Yönlendirici Kasnak Rulmanının Ciddi Hasarından Kaynaklanan Asansör Kabini Düşme Olaylarının Analizi ve Hesaplanması

Ciddi olaylar gözden geçirildi.

Son yıllarda, saptırıcı kasnağın arızalanmasının karşı ağırlığın düşmesine ve sonunda arabanın düşmesine neden olduğu bazı ciddi olaylar yaşandı. Bu makalenin yazarı 2023, 2022, 2021, 2019, 2018 ve 2008 yıllarına ait bu tür altı vakayı topladı. Asansörün askıya alınması çok zorlu. Yalnızca fazlalık gerektirmekle kalmıyor ve güvenlik faktörü de 12'den fazlasını gerektiriyor, aynı zamanda süspansiyon sistemindeki karşı ağırlığın yön değiştirici makarasının desteği o kadar kırılgan ki, öngörülebilir tek bir arıza, endüstrinin bunun bedelini ödemesi gereken kabinin düşmesine neden olabilir. büyük ilgi.

Karşı ağırlık saptırıcı kasnağın arızasından kaynaklanan çok sayıda araba düşme olayı arasında, en az üç olay, rulmanların ciddi şekilde hasar görmesinden kaynaklanmıştır. Yataklar tıkalı veya sıkışmış ve dönemiyor; çelik tel halatların kuvveti saptırma makarasından aksına aktarılır; Aksın dönüşü daha sonra kuvveti yönlendirme plakasına aktarır; daha sonra kuvvet, bölme plakasından sabit cıvataya aktarılır ve bölmenin her iki yanındaki iki sabitleme cıvatasından biri kesilir. Yönlendirme durdurma fonksiyonunu kaybeden aks, kasnağın destek plakasından ayrılır, çelik tel halatlar karşı ağırlık çerçevesinden ayrılır, karşı ağırlık kuyuya düşer, karşı ağırlık çekişini kaybeden kabin de kuyuya düşer.

Rulman ciddi şekilde hasar gördüğünde, dağınık kafes, kırık bilya parçaları veya yabancı toz ve bilyayı iç ve dış halkalar arasında sıkıştıran diğer yabancı cisimler nedeniyle belirli bir sıkışmış arıza modu olasılığı vardır.

Şu anda çoğu saptırıcı kasnak tasarımı bu arıza modunu dikkate almamaktadır. Genel saptırma cıvatasının mukavemeti yetersizdir ve takılıp kalmış arıza modu meydana geldiğinde bu arıza modunun ürettiği kesme kuvvetine karşı koyamaz. Ayrıca rulman tasarım ömrünün genel hesaplaması %90 güvenilirliğe göre yapılır; yani rulman tasarım ömründe rulmanın arızası öngörülebilir ve kaçınılmazdır. Elbette genel yatak hasarı, hasar sürecinde dönme gürültüsü, titreşim, sıcaklık artışı, salınım ve diğer özelliklerin eşlik ettiği bir süreçtir, ancak bakım personeli yatağın dönme durumunu kontrol etmek için karşı ağırlığı takip edemediğinden, bu durum yani, karşı ağırlık saptırma makarasının tespit edilebilirliği — yatak hasarının düşük olması ve sorunun tespit edilmesinin zor olmasıdır.

1. Karşı Ağırlık ve Kabindeki Bazı Ciddi Düşme Olayları, Karşı Ağırlık Yönlendirici Kasnak Yatağının Arızasından Kaynaklanır

1.1 Karşı Ağırlık Yönlendirme Kasnağının Genel Yapısı

Şu şekilde değiştirin: Şekil 1 (a) ve (b) karşı ağırlık saptırma kasnağının önceki ortak yapılarıdır; Şekil 2, makara ve yatak tertibatının ortak yapı değiştiricisidir; Şekil 3 (a) ve (b) asansördeki saptırıcı kasnak aks saptırıcısı ve saptırıcı tespit civatalarını göstermektedir; Şekil 4, rulmanlı yatak yapısını göstermektedir; Şekil 5 (a), (b) ve (c), üç asansör olayından dolayı kesilen karşı ağırlık saptırıcı kasnak aks saptırma cıvatalarını göstermektedir; ve Şekil 6, bir asansör olayından sonra karşı ağırlık saptırma makarasında rulmanın ciddi şekilde hasar görmesini göstermektedir.

1.2 Aks Yönlendirme Plakasının Sabitleme Cıvatası Karşı Ağırlık Yönlendirme Kasnağında Kesildi

Karşı ağırlık saptırma makarasındaki aks saptırma plakasının sabitleme cıvatalarının kesme kırılmasıyla ilgili üç vaka, Şekil 5'te gösterildiği gibi, yazarınız tarafından toplandı. Üç olaydan ikisi, bir dökme demir karşı ağırlık saptırma kasnağıyla ilgiliydi ve biri, bir naylon karşı ağırlıkla ilgiliydi. saptırıcı kasnak. Şekil 5(a)'daki rulmanın hasarı Şekil 6'da, Şekil 5(a)'daki saptırıcı kasnağın aks dönüşünün neden olduğu saptırma plakasındaki belirgin girinti ise Şekil 7'de gösterilmektedir.

Kafes hasarı, bilya kırılması, kum ve toz ve diğer yabancı cisimlerin girmesi gibi rulmanların ciddi şekilde hasar görmesi sürecinde, belirli bir sıkışma veya arıza modunun takılıp kalması olasılığı vardır. Bu arıza modu, karşı ağırlık saptırma kasnağının kasnak aksına bir kuvvet iletmesine yol açtı, böylece orijinal kasnak aksı dönecek ve Şekil 7'de gösterildiği gibi kuvveti yönlendirme plakalarına aktaracaktır.

Şekil 7, aksın dönüşünün neden olduğu saptırıcı kasnak aks saptırma plakasındaki bariz girintiyi göstermektedir. Aks yönlendiricisi daha sonra bu kuvveti sabitleme cıvatasına ileterek cıvatanın kırılmasına neden olur ve cıvata vidası dişinin yönlendirme plakası deliği üzerindeki girintisi Şekil 14'te gösterilmektedir.

Yönlendirici kasnak aks saptırma plakası tasarımını kullanan asansör, normal koşullar altında, rulmanlı yatağın sıkışması arıza modunu dikkate almayabilir. Cıvata kuvveti çok zayıftır; Bir kez sıkıştığında cıvatanın kopması kaçınılmazdır. Şekil 8, halatın karşı ağırlıktan ayrılma işleminin olay şematik diyagramıdır. Şekil 9, saptırıcı kasnağın karşı ağırlıktaki destek plakasından ayrılmasının neden olduğu deformasyonu göstermektedir. Şekil 10'da gevşeme önleyici halat tutucuların, rulman hasar gördükten sonra halatın halat oluğundan kaçmasını engelleyemediği gösterilmektedir.

2. Rulman Sıkışması Durumunda Karşı Ağırlık Yönlendirme Kasnağında Dingil Bölmesinin Sabit Cıvatalarının Kuvvet Analizi ve Hesaplanması

Halatın makara üzerinde kaymasının, makaranın her iki tarafındaki halatın gerilim farkını sınırladığı dikkate alındığında, halat ile naylon arasındaki sürtünme katsayısı μ=0.3 ~ 0.5 (naylon karşı ağırlık saptırma makarası) ve şekil parametresi halat oluğu şu şekildedir: β=0 derece, γ=40 derece=0.698 rad., Şekil 81 ve 50'de gösterildiği gibi EN 2014-5.11.2.3.1.1:11 12 çekiş kuvvetine göre hesaplanır, kuvvet hesaplaması saptırma plakasının iki sabit cıvatasının diyagramı, halat ve makara arasındaki eşdeğer sürtünme katsayısı:

 Tel halat gerginliğinin toplamı: F₁+F₂=(P+ψQ+n_cq_cH)(g+a)

F₁ ve F₂ tel halatın her iki taraftaki gerilimidir (N); P, yüksüz arabanın kütlesidir: 1700 kg; ψ denge katsayısıdır: 0.48; Q, kabinin nominal yüküdür: 1000 kg; N_c telafi edici zincirin sayısı: 2; Q_c dengeleme zincirinin birim uzunluğu başına kütlesi: 2.23 kg/m; H, olay sırasında kuyudaki karşı ağırlığın yüksekliğidir: 40 m Fr (N), halat ile makara arasındaki sürtünme kuvvetidir, Mr (Nm), halat ile makara arasındaki sürtünme torkudur; ve R(m) kasnak hatve dairesinin yarıçapıdır.

Rulman sıkıştığında karşı ağırlığın yavaşlamasının tahmin edilemeyeceği dikkate alındığında; Minimum değer a=0'a ​​göre hesaplandığında, daha büyük atalet kuvveti aynı zamanda halat tekerleğinin kaymasıyla da sınırlanır:

  Bölme plakasının iki sabitleme cıvatasının kayma gerilmesi hesabı (Şekil 13)

μ=0.3 olduğunda minimum kayma gerilimi:

Sabitleme cıvatası M8'dir, küçük çap: d₁=6.647, Cıvata yarıçapı: r₁=6.647/2=3.324 mm

 Benzer şekilde μ=0.5 olduğunda saptırma plakası maksimum kuvveti alır

F_SMAX:

F_SMAX=62491N(İçte ve dışta iki bölme plakası)

GB/T 3098.1-2020 standardına göre 4.8 sınıfı M8 cıvatanın nominal çekme dayanımı 400MPa'dır. τamin, τ'nin hesaplanan değerleri_bmin, t_amaks ve τ_bmaks tamamı 400 M4.8 sınıfı cıvataların nominal çekme mukavemeti olan 8 MPa'dan büyük olup, kesme mukavemeti değerleri çekme mukavemetinden düşüktür.

Olaydan alınan malzeme test raporuna göre, Tt 17120N olup, karşı ağırlık saptırıcı kasnağındaki saptırma plakasının M8 cıvatasının ölçülen kopma mukavemeti, hesaplanan F değerlerinden daha küçüktür._Amin,F_bmin,F_amaks ve F_bmaks.

Hesaplama sonucu: Rulman sıkıştığında iki cıvatanın kesme kuvveti kesme mukavemeti değerinden daha büyüktür. Cıvatalardan birinin kırılması gerekiyor. Şunu belirtmek gerekir ki τ arasındaki fark_a ve τ_b çok büyük değildir, hangi cıvatanın (a veya b) ilk önce arızalanacağı, kesme gerilimi seviyesine ek olarak mukavemetine, ön sıkma kuvvetine ve bölme deliği Φ9 ile olan boşluğa bağlıdır.

Şekil 14 ve Şekil 15, Şekil 5'teki (a) durumunun fotoğraflarını gösterir; burada Şekil 14, karşı ağırlık saptırma kasnağındaki aks saptırma plakasının sabitleme cıvatasının belirgin kesme işaretleriyle birlikte kesme kırığını gösterir ve Şekil 15, karşı ağırlık saptırma kasnağının vida dişi girintisini gösterir. aks saptırıcısını cıvatayla.

Şekil 5, 6, 7, 9, 10, 14 ve Şekil 15, bu makaledeki analiz ve hesaplamayla tutarlı olabilir.  

3. Rulman Ömrü Hesaplamasının Güvenilirliği

Rulman tasarımı genellikle rulman ömrünün %90 güvenilirliğine göre hesaplanır, dolayısıyla tasarım ömründeki arızalar öngörülebilir ve kaçınılmazdır. Ayrıca asansör bakım personeli karşı ağırlık çerçevesini takip ederek yatak dönüşündeki gürültüyü, titreşimi ve sıcaklık artışını kontrol edemez. Arıza tespiti düşüktür ve ciddi hasarlardan kaçınmak zordur.

Rulmanların gerekli güvenilirliği %90'dan %98'e çıkarılırsa, a1 ömür düzeltme katsayısı 1'den 0.33'e düşecektir. Bu, ömür beklentisinde %33'lük bir düşüş anlamına gelir. Yani, rulmanın tasarım ömrü 15 yıl ise, beş yıla düşecektir ve tasarımda daha uzun ömürlü rulmanlar kullanılması gerekecektir.

(Çince), Cilt. 3, 5. Baskı, Wen Bangchun, China Machine Press, S14-75

2.4.2 Rulmanların revize edilmiş nominal ömrünün hesaplanması

Rulman ömrünün seçilmesi ve değerlendirilmesinde genel kriter olarak temel nominal ömür L10'un kullanılması genellikle tatmin edicidir. Bu uzun ömür %90 güvenilirlik, mevcut malzemeler ve işleme kalitesi ve geleneksel çalışma koşullarıyla ilişkilidir.

Birçok kullanım durumu, çeşitli farklı güvenilirlik gerektirir; özel rulman performansı ve çalışma koşulları, hesaplanacak normal rulman ömrü değildir. Bu durumda, aşağıdaki değiştirilmiş temel nominal ömür hesaplama formülünü kullanabilirsiniz:

     L_na=a₁a₂a₃L₁₀            (14.3-19)

Nerede L_na - özel rulman performansı ve çalışma koşulları, değiştirilmiş nominal ömrün (100 Dönüş) %(106-n) güvenilirliği;

a₁ — Güvenilirlik için ömür düzeltme katsayısı;

a₂ — Özel rulman performans ömrü katsayısı;

a₃ — Çalışma koşulları için ömür düzeltme katsayısı.

1) Güvenilirlik ömrü katsayısı a1, normal koşullar altında rulman yorulma ömrünü değerlendirmek için %90 güvenilirliktir, daha sonra a₁= 1;

Ancak bazı durumlarda güvenilirlik %90'ın üzerinde olabilir.₁ katsayısı. Bu, Tablo 14.3-11'e göre seçilebilir.

4. İyileştirme Önerileri

Süspansiyon sisteminin bir parçası olarak, karşı ağırlık saptırıcı kasnağın destek yapısı, rulmanın öngörülebilir tek bir arızası nedeniyle kabinin düşmesine neden olacaktır ve bu arıza modu, bazı ciddi olaylara yol açmıştır; bu durumun dikkat çekmesi gerekir. asansör endüstrisi.

Yönlendirici kasnak makaralı rulmanının sıkışmış durumunun dikkate alınması önerilir:

1. İlgili kuvvet parçalarının güvenlik faktörü, saptırma cıvatalarının kullanımı gibi sıkışmış durumda beşin üzerindedir, kesme güvenlik faktörü beşin üzerindedir veya rulmanın tasarım ömrünün güvenilirliği %98'e çıkarılmıştır.
2. Düşmeyi önleyici cihaz, saptırıcı kasnağın askı plakasının veya saptırıcı kasnağın üzerindeki üst kirişin üzerine monte edilir (Şekil 16). Yönlendirme makarası askı plakasından veya üst kirişten çıkarılsa bile tel halat düşme önleyici tutucuya asılacak ve karşı ağırlıktan çıkarılmayacaktır. Ek olarak, düşme önleyici tespit cihazı aynı zamanda askı plakasının veya üst kirişin deformasyonunu da güçlendirebilir.

Aslında EN 81-20:2020 (E)/ISO 8100-1:2019(E) 5.5.8'de bu gereklilik zaten bulunmaktadır ancak yeterince açık değildir ve daha net bir değişikliğin sorunu çözebileceği öne sürülmektedir:

EN 81-20:2020 (E)/ISO 8100-1:2019(E) 5.5.8 Orijinal metin:

5.5.8 Kuyudaki çekiş makaraları, makaraları ve dişlileri

Çekme kasnakları, makaralar ve dişli çarklar, aşağıdaki koşullar altında en alt iniş seviyesinin üzerindeki kuyuya monte edilebilir (Çin asansör standardı GB/T 7588.1-2020, "kuyuya monte edilmiş" ifadesini "kuyuya sabitlenmiş" olarak çevirir; karşı ağırlığa veya kabine monte edilmiş bir makara dahil değildir):

a) Mekanik bir arıza durumunda saptırıcı makaraların/dişlilerin düşmesini önleyecek tutma cihazları bulunacaktır. Bu cihazlar kasnağın/dişli çarkın ağırlığını ve asılı yükleri destekleyebilecektir;

b) Çekiş makaraları, makaraları/dişlileri kabinin dikey çıkıntısına yerleştirilmişse tavan boşluğundaki açıklıklar 5.2.5.7'ye göre olacaktır.

Bu kasnaklar karşı ağırlığa veya kabine monte edilmiş kasnakları içeriyor mu?

EN 81-20:2020 (E)/ISO 8100-1:2019(E) 5.5.8 için değişiklik önerim:

“5.5.8 Kuyudaki çekiş makaraları, makaraları ve dişlileri

Karşı ağırlığa, kabine veya kuyuya monte edilen tüm çekiş makaraları, makaraları ve dişlileri aşağıdaki koşulları karşılamalıdır:

a) Mekanik bir arıza durumunda süspansiyon araçlarının, çekiş makaralarının, makaraların veya zincir dişlilerinin karşı ağırlıktan, kabinden veya kuyudan ayrılmasını önlemek için bir veya daha fazla düşme önleyici cihaz bulunacaktır. Bu cihazlar, kabinin, karşı ağırlığın, çekiş makaralarının, makaraların veya dişlilerin kuyuya düşmesini önlemek için tüm asılı yükleri, çekiş makaralarının, makaraların veya dişlilerin ağırlığını destekleyebilecektir;

b) orijinal metni koruyun”