Güvenlik Donanımı Çalışması ve Sismik Hareket Durumunda Asansör Kabini ve Karşı Ağırlık Askı Yapısı İçin Bir Hesaplama Önerisi

Serdar Tavaslıoğlu

ÖZET

Asansör emniyetinde, kabin ve karşı ağırlık sapan hesabı ve tasarımı çok önemli bir yere sahiptir. Ancak birçok imalatçı firmada bir alışkanlık olarak sapanın düşey ve yatay kirişleri her zaman aynı kalınlık ve ölçülerdeki malzemelerden yapılır. Asansör ebatları ve anma yükü değişse bile sapan ebatlarında ve profil kalınlığında bir değişiklik görülmez. Bunun sonucunda frenleme veya deprem anında sapanlarda büyük hasarlar meydana gelebilir. Bu gibi durumlar geçmişte yaşanan depremlerde görülmüştür. Bu konuda bir hesap yöntemi üzerinde çalışmanın önemi açıktır. Bu çalışmada asansör sapanlarının emniyet tertibatı çalışması ve deprem esnasında standardın verdiği kuvvetler dikkate alınarak bir hesap yöntemi oluşturulmasına yönelik bir öneri sunulmaktadır.

1. Araba Gücü Hesaplamaları

Asansör tasarımının ana parçalarından biri, insanları taşıyan kabin ve onu dengeleyen karşı ağırlık tasarımıdır. Asansörler için tasarım ve planlama karıştırılmamalıdır. Birincisi, üretim için hesaplamaların bir bütün olarak yapılmasını ve ilgili Asansör ve diğer Yönerge koşullarının karşılanmasını ve güvence altına alınmasını sağlar. Öte yandan planlama, bu imalatın binadaki yerleşimini, ölçeklenmesini ve diğer imalatla bağlantılarını gösterir. Biri hesaplama ve güvenliğe atıfta bulunurken diğeri ölçekleme ve yerleştirmeye atıfta bulunur. Bir kabinin üretimi, kendi beyanına dayalı olabilen Temel Güvenlik Gereksinimleri'ne göre üretici tarafından bir uygunluk denetiminden de geçmiş olmalıdır. Asansör şirketleri, aldıkları her kabin için üreticiden bir Uygunluk Beyanı talep etmelidir. Teknik dosyadaki tipe uygun olarak üretilen bir kabin ve üreticiden alınan bir uygunluk beyanı, asansör şirketinin ek hesaplamalar yapma zorunluluğundan kurtarır. Böyle bir durumda, tüm sorumluluk kabin üreticisine aittir. Aksi takdirde sorumluluk, tüm asansör için Uygunluk Beyanını düzenleyen asansör şirketine ait olacaktır. Üretici, kabinde kullanılan emniyet tertibatı için Asansör Yönetmeliği kapsamında yetkilendirilmiş bir Notified Body tarafından verilmiş Tip Sertifikasına sahip bir emniyet tertibatı kullanmak zorundadır ve kabinle birlikte sağlanmışsa bunu Uygunluk Beyanında belirtmek zorundadır. Aynı durum kabini ve karşı ağırlığı kendisi üreten asansör firmaları için de geçerlidir. Dosyasında kabin ve karşı ağırlık Uygunluk Beyanı bulunan bir asansörün üretiminde, beyanın ardından kabin hesaplamalarının, kullanılan emniyet tertibatının, beyan edilen yük ve hızın yapıldığı varsayılır. Sorumluluk kabin üreticisinde olduğundan asansör firmasından ayrıca bir muhasebe talep edilmez. Bu beyanın bulunmaması durumunda, bir kaza durumunda sorumluluk doğrudan asansörün güvenli olduğunu belirten Uygunluk Beyanını düzenleyen asansör firmasına düşer. Firmaların bu konuda hassas olmalarını tavsiye ediyorum.

Aşağıda, TS 1812 Aralık 1988 standardına dayalı ve günümüz hesaplama yöntemine uyarlanmış, önerilen bir asansör kabini ve karşı ağırlık askı hesaplaması yapılmıştır. Hesaplama yapılırken, genellikle yetkili bir kuruluş tarafından yapılmış ve doğrulanmış bir hesaplamaya dayanmak ve buna göre ayarlamak doğrudur. Bu standart hala geçerlidir, ancak hesaplama yöntemi günümüz yöntemiyle tam olarak uyumlu değildir. Genel olarak doğru bir yaklaşıma sahip olmasına rağmen, X ve Y yönlerindeki kuvvetlerin incelenmesini içermez. Önerilen hesaplama yöntemi, TS 1812 Standardının yaklaşımına dayanmaktadır ve X ve Y yönlerindeki kuvvetlerin düzenlenmesini içermektedir. Bununla birlikte, Tip Uygunluk Dosyası hazırlamak için daha ayrıntılı ve geniş üretim tiplerini içeren hesaplamalar gereklidir. Üretim şirketleri, olası çeşitlendirmeleri içeren ayrıntılı hesaplamalar yapmalıdır. Bu dosya ayrıca montaj talimatlarını, parça listesini ve kullanıcı ve montaj kılavuzunu da içermelidir. Asansör ve Makine Direktifi'ne uygun hale getirilmesi ve bu tür ayrıntılı bir dosyanın hazırlanması, asansör imalatının tasarımında ana ürünlerden biri olan asansör kabinleri ve karşı ağırlıklar için önemlidir.

2. Araba Çerçevesi ve Döşemesindeki Gerilmeler

TS 1812 Standardı hesaplamalarda kabul edilmesi gereken en yüksek gerilme değerlerini verir. Bu değerler, emniyet marjının Jager Yaklaşımına göre belirlenmesi esasına dayanır. Bu tür değerler, makine çerçevelerinde, cıvata bağlantılarında ve kuyu içi (kuyu içi) bölme profillerinde kiriş ve kolon hesaplamalarında kullanılan geçerli gerilme değerleridir. TS 1812 standardı değerleri kgf cinsinden verir. Günümüzde hesaplamalarda Newton daha fazla kullanıldığından, ek bir N/mm² Tabloya sütun eklendi. g = 9.81 m/s olarak kabul edildi², N ~ 0.1 kgf. Hesaplamalarda kolaylık olması açısından g sabiti = 9.81 m/s² g=10 m/s olarak alınır². Bu durumda:

1 kgf = 1 kp = 10 N = 1 daN

1 kgf / cm² = 1 bar = 1 kp/ cm² = 1'de = 10 N/ cm² = 0,1 N/mm² = 100 kPa 1 Pa = 1 N/m²

E = 2.1 .10⁶ kgf/sm² =2.1 .10⁵ N / mm²

Gerilimin yeri	Gerilim türü	Gerilim (en yüksek)	Hesaplama alanı
		kgf/sm2	N / mm2
Üst kirişler	bükme	900	90	Brüt bölüm
Tampon darbe kirişi	bükme	1800	180	Brüt bölüm
Dikey kirişler	Bükme + çekiş	1300	130	NET bölümü
Kiriş birleştirmeleri	bükme	1000	100	Brüt bölüm
	Çekiş	1250	125	NET bölümü
Süspansiyon elemanları sabitleme elemanları	Bükme + çekiş	600	60	NET bölümü
Alt kirişler	bükme	900	90	Brüt bölüm
Cıvatalar (1)	Çekiş	500	50	NET bölümü
	makaslama	500	50	NET bölümü
	Taşıyıcı	1150	115	NET bölümü
Perçinler	bükme	1300	130	Brüt bölüm
	makaslama	700	70	NET bölümü
	Taşıyıcı	1300	130
Normal yüklerdeki kirişler	Basınç (2)	1000-(4,2.L2/R)	100-(4,2.L2/R)	Brüt bölüm

1) Cıvataların hem basınca hem de gerilime maruz kalması durumunda gerekli emniyet kontrollerinin yapılması gerekmektedir.

2) L = kirişin serbest uzunluğu (kgf için cm, N için mm) R = kesitin minimum eylemsizlik yarıçapı (kgf için cm, N için mm)  E = 2.1 .106 kgf/cm2 = 2.1 .105 N/mm2

TS 1812 Madde 2.6.6.3 Araba şasisinin düşey kirişlerinin hesaplanması “Araba iskeletindeki her bir düşey kirişin çekme ve eğilmeden dolayı maruz kaldığı toplam gerilme, narinlik oranı ve atalet momenti aşağıdaki formüllerle hesaplanır.” ifadesi yer almaktadır. İlgili formül ve kullanılan birimler aşağıda verilmiştir.
Nerede;

σ_Iyi = Toplam gerilim (kPa)

ML/4.H.Wo = Araba nominal yükünden dolayı her bir dikey kirişin eğilme gerilimi (G_y) platforma yüklendi

M = Tork (Nm)

L = Cıvatalı bağlantılar arasındaki kirişin serbest uzunluğu (m)

H= Alt ve üst kılavuz pabuçları arasındaki mesafe (m)
W₀= Düşey kirişin dayanım momenti (m³)
G= En üst kattaki vagonun nominal yük kütlesi nedeniyle düşey kirişin taşıyacağı yük (kg)

A= Kesit alanı (m²)
G/2A=Arabanın platformdaki beyan edilen yükü (Gy) ve buna dayanarak, her bir dikey kirişin çekme gerilimi kgf/m olarak alındı² .

Standartta sunulan formülü inceleyip günümüz yaklaşımına uyarlarsak bir temel oluşturabiliriz. Formülü çekme ve eğilme gerilimi olmak üzere iki aşamada inceleyebiliriz. g_nFormülün ilk kısmı olan .(ML/(4.H.Wo)), nominal araç yükü G nedeniyle her bir düşey kirişin eğilme gerilimi olarak verilir._y platforma dayatıldı.

Eğilme stresi

σ_e = gr_n. (ML)/(4.Ödev₀ )

Yolcu asansörlerinde moment kolu olarak b/8, dağıtılmış yük taşıyan yük asansörlerinde ise b/4 alınmış ve eğilme kuvveti olarak Gy=nominal yük kabul edilmiştir. Asansör kabini ağırlığının simetrik olduğu ve moment kolunu etkilemeyeceği düşünülmüştür. Benzer hesaplama yöntemi olan ASME de aynı şekilde alınmış ve hesaplama yöntemi grafiği Şekil 1'de gösterilmiştir. Ancak daha sonraki standartlar yeni bir yaklaşım getirmiş ve asansör kabini ağırlığının da burada etkili olduğu ve kabinin ağırlık merkezinin sapması durumunda eğilme momentini etkileyeceği kabul edilmiştir. Daha sonra G yerine_y etkin yük olarak, yolcu için Q ve P alırsak_ec araba için ve b=D olduğunu düşünün_y, bu formülü bugün kullandığımız formülasyona dönüştürmek mümkündür. Ancak burada dikkat edilmesi gereken husus, P değerinde, sapan hariç, aracın ağırlığının dikkate alınması gerektiğidir. Buna P diyebiliriz_ec"Boş Araba" anlamına gelen ve sismik hesaplamalarda kullanılan işaret daha uygun olurdu. O zaman formül F olarak yazılabilir._x ve F_y bildiğimiz gibi.

Şekil 2'de dikkat edilmesi gereken bir diğer nokta ise F hesaplanırken_y Ray hesaplamalarında, n/2 çarpanındaki ½ formülde kullanılmaz çünkü ray üzerinde hareket eden alt veya üst paten bir tarafa bastırır ve diğer taraf F nedeniyle boşta kalır._y kuvvet, F gibi_x, araç kirişlerinin her iki tarafına etki eder. Ray hesaplamalarında, F_x iki paten üzerinde hareket eder, F_y kuvvet ray üzerinde yalnızca bir patenle etki eder ve diğer paten boştadır. Formüldeki P değeri P olarak alınmalıdır_ec (askı hariç araç ağırlığı). Bu durumda formülasyon olarak alıştığımız grafiği kullanmak daha anlaşılır olacaktır.

Bu kuvvetlere göre momenti hesaplayacak olursak eğilmeye çalışan L kirişin her iki ucundan sabit olduğunu düşünürsek, L uzunluğu cıvatalı bağlantıların bittiği noktalardan alınmalı ve her iki ucundan sabitlenmiş bir kiriş olduğundan L olarak formüle edilmelidir.₀ =L/2.

M_x =F_x*L₀=F_x*S/2

σ_x =M_x / B_x =

M_y =F_y*L₀=F_y*S/2

σ_y =M_y / B_y

σ_e = σ_x +σ_y

TS 1812 Standardı tarafından Fy yönünde ve tek taraflı eşit olmayan yük dağılımı için verilen formülü, her iki yönde ve iki taraflı eşit olmayan yük dağılımı için verilen formülü inceliyoruz. Standardın verdiği eğilme gerilimi formülü:

σ_e = gr_n. (ML)/(4.Ödev₀ )

n=2 ray için yazdığımız formülü buna göre düzenlersek; formülde L ve H mt olduğundan bunları mm, W değerini de mm olarak alırsak³, sonuç N/mm olacaktır².

σ_e =M_x / B_x =F_x*U/(2*G_x )= g_n*(k₁.(Çx)_q+P_ec.x_p )).L/(2.2.yG_x )

= gr_n*(k₁.(Çx)_q+P_ec.x_p )).L/(4.H._x )

Sadece frenleme katsayısının k olduğu görülecektir₁ ve boş araba ağırlığı P_ec eğilme kuvvetinin hesaplanmasına eklenir. TS 1812 standardı ayrıca 2.6.6.6 maddesinde “Hesaplamalarda frenleme anındaki maksimum kuvvet de dikkate alınmalıdır.” ifadesini kullanır. Frenlemenin etkisini k ile hesapladığımızdan₁ Yeni standart kabulümüzdeki çarpan, standardın yaklaşımına uygundur. Bu nedenle, standart tarafından kabul edilen tek yönlü ana formül, günümüz anlayışına göre her iki yönde ve her iki yük durumu için eğilme gerilimine göre düzenlenmiştir. Bu şekilde, F_x ve F_y Her iki durum için de kuvvetler incelenebilir ve dikey kirişteki eğilme gerilimi, aşağıdaki varsayımlar yapılırsa hesaplanır: σ_e = σ_x +σ_y daha büyük.

Hesaplama yöntemi oluşturulurken esas alınan TS 1812 standardının ilgili maddeleri incelenmiş ve bir yönde verilen hesaplamalar F'ye dönüştürülmüştür._x ve F_y İki yönlü ve demiryolu hesaplamalarından alışık olduğumuz formlar, günümüz anlayışıyla uyumlu hale getirildi. Bu şekilde, eğer F_x ve F_y Sismik bölge için değerler hesaplanıp yerine konulduktan sonra, üretim hesaplamaları TS EN 81-77 standardı dahilinde yapılabilir. Böylece, aynı hesaplama yöntemiyle, öncelikle standart asansör emniyet tertibatı çalışması için kabin içindeki kuvvetler hesaplanabilir ve kontroller yapılabilir. Daha sonra, sismik hareket sırasında kuvvetler hesaplanabilir ve sismik koşullarda normal çalışma için kontroller yapılabilir. Sismik bölge kuvvet hesaplamaları için, 2020 İzmir Asansör Sempozyumu'nda sunduğum "TS EN 81-77 Asansörler - Yapım ve Kurulum Güvenlik Kuralları - Yolcu ve Yük Asansörleri için Özel Uygulamalar - Bölüm 77: Sismik Koşullara Maruz Kalan Asansörlerin Standart Özeti ve Deprem Kuvvetlerine Göre Ek Ray Hesaplamaları - Serdar Tavaslıoğlu" makalesini inceleyebilirsiniz.

TS 1812 Standardında çekme gerilimi formülün ikinci kısmında aşağıdaki şekilde verilmektedir.

σ_t = gr_n

Q+P alarak_ec G yerine değerler ve frenleme etkisi k'yi ekleyerek₁ katsayı,

yazabiliriz σ_t = gr_n.k₁.(S+P)_ec ) / 2A.

Burada frenleme katsayısının ve P'nin_ec Ayrıca bir fark olarak eklenir. Alanlar mm olarak alınmalıdır²Toplam gerilim, eğilme ve çekme gerilimlerinin toplamı olacaktır.

σ_T = σ_e +σ_t <σ_EM=130 N/mm²  (Grafik 3'ten dikey kiriş güvenli gerilme değeri)

Standart ayrıca malzemenin narinliğinin ve eylemsizlik momentinin kontrol edilmesini gerektirir. Bunlarla ilgili olarak aşağıdaki maddelerde ilgili formül ve koşulları talep edilmektedir.

2.6.6.3.2 - İncelik

Ben/ben_dk <120 

λ_he ≤λ_o= 120

λ_he =L_bk / ben_dk

i_dk = (I/A)^1/2  formüller kullanılır.

λ_he =İncelik derecesi

I = Eylemsizlik momenti mm⁴

i_dk = Eylemsizlik en küçük yarıçap mm

L_bk = Konsollar arası uzunluk mm

A = Kesit mm²

2.6.6.3.3 - Dikey kirişlerin atalet momenti

I=(ML olmalı³) / (457,2.EH) <I₀
I = Eylemsizlik momenti (m⁴)
E = Malzemenin esneklik modülü (kPa)
M = Moment (Nm)
L = Kirişin serbest uzunluğu (m)
H = Alt ve üst kılavuz pabuçları arasındaki mesafe (m).

Bu formülü ve birimlerini kullanmak yerine çelik malzemelerdeki sapma miktarını kontrol etmenin daha doğru olacağını düşünüyorum. Çelik malzemelerde sapma 1/500 ile 1/1000 arasında olmalıdır. Yatay kirişlerde güvenli sapma 1/1000 olarak kabul edilir. Düşey kirişler için ise 1/750 değeri genel kabul görmüş bir orandır. Bu yaklaşıma göre düşey kirişlerdeki sapma miktarı 1/750'yi geçmemelidir. Yeni standartlarda verilen ray için sapma formülü kullanılarak sapma hesaplanırsa;

δ_x  = (0.7 . F_x . L³) / (48 . E . I_x) xx uçağında

δ_y  = (0.7 . F_y . L³) / (48 . E . I_y) yy uçağında

δ_x/Kara δ_y/L ≤ 1/750 ≤δ_em  

I = Eylemsizlik momenti (mm)⁴)

L= bağlantılar arasındaki kirişlerin serbest uzunluğu (mm)

i_dk = bir kirişin veya kiriş grubunun minimum eylemsizlik yarıçapı (mm)

D = 2.1.10⁵ N / mm²

Ray hesaplamaları bir tarafı sabitlenmiş sürekli bir kiriş için yapılırken, vagonda yerleşik kirişler kullanılır. Bu nedenle, 0.7 çarpanı 0.5 olarak kullanılabilir, ancak vagonun yatay ve düşey kirişlerinin tam entegre olduğu iddia edilemez. Bu nedenle, 0.7 çarpanının olduğu gibi kullanılmasının daha uygun ve daha güvenli olduğu düşünülmüştür. Burada dikkat edilmesi gereken bir diğer nokta, ray hesaplamalarında, F_x X yönündeki kuvvet, ray ekseni gösteriminde Y yönünde kalır ve bu da rayın I yönündeki atalet momentini etkiler_y yönü. Ancak bu hesaplamada kuvvet ve eylemsizlik yönlerini aynı aldığımız için aynı işaretli kuvvetleri ve eylemsizlik momentlerini kullanmamız gerekir.
Bu durumda geriye sadece kullanılan düşey kirişin W ve I değerlerinin hesaplanması kalır. Bu hesaplamadan sonra malzemenin dayanımı kontrol edilebilir. Düşey kiriş olarak sac kullanılması durumunda W ve I değerleri Şekil 3'teki formüllerden kolayca hesaplanabilir.

Askı kirişi ile yatay kiriş arasındaki bağlantı cıvataları hesaplanmalıdır. Bu hesaplamada frenleme katsayısı kullanılmalıdır.

Köşebentler ve kiriş arasındaki bağlantı cıvataları için kesme geriliminin hesaplanması

τ_K = gr_n.k₁.(P+Q) /(nA) < 50 N/mm² TS 1812 Grafik 3

τ_K = Kesme gerilimi (N/mm)²)

n = Kullanılan cıvata sayısı

A = Cıvata kesit alanı (mm)²)

2.6.6.3.4- Araba karkasının (Üst yatay askı kirişi) eğilmesi

Araba en üst durakta ve en büyük statik yük altında olduğunda, araba iskeletinin üst ve alt kirişlerinin bükülmesi destekler arasındaki mesafenin 1/1000'inden fazla olmamalıdır. Varsa denge zincirinin veya halatın kütlesi de dikkate alınmalıdır. Askı ağırlığı üst süspansiyon kirişleri üzerinde de etkili olduğundan, P yerine doğrudan P kullanılmalıdır._ec Bu hesaplamada.

F = g_n.k₁.(P+Q) /2.n

σ_E =F.(L/2)/B_x

olmalı σ_E  σ_EM= 90 N/mm² TS 1812 Grafik 3

Araba iskeletinin üst askı kirişinde sapma

δ_x = 0.7.(FL³) /(48.EI_x )

olmalı δ_x /L < 1/1000

W_x = Kirişin mukavemet momenti (mm)³)

δ = Araba iskeletindeki bükülme miktarı (mm)

F = Kiriş sayısına bağlı olarak toplam yükün uyguladığı kuvvet (N)

L = Kirişin serbest uzunluğu (mm)

E = Esneklik modülü (N/mm)²)

I_x = Kirişin atalet momenti

n = Kiriş sayısı

2.6.6.5 - Otomobilin alt kirişine gelen darbe gerilimi

Arabanın altında tek bir tampon kullanıldığında, araba tampona çarptığında araba çarpma kirişinde oluşacak gerilmeler, kirişin her iki ucunda oluşacak yük ve kirişin ortasına çarpan tamponun, araba yükü ile araba ve halat kütlelerinin toplamının yarısı olduğu varsayılır. Yani şöyle olmalıdır:

σ_E  =g_n.k₁.L.(P+Q)/(2.nW_x) σ_EM =90 N/mm²

σ_E = Arabanın alt kirişindeki darbe gerilimi (N/mm)²)

g_n= Standart yerçekimi ivmesi (9.81 m/s)²)

L = Kirişin serbest uzunluğu (mm)

P+Q = Araba ve beyan edilen yükün toplamı (kg)

n = Kiriş sayısı

W = araç alt kirişinin mukavemet momenti (mm)³)

2.6.6.7 - Araç tabanının gerilim hesaplamaları:

Arabanın yüklenmesi veya boşaltılması sırasında, bir arabanın girişinde, yük kapıdan ve araba eşiğinden geçtiğinde, bir eşik kuvveti F_s eşiğin orta noktasında hareket eden kuvvetler dikkate alınmalıdır. Asansör yükleme sırasında hareket etmediğinden, hareket çarpanı kullanılmaz. Farklı kapılara sahip asansör kabinlerinde, yükleme sırasında her iki kapıda oluşan kuvvetler hesaplanmalı ve en kötü durumdakiler alınmalıdır. Eşik kuvvetinin büyüklüğü aşağıda belirtildiği gibi alınmalıdır.

F_S = 0,4g_n .S Konut, işyeri, otel ve hastane gibi binalarda beyan edilen yükü 2500 kg'ın altında olan asansörler için;

F_S = 0,6g_n .Q Nominal yükü 2500 kg ve üzeri olan asansörler için;

F_S = 0,8g_n .Q Forklift ile yükleme yapılması durumunda anma yükü 2500 kg ve üzeri olan asansörler için; (TS EN 81-1)

Vagon tabanının eğilmesinde yüklerin vagon girişine paralel birinci kirişe uygulandığı varsayılmıştır.

F= F_S /2

Eğilme stresi

σ_E = F.(L/2)/B_x

σ_E < σ_EM=90 N/mm²(TS 1812 Grafik 3)

2.2.9. İncelik:

L/i olmalı_dk < 120 Sabit kirişlerde burkulma mesafesi L= L₀/2

λ_he =L_bk / ben_dk

i_dk = (I/A)^1/2

Süspansiyon bağlantı parçası kesim hesabı

Halat bağlantı parçasının kesilmesi veya yırtılması hesaplamaları kullanılan malzemeye göre yapılmalıdır.

3. Karşı Ağırlık Askısının Tasarımı

Karşı ağırlık süspansiyon noktasındaki kuvvet

F= g_n.k₁. (G+K)

Süspansiyon noktasının merkezde olduğu ve karşı ağırlık kütlesinin Şekil 5'te gösterildiği gibi dağıtıldığı varsayılır. Bu nedenle, karşı ağırlık sapan hesaplamalarında tek yük durumu vardır. Karşı ağırlık rayı hesaplamalarında, karşı ağırlıkta güvenlik tertibatı yoksa, dinamik faktör k₂ araba frenlemesinin raylar üzerinde bir etkisi olmadığı için kullanılır. Ancak, sapan hesaplanırken k kullanmak daha doğru olacaktır₁ Karşı ağırlık askı hesaplamalarında dinamik katsayı olarak, kabindeki frenleme aynı şekilde halatlar vasıtasıyla karşı ağırlığa iletilecektir.

 Karşı ağırlık üst askı kirişi gerilimi aşağıdaki gibi olmalıdır:

M = (1/2).L₁.F/(2.n₁)

σ_E = E /.B

σ_E < σ_em =130 N/mm²

Karşı ağırlık üst askı kirişi sapması aşağıdaki gibi olmalıdır:

δ= 0,7.FL₁³/(48.EI)

%L₁ = δ/L₁      %L₁<0.001

Karşı ağırlık dikey (yan askı) kiriş gerginliği

Eğilme stresi

Karşı ağırlık kütlesinin X ekseninde 0.10, Y ekseninde ise 0.05 sapma olduğu varsayılmaktadır.

σ_x = (E_x / B_x ) M_x= gr_n.k₁.G.(0.10.D_x ).L₂ / n₂.H

σ_y = (E_y / B_y ) M_y= gr_n.k₁.G.(0.05.D_y ).L₂ / n₂.H

σ_e= σ_x+σ_y

Çekme gerilmesi

σ_t =g_n.G/nA

Toplam stres

σ_T =σ_t+σ_e     σ_T < σ_em =130 N/mm² olmalIdır.

İncelik derecesi

Ben/ben_dk

n₁ : Üst askı kirişlerinin sayısı

n₂ :  Yan askı braketlerinin sayısı

M: Oyunculuk anı

: Direniş anı

δ : Sapma meydana geldi

BEN :  Eylemsizlik momenti

G: Karşı ağırlık kütlesi

K: Karşı ağırlık sapan ağırlığı

L₁ : Üst askı kirişi boyu

L₂ : Yan süspansiyon braketinin uzunluğu

k₁ : Kullanılan güvenlik donanımının türüne bağlı olarak dinamik darbe faktörü

k₂ :1.2 Ani elektromekanik frenleme etkisinden kaynaklanan dinamik darbe katsayısı

D : Karşı ağırlık derinliği 

B: Karşı ağırlık genişliği

H: Karşı ağırlık patenleri arasındaki mesafe

E: Esneklik modülü

(Birimler mm, kg, N ve N/mm olarak kullanılır.²)

4. Sismik Olay Durumunda Raylara Etki Eden Kuvvetler

Sismik koşullar durumunda, TS EN 81/77 standardı raylara etki eden kuvvetleri tanımlar. Bu durumu incelerken, frenleme olmadığı için normal kullanım faktörü k₂ dinamik faktör olarak kullanılmalıdır. P_EC ifadesi standardın ilk versiyonunda kullanılmıştı, bu değer daha sonraki versiyonda P olarak alındı, ancak karkas üzerine etki eden kuvveti hesaplamak istediğimiz için yine P'yi kullanacağız._ec formüldeki değer. Q_SE değer, deprem anında arabaya etki eden nominal yük olarak kullanılmıştır._SE değer de bu değerin etkisi içinde tanımlanır. Bu değerlerin hesaplanması ve_d 2020 İzmir Asansör Sempozyumu'nda sunulan "TS EN 81-77 Asansörler - Yapım ve Kurulum Güvenlik Kuralları - Yolcu ve Yük Asansörleri için Özel Uygulamalar - Bölüm 77: Deprem Koşullarına Maruz Kalan Asansörler" Standardı Özeti ve Deprem Kuvvetlerine Göre Ek Ray Hesaplamaları - Serdar Tavaslıoğlu" başlıklı makale incelenebilir. TS EN 81/77 standardında verilen ray hesaplama formülleri aşağıda belirtilmiştir.

a) Kılavuz rayın Y eksenine göre kılavuz kuvvetlerinin neden olduğu eğilme gerilimi:

F_X= k₂.g_n.[QSE*(x_Q-x_S )+ PEC.(x_P-x_S )] / nh +(bir_x.( P_EC+ Q_SE ).X_SE)/olumsuzluk

M_Y= (3.K_X .L_K ) / 16 , σy = M_y / B_y

b) Kılavuz rayın X eksenine göre kılavuz kuvvetlerinin neden olduğu eğilme gerilimi:

F_Y= k₂.g_n.[Q_SE.(y_Q-y_S )+P_EC.(y_P-y_S )] / (hn/2) +(a_y.( P_EC+ Q_SE ).X_SE)/(n/2)

M_X= (3.K_Y. L_K ) / 16 , σ_x=M_x / B_x

Toplam Eğilme Gerilimi

σ =σ_m= σ_x + σ_y   ≤σ_perma

Q_SE = k_SE*Q

Deprem tasarım ivmesinin oluşturacağı sismik kuvvet standart tarafından aşağıdaki şekilde belirtilmiştir: 

F_SE = a_d (P_EC +k_SE.Q) Araba için,

F_SE = a_d (P_EC + qQ) Karşı ağırlık ve karşı denge ağırlığı için,

Q_SE Sismik koşullar altında dikkate alınacak nominal yükün kütlesi kg

k_se  Sismik yük faktörü (yolcu asansörleri için 0.4 ve yük asansörleri için 0.8)

Q Nominal yük kg

F_SE  Sismik tasarım ivmesinden kaynaklanan ek kuvvet N

a_d Sismik tasarım ivmesi m/s²

P_EC Kontrol kablosu ve denge zincirleri hariç boş vagonun kütlesi kg

q Karşı ağırlık veya dengeleme ağırlığı denge oranı değeri

Karşı ağırlık veya dengeleme ağırlığı hesaplamaları

Eğilme stresi

Negatif koşullar için ağırlık merkezi hizalamasının her zaman karşı tarafta olduğu düşünülmelidir. Sapan hesaplamasını yaptığımız için, araç ve karşı ağırlık saplamalarının birbirine yakın olduğunu varsayabiliriz. O zaman, P kullanmak daha doğru olabilir_EC P değeri yerine değer.

F_X = [k₂.g_n.(P_EC+ qQ).e_x.D_x ] / nh +(bir_x.( P_EC+q*Q).X_SE )/olumsuzluk

M_Y= 3.K_X.L /16 ,    σ_Y =M_Y / B_Y

F_Y = (k₂.g_n.(P_EC+ qQ).e_y.D_y ) 2 / nh +(bir_y.( P_EC+q.Q).X_SE )/(n/2)

M_X= 3.K_Y.L /16 ,    σ_X =M_X / B_X

5. Araba Askısı İçin Ray Üzerinde Etki Eden Kuvvetlerin Düzenlenmesi

Ray için yapılan bu formülasyon, daha önce güvenlik tertibatı çalışmasında yapıldığı gibi sapan hesaplarına uyarlanırsa aşağıdaki gibi yazılabilir.

F_X= k₂.g_n.[Q_SE.(X_Q-x_S )+P_EC.(X_P-x _S)] / nh +(bir_x.( P_EC+ Q_SE ).X_SE )/olumsuzluk

M_x =F_x.L₀=F_x.L/2

σ_x =M_x / B_x

F_Y= k₂.g_n.[Q_SE.(y_Q-y_S )+P_ec.(y_P-y_S )] / (hn) +(bir_y.( P_ec+ Q_SE ).X_SE )/(N)

M_y =F_y.L₀=F_y.L/2

σ_y =M_y / B_y

σ_e = σ_x +σ_y

P_ec Kontrol kablosu ve denge zincirleri hesaba katılmadan, araç kirişi hesaplamalarında, değer askı hariç boş araç ağırlığı olarak alınmalıdır. Araç kirişleri için çekme gerilimi hesaplamaları da yapılmalıdır. Askı ağırlığının da bu hesaplamada etkisi olacağı için P değeri kullanılmalıdır.

σ_t = gr_n.k₂.(S+P) /A

Burada, frenleme katsayısının ve P'nin de bir fark olarak eklendiği görülecektir. Alan A, kirişlerin alanı olarak alınmalıdır (mm cinsinden)²). Toplam stres şu şekilde olmalıdır:

σ_T =σ_e+σ_ç < 130 N/mm²

Aynı ayarlama karşı ağırlık sapan hesaplamaları için de yapılırsa;

F_X = (k₂.g_n.(P_EC+ qQ).e_x.D_x ) / nh +(bir_x.( P_EC+qQ).X_SE )/olumsuzluk

M_x =F_x*L₀=F_x*S/2

σ_x =M_x / B_x

F_Y = (k₂.g_n.(P_EC+ q*Q).e_y.D_y )/ (nh) +(bir_y.( P_EC+q* Q).X_SE )/(N)

M_y =F_y.L₀=F_y.L/2

σ_y =M_y / B_y

σ_e = σ_x +σ_y

Çekme geriliminin de hesaplanması gerekir.

σ_t = gr_n.k₂.(q.Q+P)/A

Toplam stres

olmalı σ_T =σ_e+σ_t < 130 N/mm² (Grafik 3'teki dikey kirişin güvenli gerilme değeri)

Bu yeni kuvvetlere göre, sismik koşullar altında kabin ve karşı ağırlıkta narinlik ve kiriş düşey sapmaları hesaplanmalıdır.

Narinlik:

Ben/ben_dk <120 

λ_he ≤ λ_o= 120

λ_he =L_bk / ben_dk

i_dk = (I/A)^1/2  formüller kullanılır.

λ_he =İncelik derecesi

I = Eylemsizlik momenti mm⁴

i_dk = Eylemsizlik en küçük yarıçap mm

L_bk = Konsollar arası uzunluk mm

A = Kesit mm²

sapma

δ_x  = (0.7 . F_x . L³) / (48 . E . I_x ) xx uçağında

δ_y  = (0.7 . F_y . L³) / (48 . E . I_y ) yy uçağında

δ_x/Kara δ_y /L ≤ 1/750 ≤ δ_em  

I = Eylemsizlik momenti (mm)⁴)

L= bağlantılar arasındaki kirişlerin serbest uzunluğu (mm)

i_dk = bir kirişin veya kiriş grubunun minimum eylemsizlik yarıçapı (mm)

D = 2.1.10⁵ N / mm²

6. Sismik Olay Durumunda BRACKETS Hesaplamalarının Değerlendirilmesi

İzmir Asansör Sempozyumu'nda sunulan "Asansörlerde Braketlerde ve Bağlantı Parçalarında Oluşan Gerilmeler - Özgür Mert, İlhan Yeter, Serdar Tavaslıoğlu" başlıklı bildiride, braket ve bölmelerin hesaplamalarından bahsedilmiştir. Kritik durum, emniyet tertibatının tek taraflı olarak tutulması halinde F gerilmesinin oluşmasıydı._y kuvvet braketlere zarar verebilir. F_x Öte yandan kuvvet bir kuvvete neden olmadı. Bununla ilgili formülasyon Şekil 7'de verilmiştir.

Ancak, F_x ve F_y kuvvetler sismik bir olayda oldukça yüksek meydana gelir. Parantez hesaplamaları sismik bölge için gözden geçirilmelidir. Kuvvet formülleri F_x ve F_y Araba için düzenlemeler yapılmadan önce raylar için kullanılan F_x bükme hesaplamasına da dahil edilmelidir. Şekil 8'de, 

olarak değerlendirilmesi gerekir σ_bükme= σ_x+ σ_y

Bu durumu incelerken F_x Oldukça yüksek olan çekme kuvveti, braket dübelleri için incelenmeli ve dübellerin bu kuvvete karşı yeterli çekme mukavemetine sahip olup olmadığı incelenmelidir._x Şekil 9'da görüldüğü gibi kuvvet, K noktasına göre dübelleri çıkarmaya çalışacaktır.

F_c2 /F_c1=((reklam)/2)/((g+(reklam)/2)=f

f = ((reklam)/2)/(d+(reklam)/2) =

AF değeri a ve d değerlerine göre bulunabilir: bu durumda eşitliğe daha kolay ulaşılabilir.

F_c2=F_c1.f

F_x*(h + c)=F_c1.(d +(reklam)/2)+F_c2.(reklam)/2.

F_c1=( D_x.(h+c)/((d +((ad)/2).(1+f))

Sismik koşullarda duvarlardan gevşeyen dübeller ve braketler büyük tehlike oluşturur. Bu nedenle çekme değerleri bilinen sertifikalı dübeller kullanmak önemlidir. Sismik koşullarda sismik dübeller kullanılması önerilir. 

7. Sonuç

Asansör tasarımının önemli parçalarından biri olan kabin ve karşı ağırlık sapan hesaplamaları asansör emniyetinin de önemli bir parçasıdır. Gelişen teknik yapı ile bilgisayarların yardımıyla çok daha hassas hesaplamalar yapmak mümkün hale gelmiştir. Sac metal işlemek elbette bir işçilik işidir ancak öncesinde hesaplamalar yapılmalı ve malzemeler yeterli emniyeti sağlayacak şekilde belirlenmelidir. Bu çalışma, dikkate alınması gereken kuvvetlere yardımcı olmak için önerilen bir çalışmadır. Bu üretimleri gerçekleştiren her birim daha hassas ve güvenilir bilgisayar programlarıyla çalışmalı ve üretimlerin güvenli olduğundan emin olmalıdır. Bu üretimler basit bir sac bükme ve kesme işlemi olarak görülmemelidir. Kabinin iç tasarımından çok dış tasarımına dikkat edilmelidir. Bu makaleye dayanarak herhangi bir işlem yapmak doğru olmaz ve yazar bu konuda sorumlu tutulmayacağını peşinen beyan eder. Önerilen hesaplamanın faydalı olmasını ve üretim kesitlerini ve kalınlıklarını hesaplamanızda size yardımcı olmasını umuyorum.

---

Referanslar

1. TS EN 81-20 Asansörler - Yapım Ve Montaj İçin Güvenlik Kuralları - İnsan Ve Yük Taşıma Amaçlı Asansörler - Bölüm 20: İnsan Ve Yük Asansörleri, Ekim 2014

2. TS EN 81-50 Asansörlerin yapımı ve kurulumu için güvenlik kuralları - İnceleme Ve Deneyler - Bölüm 50: Asansör Bileşenlerinin Tasarım Kuralları, Hesaplamaları, İncelemeleri Ve Deneyleri, Ekim 2014

3. “TS EN 81-77 Asansörler - Yapım Ve Montaj İçin Güvenlik Kuralları - Yolcu ve Yük Asansörleri İçin Özel Uygulamalar – Bölüm 77: Sismik Durumlara Tabi Asansörler”

4. TS 1812 Asansörlerin Hesabı, Tasarım Ve Yapım Kuralları Aralık 1988

5. Mukavemet Değerleri, Kasım 2009 M. GÜVEN KUTAY

6. Asansör Uygulamaları, Kasım 2005 SERDAR TAVASLIOĞLU

7. İzmir Asansör Sempozyumu “TS EN 81-77– Bölüm 77: Sismik Durumlara Tabi Asansörler” Standart Özeti Ve Deprem Kuvvetlerine Göre Ek Ray Hesapları-Serdar Tavaslıoğlu”

8. İzmir Asansör Sempozyumu “Asansörde Konsol Ve Bağlantı Parçalarında Oluşan Gerilmeler - Özgür Mert, İlhan Yeter, Serdar Tavaslıoğlu”