Asansörlerin Frenleme Kapasitesi Gereksinimleri

A17.1 ve EN 81-20'deki mevcut sorunların ana hatlarıyla belirtilmesi

Guangchi Liang tarafından

Modern asansör güvenliği büyük ölçüde asansör frenleme kapasitesine bağlıdır. Frenleme arızası, kabin kapısı açıkken aracın aşırı hızına veya istenmeyen kabin hareketine (UCM) yol açarak ölüm veya ciddi yaralanma riskini kabul edilemez bir düzeye yükseltir. Çin'de faaliyet gösteren 6 milyonu aşkın asansör arasında, fren arızasından kaynaklanan kaza sayısı kapı arızasından kaynaklanan kazaların ardından ikinci sırada yer alırken, ciddiyet ilk sırada yer alıyor (Şekil 1).

Son yıllarda, yeni asansörler artan kabin aşırı hız koruması (ACOP) ve mevcut aşağı doğru aşırı hız güvenlik tertibatı korumasına dayalı UCM koruması (UCMP) eklemiş olsa da, artan koruma işlevi hala yedekli veya nispeten bağımsız frenlerden yeterli ve güvenilir frenleme kapasitesine dayanmaktadır. Yeterli ve güvenilir frenleme kapasitesi hala asansör güvenliğinin en önemli garantilerinden biridir. Bununla birlikte, asansörün frenleme kapasitesi ne kadar büyük değilse o kadar iyidir: çok fazla frenleme torku, kabinin çok hızlı yavaşlamasına yol açarak yolcuların yaralanmasına neden olabilir.

Bu makale, ASME A17.1 ve EN 81-20 olmak üzere iki ana asansör güvenlik standardındaki frenleme kabiliyeti gereksinimini ve mevcut sorunları tartışmaktadır. Güvenlik tertibatları da dahil olmak üzere diğer asansör frenleme cihazlarının etkisi de tartışılmaktadır.

Frenleme Kapasitesi İçin Mevcut Standartların Gereksinimleri

A17.1-2013'te yolcu asansörleri için frenleme kapasitesi gereksinimleri aşağıdaki gibi özetlenmiştir:

a. Minimum frenleme kapasitesi gereksinimi Fren sistemi, %125 nominal yükünü aşağı yönde taşırken, kabini nominal hızından yavaşlatabilir veya kabini regülatör aşırı hız anahtarının ayarlandığı hızdan yukarı yönde boşaltabilir. İzin verilen tampon çarpma hızları dikkate alınır ve ana hat gücünün kaybı, fren sistemi kapasitesini burada belirtilen gereksinimlerin (2.24.8.2.2) altına düşürmemelidir.

1. Sürüş makinesi freni, %125 nominal yükü ile arabayı hareketsiz tutabilir ve vali aşırı hız anahtarının ayarlandığı hızdan yukarı yönde hareket eden boş arabayı yavaşlatabilir, tamponun darbe hızının olduğundan emin olun. izin verilen değerinin (2.24.8.3) altında.

2. Acil durum freni, %125 nominal yüke (2.19.1.2(b), 2.19.2.2(b)) kadar herhangi bir yükle aracı yavaşlatabilir, durdurabilir ve tutabilir. Acil durum frenleri ayrıca ACOP ve UCMP'nin diğer frenleme gereksinimlerini de karşılamalıdır.

B. Maksimum frenleme kapasitesi gereksinimi: Fren Sistemi tarafından üretilen araç ortalama yavaşlaması (makine freni dahil veya elektrik destekli frenlemeyle birlikte ancak acil durum freni hariç) 9.8 m/s2'den (32.2 ft/s2) (2.24.8.2.2. 9.8). Acil durum freni, artan kabin aşırı hızı (2(h)) sırasında durma veya yavaşlama aşamasında kabin ortalama gecikmesinin 32.2 m/s2'yi (2.19.3.2 ft/sXNUMX) aşmasına tek başına neden olmaz.

EN 81-20:2014'te yolcu asansörleri için frenleme kapasitesi gereksinimleri aşağıdaki gibi özetlenmiştir:

Sürüş makinesi freni, kabin beyan hızında ve %125 beyan yükü ile aşağı doğru hareket ederken makineyi kendi başına durdurabilmelidir.

Frenleme yüzeyinde frenlemenin uygulanmasında yer alan yedekli makine freninin (RMB) tüm mekanik bileşenleri en az iki takım halinde kurulmalıdır. Bir bileşenin arızalanması nedeniyle fren setlerinden biri çalışmıyorsa, kabinde nominal hızda ve nominal yükte aşağı doğru veya boş kabinde yukarı doğru hareket ederken aracı yavaşlatmak, durdurmak ve tutmak için yeterli fren torku vardır (5.9.2.2.2.1). .XNUMX).

2. RMB, ACOP ve UCMP için bir fren olduğunda, ACOP ve UCMP'nin frenleme kapasitesi gereksinimleri, tekli fren bileşenlerinin arızasını dikkate almak yerine tüm yedekli Makine freni içindir (5.6.6, 5.6.7).

Sürücü makine freni kendi başına asansörü nominal hızda ve %125 nominal yükte aşağı doğru durdurduğunda, kabinin ortalama gecikmesi, güvenlik tertibatının çalışmasından veya tamponda durmadan kaynaklanan gecikmeyi aşmamalıdır.

ACOP ve UCMP için, durma aşamasında, araçların durdurma elemanı, kabinin aşağıdakileri aşan bir gecikmeye izin vermemelidir:

a. Boş bir araba ile yukarı yönde 1gn

B. Aşağı yönde serbest düşmeye karşı koruma sağlayan cihazlar için kabul edilen değerler.

Çin'de her yıl üretilen 700,000 asansörün çoğu sabit mıknatıslı senkron motorlardan oluşuyor. Bu asansörler temel olarak ACOP ve UCMP'nin fren bileşenleri olarak RMB'leri benimser.

Mevcut Frenleme Kapasitesi Gereksinimlerinin Sorunları

EN 125-81'de nominal hızda ve %20 nominal yükte aşağı doğru hareket eden arabayı sürüş makinesi freninin durdurabilmesi gereksinimi, RMB uygulamasından sonra çok düşüktür. Tablo 1'de gösterildiği gibi, denge katsayısı 0.5 olduğunda, iki fren setinden biri arızalanırsa, fren sadece %87.5 nominal yükü tutabilir. Öte yandan, frenleme bileşenlerinden biri arızalanırsa, EN 100-81, Bölüm 20'de %5.9.2.2.2.1 nominal yükte kabini yavaşlatmak, durdurmak ve aşağı doğru tutmak için fren kapasitesi gereksinimleri açıkça yetersizdir, çünkü asansörün yine de Bölüm 110'deki gereksinimler uyarınca aşırı yükün %5.12.1.2.2'u içinde çalışmasına izin verilir.

RMB, ACOP ve UCMP için bir fren görevi gördüğünde, fren bileşenlerinden biri arızalanırsa, mevcut ACOP ve UCMP'nin yetersiz frenleme kapasitesi nedeniyle arızalanması olasıdır. EN 81-20, Bölüm 5.6.6, 5.6.7'de, ACOP ve UCMP'nin frenleme kapasitesi gereksinimleri tüm RMB içindir ve tekli fren bileşenlerinin arızasını dikkate almaz.

Yukarıda görüldüğü gibi A17.1 ve EN 81-20'de makine freni ve acil durum freninin frenleme kapasitesi sadece nominal yük oranından istenmektedir (k). bir sorundur ki,

güvenlik marjı (Sa) frenlerin aynı nominal yük oranı altında (k) denge katsayısı gibi farklı parametrelerle (q).

Frenleme torkunun güvenlik marjı (Sa) bazı belirsizlikler altında (soğuk ve sıcak, dinamik ve statik, aşınma öncesi ve sonrası vb.) frenin kendisinin hala güvenli olmasını sağlamak için kullanılan bir güvenlik faktörü gibidir. Uygun bir kararlı Sa frenleme kapasitesinin güvenliğini ve güvenilirliğini sağlamak için bir anahtardır. A k kararlılığı garanti etmez Sa.

Arasındaki ilişki Sa hem de k, birden fazla parametreye (statik durum) bağlı olarak, mükemmel bir kompanzasyon varsayılırsa ve hareket eden kablonun kütlesinden bağımsız olarak:

S_a = (p + kQ - mcwt) / (p + Q - mcwt) = (k - q)/(1 - q) (2)

nerede S_a frenleme torkunun güvenlik marjıdır; k anma yük oranıdır; Q anma yüküdür; P boş arabanın kütlesidir; ve q karşı ağırlık tarafından nominal yükün karşı denge miktarını gösteren denge katsayısıdır; ve mcwt karşı ağırlığın kütlesidir (P + qQ).

A17.1'de, acil durum freni makine freninin çalışma yüzeyine etki ettiğinde ve aşağıdaki durumlarda iki fren aynı anda çalıştırıldığında: q = 0.5, k = 1.25 ve S_a = her fren için 1.5,

iki fren için (S_a = 3), iki fren %200 nominal yükü tutabilir (k = 2). Aynı durumda ise q = 0.4, k = 1.25 ve S_a = her fren için 1.42, iki fren için (Sa = 2.84), iki fren %210 nominal yükü tutabilir (k = 2.1) (Tablo 1 ve Şekil 2(a)).

EN 81-20'de, fren bileşenlerinden biri arızalanırsa ve q = 0.5, k = 1 ve S_a = 1, tüm RMB %150 nominal yük tutabilir (eşdeğer S_a = 2 ve k = 1.5). Bir bileşen arızalanırsa ve q = 0.4, k = 1 ve S_a = 1, tüm fren %160 nominal yük tutabilir (eşdeğer Sa = 2 ve k = 1.6). Ancak, fren bileşenlerinden biri arızalanırsa, EN 110-81'ye göre çalışmasına izin verilen %20 aşırı yük ile aşağı doğru kabini yavaşlatmak, durdurmak ve tutmak için yeterli frenleme kapasitesi yoktur. Bu açıkça gereksiz değildir ve bu nedenle kabul edilemez (Tablo 1 ve Şekil 2(b)).

Yazarınızın görüşüne göre, ayrıca k, S_a Şekil 3'teki gibi gerekli olmalıdır. Bu özellikle aşağıdaki durumlarda geçerlidir: q standart(lar)da değer gerekli değildir. varsa Sa gereklilik, k uygun şekilde azaltılabilir.

Çin'de, çekiş makinesi kullanıcıları ile GB 24476-2009 (EN 7588-2003:81) uyarınca müzakere edilen frenleme torkunu veya dönüştürülen nominal torkun 1 katını gerektiren başka bir asansör çekiş makinesi standardı (GB/T 1998-2.5) vardır. fren tekerleğine (disk). Bu eşdeğer S_a tüm RMB için 2.5'tir ve frenleme bileşenlerinden biri arızalandıktan sonra (ve iki frenleme bileşeni vardır), S_a = 1.25.

Bu nedenle Çin asansör güvenliği teknik düzenlemelerinin hazırlanmasında öneriler şu şekildedir:

1. Şekil 3(a) ve Tablo 1'de gösterildiği gibi, iki frenleme bileşeninden biri arızalanırsa, frenleme kapasitesi yavaşlayabilir, durabilir ve %110 nominal yük arabasını nominal hızda, aşağıdakine eşdeğerdir: Sa = 1.17 (q = 0.4) - 1.2(q = 0.5). Tüm RMB 170% tutabilir (q = 0.5) ila %180 (q = 0.4) anma yükü.
2. Şekil 3 (b) ve Tablo 1'de gösterildiği gibi, iki frenleme bileşeninden biri arızalanırsa, fren torku güvenlik payı Sa 1.25'ten az değildir, eşdeğerdir k = 1,125 (q = 0.5) ila 1.15 (q = 0.4). Tüm RMB 175% tutabilir (q = 0.5) ila %190 (q = 0.4) anma yükü.

Bu öneriler, sürüş makinesi freninin otomobilin nominal yükünün %125'ini tutabilmesi ve acil durum freninin aracı yavaşlatıp tutabilmesinin yerindedir.

%125 nominal yüke kadar herhangi bir yükle (A17.1) veya fren bileşenlerinden biri arızalandığında kabini %100 nominal yükte yavaşlatmak, durdurmak ve tutmak için frenleme kapasitesi (EN 81-20). Yani, frenleme bileşenlerinden birinin arızalanmasından sonra, frenleme kapasitesi tavsiyesi şu şekildedir: k ≥ %110 ve Sa ≥ 1.25.

Çoklu Frenlerin Asansör Yavaşlamasına Etkisi

Birden fazla frenin aşırı yavaşlamasına ilişkin tehlike analizi Tablo 2'de gösterilmektedir. Risk düzeyi analizi Tablo 3'te gösterilmektedir.

Analiz sonucu

• Yukarı: 9.8 m/s2'yi (32.2 ft/s2) aşan herhangi bir araç yavaşlaması kabul edilemez.
• Aşağıya doğru: Güvenlik tertibatı eyleminin maksimum yavaşlamasını aşan herhangi bir araç yavaşlaması kabul edilemez.
• A17.1 ve EN 81-20'de, tek başına hareket eden her bir fren için yalnızca yavaşlama gereksinimleri vardır. Birden fazla fren (sürüş makinesi freni, acil durum freni, elektrikli fren ve emniyetler) aynı anda çalıştığında yavaşlama gerekliliği yoktur.

Eşzamanlı Aşağı Hareketli Çoklu Frenler

Makine freni, elektrikli fren, acil durum freni ve emniyetlerin aşağı doğru eşzamanlı hareketinde (Şekil 4'teki gibi), dikkate alınması gereken iki durum vardır:

1) Esnek iletim için, tel halat gevşetildiğinde, halatın iki ucu arasındaki kuvvet üst üste binmez.
2) Sürtünme iletimi için, iletim kuvveti sürtünme kayması ile sınırlıdır.

makine için:

M1 + M2 + M3 - M4 = J (3)

Araba için:

F1 + T3 - gm1 = a1m1 (4)

Denk. 3 ve 4, M1 makine freni torku; M2 acil fren torku; M3 yıldız sızdırmaz elektrikli frenleme veya başka bir elektrikli fren tarafından üretilen frenleme torku; M4 = R(T₁ - T₂); çekiş tekerleğinin açısal ivmesidir;   J makinenin dönme ataletidir; F₁ emniyetlerin frenleme kuvvetidir; R çekiş tekerleğinin düğüm noktası yarıçapıdır; a₁ araba ivmesidir; ve m₁ araba kütlesidir.

Makine freninin ürettiği yavaşlama, güvenlik dişlilerinin ürettiğinden daha büyükse, makine ile kabin arasındaki halat gergindir ve yavaşlama üst üste gelir. Neyse ki, böyle bir durumun olasılığı çok büyük değil, çünkü frenler genellikle güvenlik dişlilerinden daha az yavaşlama üretir. Ayrıca, bu gerçekleşse bile, bu örnek, çekiş tekerleği ve halat arasındaki sürtünme kayması ile sınırlanacak olan daha büyük makine freni torku durumundadır. Ancak, yavaşlama üst üste binme tehlikesini göz önünde bulundurmalıyız. Özellikle son yıllarda, çekiş koşullarının uzlaşması, tutukluk koşullarında kaymayı gerektirmemekte, bu da yavaşlama üst üste binme şansını artırmaktadır.

Özel koşullar altında, makine frenleri, elektrikli frenler, acil durum frenleri ve güvenlik tertibatları aynı anda çalıştırıldığında, aracın frenleme yavaşlaması gibi fren torkunun (kuvvetinin) üst üste gelmesi hala mümkündür. Bu nedenle, çeşitli frenlerin olası eşzamanlı hareketinin neden olduğu kabin yavaşlaması aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır:

• Yukarı doğru hareket için, kabin yavaşlaması 9.8 m/s2'den (32.2 ft/s2) fazla değildir.
• Aşağı doğru hareket için kabin yavaşlaması, güvenlik tertibatı hareketinin maksimum değerinden fazla değildir. (A Sınıfı güvenlik tertibatı eyleminin dikkate alınması gerekir.)

Çoklu Frenlerin Eşzamanlı Yukarı Hareketi

Makine freninin, elektrikli frenin, halat kelepçesinin (acil durum freni) ve karşı ağırlığın emniyetlerinin yukarıya doğru eşzamanlı hareketi Şekil 5'te gösterilmektedir.

Sonuç

Yolcu asansörleri için yazarınız, frenleme kapasitesi için aşağıdakileri önermektedir:

• Anma yük oranı: k ≥ 1.1: iki frenleme bileşeninden biri arızalanırsa, frenleme kapasitesi yavaşlayabilir, durabilir ve nominal kabin yükünün %110'unu nominal hızda tutabilir.
• Frenleme torku güvenlik marjı: Sa ≥ 1.25. İki frenleme bileşeninden biri arızalanırsa, fren torku güvenlik payı Sa 1.25'ten az değil.

Birden fazla frenin asansör yavaşlaması üzerindeki etkisi için, özel koşullar altında, birden fazla asansör freninin fren torku aynı anda üst üste bindirilebilir. Bu da aracın yavaşlamasını artırarak yolculara zarar verir. Özellikle bir halat kelepçeli RMB'li bir asansörü değiştirirken, tüm fren kuvvetleri üst üste binmez. Tel halat gevşekken de üst üste binmezler. Ek olarak, çekiş sürtünmesi kayması da makine frenleme kuvvetinin araç üzerindeki etkisini sınırlar. Bu durumda arabanın yavaşlamasını sınırlamak gerekir. Yukarı doğru hareket için, yazarınız 9.8 m/s2'den (32.2 ft/s2) fazla olmayan araba yavaşlamasını önerir. Aşağı doğru hareket için, yazarınız, güvenlik tertibatı hareketinin maksimum değerinden daha fazla olmayan araba yavaşlamasını önerir.

Frenleme kapasitesi “ne kadar büyük, o kadar iyi” değildir ve “doğru” da olmamalıdır. Yetersiz frenleme kapasitesi ölüme veya ciddi yaralanmaya neden olabilir. Belirli bir güvenlik payına ihtiyaç vardır. Bazı özel durumlarda, birden fazla frenleme kuvvetinin üst üste binebileceğine dikkat edilmelidir. Frenleme kapasitesi sorununun dikkatli bir şekilde ele alınması gerekir.