Tendenze per gli azionamenti per ascensori e conseguenze per i freni di sicurezza

Mantenere alto il fattore di sicurezza dei freni di fronte a un mercato degli azionamenti in evoluzione

Questo documento è stato presentato a Madrid 2016, il Congresso Internazionale sulle Tecnologie di Trasporto Verticale, e pubblicato per la prima volta nel libro IAEE Elevator Technology 21, a cura di A. Lustig. È una ristampa con il permesso dell'Associazione Internazionale degli Ingegneri degli Ascensori (sito web: www.elevcon.com).

La nuova generazione di azionamenti per ascensori è progettata per soddisfare le più recenti esigenze del mercato. Il mercato richiede efficienza e azionamenti veloci e compatti. Quali sono le conseguenze per il freno di sicurezza? Noi, come produttori di freni, dobbiamo confrontarci con parametri aggiornati come velocità, lavoro ad attrito più elevato e dimensioni più ridotte.

Tutti questi parametri influiscono sulla progettazione del freno di sicurezza corretto. Dobbiamo garantire una funzione frenante affidabile per tutta la durata dell'ascensore. Questo articolo identifica i nuovi parametri più importanti che possono influenzare lo sviluppo o la selezione di un freno di sicurezza.

1. introduzione

Le principali aziende di ascensori stabiliscono continuamente nuovi standard nel settore degli ascensori. Noi, in qualità di produttore di freni leader a livello mondiale, dobbiamo seguire i nuovi standard e siamo costretti a trovare soluzioni per i nuovi requisiti.

Ovviamente il freno di sicurezza è uno dei componenti più importanti per un ascensore. Il mercato degli ascensori richiede azionamenti più piccoli, più veloci e dai costi ottimizzati. Ciò porta a requisiti crescenti all'interno di una specifica dei principali produttori di ascensori. Alcuni requisiti sono nuovi o superiori a quelli del passato e devono essere valutati prima. Il freno deve soddisfare i requisiti per tutta la durata dell'ascensore. Non ci sono compromessi sulla sicurezza. Pertanto, sono obbligatori un adeguato processo di qualificazione, insieme alla produzione di azionamenti di nuovi freni implementati sul mercato. Tutti i nuovi requisiti devono essere verificati per evitare qualsiasi problema sul campo.

D'altra parte, noi come produttori di freni di sicurezza riconosciamo che l'industria degli ascensori deve essere più efficiente in termini di costi per sopravvivere in un mercato aggressivo. Quindi, ci troviamo di fronte agli argomenti: "Come si può rendere sicuro il taglio dei costi? In che modo il taglio dei costi influisce sulla sicurezza?" Una delle sfide che il mercato degli ascensori deve affrontare è la difficoltà di riflettere tutti gli effetti del taglio dei costi.

Pertanto, una comprensione completa di come i costi e la pressione di produzione influenzino la sicurezza è importante per essere in grado di prevenire gli effetti indesiderati che possono verificarsi. Il taglio dei costi è necessario, ma dovrebbe essere fatto con cautela.

2. Freno dell'ascensore

Oggi, i freni di sicurezza sono una caratteristica di sicurezza indispensabile nei moderni azionamenti per ascensori. Durante lo sviluppo e la produzione teniamo costantemente conto dei seguenti principi di sicurezza di base: i freni di sicurezza elettromagnetici funzionano secondo il principio di sicurezza; sono, quindi, chiusi in condizione diseccitata. La coppia frenante è generata dalla forza immagazzinata nelle molle di spinta. Se la bobina magnetica è eccitata, si forma un campo magnetico che attrae il disco dell'indotto contro la forza delle molle, liberando così il rotore con le guarnizioni d'attrito. Il freno è rilasciato. Questa condizione può essere ottenuta anche utilizzando uno sblocco manuale integrato. I freni sviluppati per il settore degli ascensori vengono utilizzati principalmente come freni di stazionamento ma svolgono anche lavoro di attrito in caso di frenate di arresto di emergenza.

3. Nuovi requisiti per i freni degli ascensori

3.1. Temperature più elevate

La nuova generazione di azionamenti è più compatta e progettata per vani ascensori di piccole dimensioni. Una maggiore densità di potenza può portare a temperature più elevate sulla flangia del motore. Una temperatura più alta della flangia del motore ha qualche effetto sul freno.

3.1.1. Coppia statica

Tenere l'ascensore in posizione richiede una certa coppia statica. Tali coppie devono essere fornite in tutte le condizioni ambientali e nel tempo. La coppia statica sarà influenzata dal freddo o dalle alte temperature. La temperatura ambiente e gli azionamenti più piccoli portano a una temperatura più elevata rispetto al passato. L'alta temperatura può avere qualche effetto sul coefficiente di attrito. La figura 2 mostra che il rivestimento di attrito convenzionale può perdere il suo coefficiente di attrito ad alta temperatura. Il produttore dei freni deve sviluppare un rivestimento dei freni per le alte temperature.

 3.1.2. Microinterruttore

Temperature più elevate influiscono anche sul microinterruttore. La temperatura porterà all'espansione e al cambiamento dei punti operativi dell'interruttore. Più piccolo è il traferro, più difficile è trovare il giusto punto di commutazione. Ciò può comportare gravi conseguenze. Il produttore del freno deve trovare il giusto equilibrio tra corsa minima e traferro.

3.1.3. Rumore di commutazione

I rumori di commutazione sono sostanzialmente inesistenti e sono inferiori a 50 dB(A) in condizioni nuove (misurazione del livello di pressione sonora). Tuttavia, con l'alta temperatura, il sistema elastomerico viene sollecitato più che in passato. Il livello di rumore non è un requisito di sicurezza ma può portare a reclami sul campo. Tuttavia, il sistema di smorzamento influenza il tempo di commutazione. Nella sezione 3.1.4. viene spiegata la relazione tra sistema di smorzamento e tempo di commutazione.

3.1.4. Tempo di commutazione

Una commutazione costante nel corso della vita è essenziale per soddisfare i requisiti di A3 (estensione della EN 81-1). Il freno deve fornire un tempo di commutazione riproducibile per calcolare la giusta distanza di arresto della cabina dell'ascensore. I sistemi di smorzamento influiscono sul tempo di commutazione. Come già accennato, la temperatura ha una grande influenza sull'invecchiamento del sistema di smorzamento. Sul mercato sono presenti sistemi di smorzamento in cui l'invecchiamento o la distruzione degli smorzatori può portare a tempi di commutazione più lunghi. Il caso peggiore potrebbe essere che la cabina dell'ascensore non possa essere fermata alla giusta distanza a causa di tempi di commutazione troppo lunghi. La differenza sta nel dettaglio. Tutti i componenti del freno devono essere dimensionati in modo sicuro e realizzati con materiali di alta qualità, noti e collaudati. Inoltre, i freni dovrebbero essere dotati di un dispositivo di smorzamento affidabile. I tempi di commutazione sono sostanzialmente bassi quando sono nuovi. I test a lungo termine confermano che i livelli di tempo di commutazione delle operazioni rimangono bassi anche dopo 300,000 azioni di commutazione. Anche dopo diversi milioni di azioni di commutazione, il tempo di commutazione è ancora notevolmente inferiore al livello di altri freni per ascensori.

3.2. Velocità più elevata

3.2.1. Lavoro ad alto attrito

La coppia frenante statica serve a trattenere la cabina dell'ascensore, ma in caso di emergenza è importante la coppia frenante dinamica. In caso di emergenza, il freno deve innestarsi rapidamente per ridurre l'accelerazione della vettura.

La nuova generazione di azionamenti sta lavorando a velocità più elevate. Ciò porta a un maggiore lavoro di attrito all'interno di un caso di emergenza.

I valori di attrito menzionati nell'ultima specifica mostrano valori più elevati rispetto al passato. Le guarnizioni di attrito standard potrebbero non essere in grado di funzionare correttamente con la coppia a velocità più elevata. Il motivo è l'elevata temperatura sulla superficie di attrito che riduce il coefficiente di attrito. La riduzione del coefficiente di attrito durante l'azione frenante può essere critica. Può succedere che il freno non sia in grado di decelerare l'auto. Il produttore del freno deve trovare un materiale di attrito con un comportamento stabile anche durante un lavoro di attrito eccessivo.

3.3. Nuova generazione di ascensori a cinghia

3.3.1. Tolleranza coppia freno

I nuovi azionamenti per ascensori compatti, in combinazione con i moderni azionamenti a cinghia per ascensori, rappresentano una sfida per i produttori di freni. La tolleranza del momento frenante è diventata una specifica importante.

C'è una ragione semplice. Gli ascensori a fune classici hanno un comportamento diverso durante l'azione del freno di emergenza rispetto agli ascensori con trasmissione a cinghia. Qual è la differenza tra le trasmissioni a fune e a cinghia durante un'azione di frenata di emergenza relativa al freno? Se la coppia frenante è troppo elevata, la fune scivolerà sulla puleggia motrice. La trazione tra cinghia e puleggia di trazione è maggiore. La cintura non scivolerà sulla puleggia di trazione. La decelerazione completa va direttamente all'auto. Il caso peggiore potrebbe essere che i passeggeri dell'ascensore possano ferirsi durante la coppia frenante dinamica a causa dell'elevata coppia frenante o, meglio, dell'elevata decelerazione.

I principali parametri che influenzano la tolleranza del momento frenante sono:

• Forza della molla
• Coefficiente di attrito costante della guarnizione del freno
• Corretto rodaggio dell'impianto frenante
• Rugosità e struttura della superficie di attrito
• La temperatura

Il parametro con l'influenza più importante sul parametro di attrito è il comportamento del rivestimento di attrito. Ciò di cui abbiamo bisogno è un sistema di attrito con un comportamento costante in tutte le diverse condizioni per soddisfare i requisiti di coppia frenante.

4. Quali test sono necessari per soddisfare i nuovi requisiti?

Da un lato, dobbiamo pensare a come soddisfare questi nuovi requisiti. Dall'altro, dobbiamo anche parlare di come risparmiare sui costi. Abbiamo la capacità di testare tutti i nuovi requisiti, considerando il taglio dei costi. Alcuni produttori di freni stanno rendendo il freno sempre più piccolo senza considerare tutti i requisiti. Ridurre il freno significa ridurre il fattore di sicurezza del sistema. Se lo fai, devi essere sicuro di soddisfare tutti i nuovi requisiti. Disponiamo di diversi dispositivi di prova come una camera climatica, un banco prova volani e un banco prova per guarnizioni di attrito parziale. Come puoi essere sicuro di soddisfare tutti questi requisiti senza l'attrezzatura giusta? Se si introduce sul mercato un nuovo freno a costi ottimizzati, è necessario verificare tutte le condizioni critiche.

4.1. Banchi Prova Volano

Con il banco prova volani è possibile testare i freni in condizioni reali. Puoi cambiare velocità e massa. Noi, come produttori di freni, siamo in grado di testare diverse velocità con diverse inerzie. Questo è importante per la valutazione dei tempi di commutazione, dell'usura della coppia frenante statica e dinamica delle guarnizioni d'attrito. Questi test sono importanti anche per essere sicuri di non superare la coppia massima frenante.

4.2. Camera climatica

Nella camera di prova climatica, possiamo testare il freno in condizioni estreme. In combinazione con il banco prova volani, possiamo testare i freni in tutte le condizioni ambientali come l'influenza della temperatura (alta/bassa) sui coefficienti di attrito statico e dinamico.

4.3. Banco prova per rivestimento ad attrito parziale

Con il banco prova per guarnizioni di attrito parziale, possiamo testare il coefficiente di attrito su diversi lotti.

5. CONCLUSIONE

Le nuove applicazioni per ascensori hanno nuovi requisiti per i freni. Le prestazioni dei freni differiscono dalle vecchie condizioni di applicazione. I freni degli ascensori e la tecnologia dell'attrito sono argomenti molto complessi, con molti criteri che possono influenzare il risultato. Deve ricevere abbastanza attenzione. Si consiglia vivamente di scegliere un produttore di freni con molta esperienza. In questi tempi di riduzione dei costi, è essenziale un fornitore di freni affidabile con la capacità di testare tutti i nuovi requisiti. Per un produttore qualificato, non ci sono compromessi sulla sicurezza. Lavoro per un'azienda con la filosofia "un incidente è uno di troppo". Mantieni i tuoi ascensori al sicuro con un produttore di freni affidabile.