tensione più alta misurata. Quando viene controllata o regolata la tensione dell'elemento di sospensione, deve essere consentito un dispositivo antirotazione conforme ai requisiti di 2.20.9.8.”

Nessun set di funi può durare a lungo su una puleggia danneggiata. La puleggia dovrà essere sostituita o abbassata per rendere le scanalature uguali in circonferenza e trattata termicamente alla giusta durezza. È necessario fare un'attenta considerazione per garantire che il materiale fresato non riduca la resistenza meccanica (se semplicemente non c'è abbastanza materiale da fresare ed essere ancora meccanicamente sano). Uno specialista deve essere chiamato per valutare la condizione e prendere la determinazione.

Scanalatura a U e a V sottosquadro

La formulazione delle equazioni matematiche che daranno una maggiore trazione disponibile sulle scanalature a U e a V in sottosquadro si basa sulla determinazione del carico normale risultante massimo diretto radialmente tra le funi e la puleggia al centro dell'albero della puleggia. Comprende la sommatoria di tutte le masse nel sistema di ascensore, sospese da entrambi i lati della puleggia motrice: vale a dire, cabina e il suo carico nominale, i pesi proporzionati delle funi di sospensione (paranco), funi di compensazione, funi mobili, funi di regolazione e mezzi del peso del gruppo puleggia di compensazione, il tutto sospeso sul lato cabina della puleggia motrice.

Dal lato contrappeso della puleggia motrice sono appesi i pesi del contrappeso, funi di sospensione proporzionate, funi di compensazione e metà del peso del gruppo puleggia di compensazione. La somma aggregata di questi pesi effettivi, presa come forza normale risultante diretta radialmente dalle scanalature della fune attraverso il centro dell'albero della puleggia motrice, deve essere supportata dalle funi che esercitano pressioni fune-scanalatura lungo una forma definita della scanalatura. La confluenza di questi effetti si traduce in un fattore di scanalatura, che agisce per aumentare la trazione disponibile nella scanalatura. Queste pressioni da fune a scanalatura varieranno, motivo per cui è fondamentale sostituire le funi con la fune corretta, quella progettata nel sistema, e deve essere contrassegnata sull'etichetta dei dati del mezzo di sospensione e sulla targhetta dati della traversa sopra o vicino al traversa di ogni ascensore a fune.

La scanalatura a U sottosquadro, come mostrato da Frederick Hymans e AV Heilborn [1] e CE İmrak e İ. Gerdemeli,[2] aggiunge trazione eliminando il materiale nella sezione di sottosquadro della scanalatura. Pertanto la “forza normale” viene proporzionalmente aumentata sui lati del sottosquadro. I carichi totali sono invariati, ma l'area della fune si riduce, aumentando la "pressione della fune" o "pressione della scanalatura".

All'aumentare dell'angolo di sottosquadro b, c'è meno materiale su cui appoggiare la fune (meno area), quindi le pressioni della fune aumentano esponenzialmente, aumentando la trazione disponibile (a).

Le pressioni della fune devono essere limitate alla durezza che un filo esterno della fune può sopportare senza cedere ai fili d'acciaio o alle scanalature della puleggia d'acciaio. Pertanto, ci sono vari gradi di corda. Maggiore è la pressione della fune progettata, maggiore è la resistenza alla trazione necessaria per resistere a cedimenti precoci. Ma questo avviene con il rischio prevedibile di un tasso di guasto della corda più elevato. Questo mostrerà durante un'ispezione di manutenzione come eccessivo appiattimento e usura del filo della corona, crepe da fatica (principalmente sulla sezione della fune quando l'auto si trova nell'atrio o nel pianerottolo di uscita principale) e può anche mancare sezioni di filo.

Ricorda, ogni volta che una fune metallica viene piegata, viene sollecitata. Se si prendesse un pezzo di fune metallica e lo si piegasse ripetutamente sopra il ginocchio, si stresserebbe il metallo e, a seconda dell'angolo di piegatura e del numero di alterazioni, si causerebbe una rottura per fatica. Ecco perché l'ispezione della fune metallica è richiesta in A17.1/B44 Sezione 8.6.4. Non è compito dell'ispettore trovare la corda danneggiata; è il lavoro della persona di manutenzione.

La scanalatura a V è la più aggressiva, in quanto presenta la minima area di contatto della scanalatura della fune con un componente di pizzicamento: quindi, le pressioni più elevate di fune e scanalatura. Sebbene sia utilizzato in alcuni ascensori lenti e di bassa capacità, è raramente, se non mai, utilizzato in applicazioni ad alta velocità.

Manutenzione e collaudo

Usura dei componenti della trazione; pertanto, per ridurre il deterioramento, aumentare la vita dei sistemi di sospensione e trazione e garantire la massima trazione, i componenti devono essere mantenuti. Questo è il focus di questo corso. Non stiamo imparando a essere progettisti di ascensori; siamo i tecnici incaricati di garantire che i componenti della trazione abbiano la vita più lunga e il funzionamento più sicuro dal punto di vista della manutenzione. Abbiamo bisogno di sapere quando la relazione di trazione sta andando a rotoli, quando è il momento di riparare o sostituire i componenti di trazione e come testare la trazione per garantire che la perdita di trazione non possa verificarsi quando i carichi nell'ascensore rientrano nelle linee guida di progettazione. Questi sono compiti importanti, quindi è necessaria una comprensione approfondita.

La comprensione dei principi dell'attrito e una comprensione di base dei componenti dovrebbe fornire una comprensione ragionevolmente buona di cosa cercare e come mantenere l'attrezzatura per mantenere il sistema in condizioni di funzionamento corretto. La trazione che scivola è la preoccupazione più grande; tuttavia, questo è il pericolo estremo. Danni a componenti costosi, come la puleggia e gli organi di sospensione, possono anche portare a guasti meccanici se non sottoposti a manutenzione e lasciati incustoditi.

Manutenzione

Il codice richiede manutenzione e test di trazione a intervalli regolari per garantire che ci sia abbastanza trazione per rallentare un'auto che potrebbe perderla; ad esempio, quando si verifica un arresto di emergenza. (Un arresto di emergenza è quando qualsiasi dispositivo di protezione elettrica [vedere Sezione 2.26.2] che toglie l'alimentazione al motore della macchina motrice e il freno si apre) Se il freno è impostato con una coppia frenante elevata, la puleggia può fermarsi; tuttavia, l'auto continuerà a muoversi a causa della sua inerzia e della trazione per lo slittamento della fune. Un sistema di trazione adeguatamente progettato rallenta le funi e recupera la trazione se la distanza del vano di corsa è sufficiente.

Nel peggiore dei casi, l'ultima persona che entra in un'auto a pieno carico può far slittare la trazione dell'auto. Se scivola da quel punto, probabilmente non c'è modo di fermarlo. Per evitare che ciò accada, quando ingegneri e progettisti determinano le corrette scanalature della puleggia motrice da utilizzare in un determinato sistema di ascensori, la matematica utilizzata per determinare la trazione disponibile si basa sulla condizione nota come slittamento imminente. Pertanto, la matematica utilizza il coefficiente di attrito statico nella formulazione del fattore di scanalatura. In caso di perdita di trazione, vi sarà un movimento relativo tra la puleggia motrice, che rallenta con una decelerazione, e le funi di scorrimento, che si muovono con una decelerazione diversa contro le scanalature della puleggia motrice. Il fatto che si verifichi uno slittamento della fune fa sì che il coefficiente di attrito si sposti dal valore statico ad un valore cinetico inferiore, che potrebbe essere inferiore del 25%. Di conseguenza, il sistema di ascensore fuori controllo rallenterà e si fermerà solo con un profilo di movimento fornito dal coefficiente di attrito cinetico inferiore. Se la condizione di slittamento si verifica quando una cabina in discesa si avvicina al terminale inferiore, la cabina scenderà nel suo buffer se la distanza di arresto è insufficiente in base alla posizione della cabina nel vano corsa. Le prove devono essere eseguite per garantire che il degrado delle funi o delle scanalature della puleggia rientri nelle loro caratteristiche di progetto.

Corde

Una lubrificazione eccessiva o insufficiente può influire sull'usura delle scanalature, sull'usura delle funi e sulla pulizia dei locali macchine; tutti contribuiscono a problemi di trazione. Ambienti estremamente sporchi, come cotonifici, raffinerie di petrolio, cartiere e zuccherifici, possono presentare lanugine nell'aria, sostanze chimiche e altre sostanze che possono riempire le asperità e causare perdita di trazione. Altri materiali abrasivi come la polvere di calcestruzzo trasportata dall'aria possono causare riduzioni precoci del diametro della fune di sospensione o un'usura accelerata delle scanalature, con conseguente perdita di trazione. La sgrossatura, causata dall'esposizione dei CFA all'umidità, provoca una riduzione del diametro a un ritmo allarmante e può causare una perdita di trazione. I componenti devono essere controllati a intervalli regolari per assicurarsi che siano conformi al codice.

A17.1-2016/B44-16 identifica le voci di manutenzione come segue:

"8.6.4 Manutenzione e collaudo di ascensori elettrici La manutenzione e il collaudo degli ascensori elettrici devono essere conformi a 8.6.1 a 8.6.4.

“8.6.4.1 Sospensione e mezzi di indennizzo

8.6.4.1.1 I mezzi di sospensione e di compensazione devono essere mantenuti sufficientemente puliti da poter essere ispezionati visivamente.

8.6.4.1.2 Le funi metalliche devono essere leggermente lubrificate. Devono essere prese precauzioni nella lubrificazione delle funi metalliche di sospensione per evitare la perdita di trazione. La lubrificazione deve essere conforme alle istruzioni sull'etichetta dei dati della fune [vedere 2.20.2.2.2(n)], se fornita.

8.6.4.1.3 La tensione uguale deve essere mantenuta tra i singoli membri della sospensione in ogni set. Gli elementi di sospensione sono considerati ugualmente tesi quando la tensione più piccola misurata è entro il 10% della tensione più alta misurata. Quando viene controllata o regolata la tensione dell'elemento di sospensione, deve essere consentito un dispositivo antirotazione conforme ai requisiti del 2.20.9.8.”

I CFA devono essere mantenuti puliti e lubrificati e non eccessivamente lubrificati. Devono anche essere pareggiati; tutte le funi di sollevamento devono avere la stessa tensione. Il codice lo richiede nel Requisito 8.6.4.1.3. Sapere quali sono i segni generali di degrado per risolvere i problemi e diagnosticare l'importante relazione di trazione. Dobbiamo tutti essere consapevoli che questi componenti sono progettati per prevenire il più terribile degli incidenti e installarli e mantenerli di conseguenza.

Quando si lubrificano i CFA, oltre a fare attenzione a non lubrificarli eccessivamente, si deve tenere presente di non toccare una fune in movimento. Quando l'auto si ferma, tocca la fune con il dito. Lubrificare subito una corda se è asciutta al tatto e non lascia residui sul dito. Si consiglia di lubrificare le funi almeno ogni 250,000 cicli. Ma la verità è che ha bisogno di lubrificazione quando non ce n'è sulla corda.

Scanalature della puleggia

Di solito vi è evidenza di usura della puleggia sopra e vicino alla puleggia della macchina motrice. Una raccolta di particelle metalliche sotto la puleggia di trazione è probabilmente una prova dell'usura della puleggia. Queste particelle in genere cadono attraverso i fori delle funi e si raccolgono sopra l'auto. Questa è un'indicazione di grave usura e un ascensore deve essere rimosso dal servizio fino a quando i test e la risoluzione dei problemi non concludono quale sia la causa dell'usura.

Ricordiamo che la trazione richiede la corretta pressione della scanalatura e che un design non danneggiato (scanalatura a V o a U sottosquadro) è essenziale per mantenere una trazione adeguata. Ad esempio, se l'usura della scanalatura sulla scanalatura a U del sottosquadro è così usurata che il sottosquadro è sparito, la puleggia si è trasformata in una scanalatura a U, che è una condizione pericolosa. La sostituzione della puleggia è l'unica soluzione. Lo stesso vale se una scanalatura a V si è consumata su una scanalatura a U. In tal caso, metti fuori servizio l'ascensore, chiama l'ufficio e spiega le tue scoperte.

Alcune aziende solcheranno nel campo. Finché la sezione trattata termicamente è abbastanza spessa, è probabilmente accettabile. Una singola scanalatura bassa indica una fune di sospensione molto tesa. La condizione non migliorerà mai. I membri della sospensione e della compensazione devono essere entro il 10% del carico reciproco. Ciò garantirà la corretta pressione della fune e un'usura minima.

Test di trazione

Esistono requisiti di codice relativi ai test di trazione. Con una comprensione dei principi di trazione, dei componenti coinvolti nella trazione e dei requisiti di progettazione derivati ​​dalle prime ricerche e test, il codice specifica come deve essere testato sul campo per garantire una trazione sufficiente.

Requisiti di prova

A17.1-2016/B44-16 specifica prima i limiti di trazione:

“2.24.2.3 Trazione

2.24.2.3.1 Per funi in acciaio. Laddove le scanalature siano utilizzate per fornire trazione, deve essere fornita una trazione sufficiente tra la fune e la scanalatura e, in caso di rottura del rivestimento non metallico, tra la fune e la restante scanalatura della puleggia, per fermare e trattenere in sicurezza la cabina con il carico nominale [vedere 2.16.8(c)] dalla velocità nominale verso il basso.

2.24.2.3.2 Per funi in fibra aramidica. Laddove le scanalature siano utilizzate per fornire trazione, deve essere fornita una trazione sufficiente tra la copertura della fune e la scanalatura e, in caso di guasto della copertura, tra la parte portante del carico della fune e la scanalatura della puleggia, per arrestare e trattenere in sicurezza cabina con carico nominale [vedi 2.16.8(c)] dalla velocità nominale verso il basso. Non sono consentite scanalature sottosquadro con la fune in fibra aramidica.

2.24.2.3.3 Per elementi di sospensione non circolari in acciaio con rivestimento elastomerico. Laddove le superfici siano utilizzate per fornire trazione, deve essere fornita una trazione sufficiente tra l'elemento di sospensione in acciaio rivestito di elastomero non circolare e la superficie e, in caso di guasto del rivestimento elastomerico, tra le funi portanti e la superficie di contatto della puleggia, per fermare e trattenere la cabina con il carico nominale [vedi 2.16.8(c)] dalla velocità nominale verso il basso.

2.24.2.3.4 Se l'auto o il contrappeso affondano sui respingenti o diventano altrimenti immobili

• a) gli organi di sospensione devono scivolare sulla puleggia motrice e non consentire il sollevamento della cabina o del contrappeso, oppure
• (b) il sistema di guida deve andare in stallo e non consentire il sollevamento dell'auto o del contrappeso”

Quando un ascensore a fune è a un piano e vuoto, la trazione impedisce ai membri della sospensione di scivolare sulla puleggia di trazione allo stesso modo in cui la gomma sulla strada impedisce a un veicolo di scivolare giù per la collina. Quando viene utilizzato l'ascensore, si verifica un degrado della puleggia e delle funi, che abradono i materiali della fune e della puleggia, compromettendo il rapporto di trazione. I progettisti lo sanno e progettano sistemi che, idealmente, possono durare anni di funzionamento. In caso contrario, la sostituzione dei componenti sarebbe costosa e lo slittamento della trazione si verificherebbe più frequentemente, causando pericoli.

A17.1-2016/B44-16 specifica poi il collaudo della trazione:

“8.6.4.20.10 Sistema di frenatura, trazione e limiti di trazione. I limiti di trazione e di trazione sugli ascensori a trazione devono essere verificati per la conformità a 2.24.2.3 in conformità con 8.6.4.20.10(a) o soggetti all'approvazione dell'autorità avente giurisdizione, con 8.6.4.20.10(b).

• (a) Prova di arresto dinamico. Gli ascensori a fune devono essere testati per garantire che
• (1) durante un arresto di emergenza avviato da uno qualsiasi dei dispositivi di protezione elettrica elencati in 2.26.2 (eccetto 2.26.2.13) (eccetto interruttori tampone per tamponi dell'olio utilizzati con le sicurezze per auto di tipo C) alla velocità nominale nella direzione verso il basso , con ascensori per passeggeri e montacarichi autorizzati a trasportare passeggeri che trasportano il 125% del loro carico nominale, o con montacarichi che trasportano il loro carico nominale, le auto devono fermarsi e trattenere il carico in sicurezza (vedere 2.24.2.3.1, 2.24.2.3.2 e 2.24.2.3.3 .XNUMX); e
• (2) se l'auto o il contrappeso affondano sui respingenti o diventano altrimenti immobili, si verifica una delle seguenti condizioni (vedere 2.24.2.3.4):
• a) i mezzi di sospensione devono perdere trazione rispetto alla puleggia motrice e non consentire il sollevamento della cabina o del contrappeso; o
• (b) il sistema di guida deve andare in stallo e non consentire il sollevamento dell'auto o del contrappeso.
• (3) Con un carico nell'auto in conformità alla tabella 8.6.4.20.4, il sistema di frenatura e la relazione di trazione devono essere testati per dimostrare che il sistema può fermare e trattenere in sicurezza l'auto e, se richiesto da 2.16.2.2.4 ( c) rilivella la vettura.
• (b) Metodo di prova alternativo per sistema frenante, trazione e limiti di trazione. I metodi di prova alternativi devono essere conformi a 8.6.11.10 e a quanto segue:
• (1) Altri metodi per verificare la trazione per la conformità a 2.24.2.3 e i limiti di trazione in conformità con 2.24.2.3.4 devono essere consentiti a condizione che il metodo di prova sia conforme a quanto segue:
• (a) Quando applicato, il metodo deve verificare che il sistema di trazione dell'ascensore funzioni, o sia in grado di funzionare, in conformità con i requisiti di prestazione dell'8.6.4.20.10(a).
• (b) Il sistema di frenatura e la relazione di trazione devono essere testati per dimostrare che il sistema può fermare e trattenere in sicurezza la vettura e, ove richiesto dal 2.16.2.2.4(c), deve rilivellare la vettura senza carico.
• (2) Deve essere fornita una targhetta di prova come richiesto in 8.6.1.7.2.”

Ci si aspetta che i progettisti comprendano come progettare la fune e la puleggia, o la cintura e la puleggia per soddisfare i requisiti. Si prevede inoltre che il personale addetto alla manutenzione capisca come mantenere e testare la conformità anno dopo anno.

Conclusione

La scrittura del codice utilizza la cronologia degli incidenti e la valutazione dei pericoli in base al comportamento umano prevedibile, all'usura prevedibile e al buon senso quando si specifica l'interfaccia di trazione. Quando è in uso, si degraderà solo. È un'area ad alta pressione e ad alto stress nel sistema ascensore e deve essere mantenuta. L'assenza si traduce in una perdita di trazione, una condizione terribilmente cattiva.

I meccanici dovrebbero:

• Guarda i modelli di usura della corda
• Guarda l'usura della puleggia di trazione
• Mantieni pulite le corde
• Lubrificare la fune come raccomandato dai produttori di funi
• Equalizza le tensioni della fune

Le società di ascensori dovrebbero:

• Assicurarsi che abbiano fornito tempo sufficiente per un'ispezione completa della fune a intervalli determinati dall'analisi del programma di controllo della manutenzione
• Formare i dipendenti sull'importanza del mantenimento di questi elementi essenziali
• Mettere fuori servizio l'ascensore fino alla sostituzione dei componenti

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 www.elevatorbooks.com o a pag. 189 di questo fascicolo.
♦ In che modo la Prima Legge di Amontons mette in relazione forza e carico applicato?
♦ Cosa sono i membri in sospensione?
♦ Qual è lo standard statunitense per i sistemi di sospensione, compensazione e governor?
♦ Quale scanalatura della puleggia di trazione è la più facile sulle funi?
♦ Quale requisito del codice richiede di testare i limiti di trazione?

Referenze
[1] Hymans, F. e Hellborn, AV Der Neuzeitliche Aufzug mit Treibscheibenantrieb, Berlino, Springer Publishers, 1927.
[2] CE Imrak e İ. Gerdemeli. "Sul fattore di forma per la pressione massima della forma della scanalatura del sottosquadro", int. Giornale di matematica. Analisi, vol. 1, 2007, n. 16, pag. 783-790 (Figura 1, pag. 786).