Süspansiyon Halatlarının Sünmesi

Askı halatlarında çalıştığı için sürünme özelliğinin incelenmesi (kayma ile karıştırılmamalıdır)

Bu makale, askı ipinin sürünme özelliğine odaklanmaktadır. Nedenini ve özelliklerini analiz eder, ardından ipin toplam sünmesinin nasıl test edileceğini tartışır. Asansörlerdeki halatlar için makul miktarda toplam sünme önerilir. Ayrıca, çekiş koşullarını izlemek ve saha arızalarını çözmek için toplam sürünme arayan düzenli halat incelemesinin önemini göstermek için gerçek bir vaka kullanır.

Çekişli asansörler için “elastik bağlantı birimleri” olarak, askı halatları kabin ve karşı ağırlığı birbirine bağlar; bu arada, “güç aktarım üniteleri” olarak, asansörü yukarı ve aşağı hareket ettirmek için güç akışını makineden kabine/karşı ağırlığa aktarırlar. Bu nedenle özellikleri, statik ve dinamik olarak ölçülebilen asansör performansı için çok önemlidir. Minimum kopma kuvveti ve eşdeğer elastik modül gibi statik özellikler sırasıyla yük taşıma kapasitesi ve halat esneme performansı anlamına gelir. Halatların hareket halindeki davranışı, boyuna/yanal salınım, eğilme ve sürünme gibi dinamik özellikler olarak tanımlanır.

Sünme

Asansör çalışırken, kasnağa göre askı halatları her zaman daha fazla gerilimle yana doğru sürünme eğilimindedir. Sürünme ve kayma arasındaki farkı anlamak önemlidir. İlki, çekişli asansörler için askı halatlarının doğal özelliklerinden biridir ve özü, farklı gerilimler altında elastomer deformasyonu arasındaki farktır. Ancak, halat ve oluk arasındaki yetersiz sürtünmeden kaynaklanan bir başarısızlık olgusu olarak, kayma önlenebilir ve hatta ortadan kaldırılabilir.

Aşağıda, Euler formülünden ip sünmesinin temel nedeni analiz edilecektir. Asansör normal olarak çalıştığında, halat ve oluk arasında kayma olmaz ve kasnağın her iki tarafındaki halat gerilimi aşağıdakilere uymalıdır:

nerede e matematiksel sabittir ve f sürtünme faktörüdür. Halat, çekiş kasnağının her iki tarafında gerildiğinde T₁ = T₂, sarma açısı bölümündeki çekme gerilimi değişmeden kalacaktır. Bu durumda cer sistemi dengelenmiş halde sunulur (Şekil 1, sol). Çekişin her iki tarafındaki gerginlik bir kez

kasnak T₁ > T₂, sarma açısı bölümünde ve “B” noktasından “A” noktasına kadar çekme gerilimi kademeli olarak artacaktır. σ₂ için σ₁. Bir elastomer olarak ve gerilme görünümünde, ip gerilmesi buna bağlı olarak artacaktır. ε₂ = σ₂/E için ε₁ = σ₁/E ip, çekme kasnağı üzerinde hareket ettikten sonra.

Mikro düzeyde analiz etmek için, bir gerinim ile bir elastik hücre ε₂ = σ₂/E "B"de, kasnak boyunca seyahat ettikten ve "A"ya ulaştıktan sonra gerinim üzerinde bir değişiklik elde eder ε₁ = σ₁/E ve bir fark suşu Llε:

Llε = ε₁ - ε₂ = (σ₁ - σ₂)/E                       (Denklem 2)

nerede E halatın eşdeğer E-modülüdür (MPa cinsinden).

Kasnağın üzerinden geçtikten sonra, gerilim farkından dolayı bir halat hücresinin uzadığını ve bu nedenle, kasnağa göre halatın daha fazla gerilimle yana doğru sürünme eğiliminde olduğunu hayal edebiliriz, T₁, sürünme özelliği olarak tanımlanır. Denklem 2'den, sürünme boyutu, tel halatın eşdeğer E-modülü ve çekme kasnağının her iki tarafındaki gerilim/stres farkı ile belirlenir.

Makro düzeyde analiz etmek gerekirse, çekme kasnağının üzerinden geçen yeterli halat varsa, her bir küçük Llε birikecek ve sonunda ipin toplam sünmesi olarak tanımlanan görünür bir uzunluk hatası oluşturacaktır.

Özetlemek ve sonuç çıkarmak için:

• Sürünme özelliği, kayış tahrikli sistemlerdeki elastik kaymaya benzer şekilde çekiş sistemlerinin doğasında vardır.
• Sürünmenin boyutu iki duruma bağlıdır: halatın elastik özellikleri (yani eşdeğer E-modülü) ve çekme kasnağının her iki tarafındaki halatın gerilim farkı.
• Toplam sürünmenin boyutuna, sürünme özelliği ve çekme kasnağı üzerinden geçen halatın uzunluğu hakimdir.
• Halat ile çekme kasnağı arasında meydana gelen kayma, önlenebilen hatta ortadan kaldırılabilen bir arıza modelidir.

Küçük bir deformasyon farkı olarak, statik bir durumda gözlemlemek veya ölçmek zordur. Bununla birlikte, küçük farklılıklar, gözlemlenebilir toplam sürünme oluşturana kadar birikir. Bir asansör tasarımcısı için toplam sünme, sünmeden daha önemlidir. Bu nedenle, aşağıdaki toplam sürünme üzerinde odaklanılacaktır.

Toplam Sürünme

Halatın toplam sünmesini tanımlamak ve ölçmek için, boş kabini alt (veya üst) katta durdurun, ipin üzerine tebeşir veya işaretleme kalemi ile bir çizgi çizin ve temas bölgesinden kasın, asansörü bir tur çalıştırın. (trip) ve başlangıç ​​konumuna geri dönün, böylece ip ve kasnak üzerindeki işaretler artık bir çizgide kalmaz. İki işaretin mesafesini (çekiş kasnağının yayı olarak) halatın toplam sünmesi olarak tanımlarız. Tüm analizlerin ideal koşullarda, yani halat ve oluk arasında olası kaymalar dikkate alınmadan yapıldığına dikkat edilmelidir.

Toplam sürünmeyi sezgisel olarak nicel olarak analiz etmek için, Şekil 2 gibi basitleştirilmiş bir asansör süspansiyon modelinde, asansör parametresini varsayın: kasnağın hatve çapı D = 400 mm ve hareket yüksekliği H = 125.664 m. Bir gezi, 125.664 m'lik kasnak çekme ipini içerir. Halat sürünmesinin etkisi dikkate alınmazsa, kasnak dönecektir. n = 125.664/(0.4 X 3.14) = 100 döngü.

Ölçüm Yöntemi ve Asansörü Nasıl Etkiler sistem

Boş kabini en alt katta durdurduktan sonra, halat ve kasnak üzerinde uygun pozisyonlarda “A” ve “a” üst üste bindirme işareti alın (Şekil 3). (Analiz ve açıklamayı basitleştirmek için, işaretli konum kasnak üzerinde saat 9 işaretidir.)

Asansörü normal hızda çalıştırın ve kabini alttan üst kata kaldırın. Yukarıdaki hipoteze dayanarak, kasnak sadece 100 devir dönecek ve “a”, “başlangıç ​​konumuna” (saat 9'a) dönecektir. Sürünme özelliğinin etkisi altında ip, T₂ yönü kasnağın dönüş yönü (saat yönünde) ile aynı olan taraf (daha fazla gerilimin olduğu yer). Bu nedenle, kasnağın 100 döngü döndürmesi gerekmeyecektir (Şekil 4).

Boş araba en üst kata geldikten sonra, “a” işaretinin saat 9 yönünde (“Bb” işareti) bir açıyla saptığını görebiliriz. θ₁. Bu nedenle, kasnağın gerçek dönüş döngüsü n₁ şundan türetilebilir:

Kabini, referans başlangıç ​​noktası “Bb”den aşağı yönde (saat yönünün tersine) normal hızda en alt kata geri getirin. Halat sürünme yönü sürekli olarak T₂ kasnağın dönüş yönünün tersi olan (saat yönünde) taraf. Bu nedenle, kasnağın teorik değere göre aşağı doğru arabaya daha fazla dönmesi gerekir.

Boş kabin en alt kata döndükten sonra (Şekil 5), “b” açı itibariyle teorik konumun ötesindedir. θ₂. Bunun nedeni, referans başlangıç ​​noktasının aşağı yönde “b” olmasıdır. Bu nedenle, kasnağın gerçek dönüş döngüsü n₂ şundan türetilebilir:

Bir asansör sisteminde, mutlak konum, kabinin halatı ile belirlenir, bu nedenle bir gidiş-dönüş işleminden sonra, halat üzerindeki “A” işaretinin orijinal konumuna geri döneceği kesindir. Ancak, halat sünmesinin etkisinden dolayı kasnak üzerindeki “a” işareti olamaz. Şekil 5'ten, ipe veya orijinal başlangıç ​​konumuna göre kasnağın bir açı saptığını görebiliriz. θ (θ = θ₁ + θ₂). Bu, sürünme açısı olarak tanımlanır ve karşılık gelen yay uzunluğu “Aba”, toplam sürünme olarak tanımlanır.

Kullanım Şekli

Belirtildiği gibi, toplam sünmeyi ölçerken “b”yi işaretlemiyoruz. Yani toplam sürünme, "Aa"nın yay uzunluğudur. Her iki çevresel yön boyunca “A” noktasından “a” noktasına kadar iki farklı yay uzunluğu vardır. Bu nedenle, toplam sünmeyi ölçmek için hangi yönün doğru olduğunu doğrulamamız gerekir.

Boş bir araba ile test yaparken, bu, arabanın ağırlığının karşı ağırlıktan daha hafif olduğu anlamına gelir, T₁ < T₂, toplam sürünme yönü: saat yönünün tersine yay uzunluğu “Aa” (Şekil 6, sol). Tam yük ile test edildiğinde, bu, aracın ağırlığının karşı ağırlıktan daha büyük olduğu anlamına gelir, T₁ > T₂, toplam sürünme yönü saat yönündeki yay uzunluğu “Aa”dır (Şekil 6, sağ).

Bu makale, başlangıç ​​noktasının alt kattan olduğunu varsayar. Ancak en üst kattan test ettiğimiz gibi sonuç aynı. Toplam sürünmenin boyutu ve yönü aynı olacaktır.

Yukarıda özetlemek ve toplam sürünme hakkında sonuçlar çıkarmak için:

• Toplam sürünme boyutu: asansörü bir gidiş dönüş ile çalıştırdıktan sonra, yer değiştirme lll ip üzerindeki işaret ile kasnak üzerindeki işaret arasındadır.
• Bir gidiş-dönüş toplam bir sürünme oluşturur (lll); bu nedenle, sonra n zaman gidiş-dönüş yolculukları, toplam sürünmeler n X lll.
• Toplam sürünme sadece boyuta değil, aynı zamanda her zaman daha az gerilimle yana doğru eğilim gösteren bir yöne de sahiptir.
• Çekiş koşulunun değişmediği belirli bir süre içinde, asansördeki halat toplam sürünmesinin boyutu sabit ve değişmeyecektir.
• Toplam sürünmenin boyutu ve yönü, kabinin ilk konumundan bağımsızdır.
• sürünme açısı θ toplamı θ₁ hem de θ₂. İdeal koşullar altında, biz θ₁ = θ₂ = θ/2, yani boyut, ipin çalıştığı yönden bağımsızdır.

Ancak, boş kabinli gerçek bir asansör sisteminde, çekiş koşulları yönler arasında farklıdır, bu nedenle θ₁ ≠ θ₂. Fark gözlemlenemeyecek kadar küçüktür, bu nedenle normalde dikkate alınmaz. Daha büyük endişe, toplam sürünme boyutudur. İki bileşeni doğru bir şekilde ayırt etmeye gerek yoktur.

Yukarıdaki yöntemle ölçülen toplam halat sünmesinin aslında "kasnağın toplam sünmesi" olduğuna dikkat edilmelidir. Bir asansör sisteminin özelliğinden dolayı, askı halatı (kabin) her zaman mutlak konum olarak alınır, yani toplam halat sünmesi gözlemlenemez. Ancak, boyutu öncekine eşit, ancak zıt yönde olan toplam kasnak sünmesini gözlemleyebiliriz.

Normal Boyut

Yukarıdaki analize göre toplam sünmenin net bir şekilde anlaşılması sağlanmıştır, ancak bir asansör için, makul bir bölgede toplam sünmenin kaç boyutunun olduğunu belirlemek gerekir. Bu amaçla, bu bölüm toplam sürünme boyutunu etkileyen faktörleri tanımlayacaktır.

İpin Eşdeğer E-Modülü

E-modülü ne kadar büyük olursa, halat uzamasına karşı direnç o kadar güçlü olur ve halatın toplam sünmesi o kadar küçük olur.

Yük Fark Kasnağın Her İki Tarafında

Kasnağın her iki tarafında halat gerilimi farkı ne kadar büyük olursa, kasnağın üzerinden geçtikten sonra birim uzunluk başına halat elastik uzaması o kadar fazla olur. Bu nedenle, daha büyük ip toplamı sürünür. Bir asansör sisteminde toplam sünme, asansörün nominal yükü ile ilgilidir. Örneğin, 1600 kg'lık bir asansördeki toplam sünmenin 800 kg'lık bir asansörünkinden daha büyük olup olmadığını belirlemek için, toplam sünmenin boyutunun asansörün kapasitesiyle doğrudan ilişkili olmadığını düşünün. Aynı halat tipi, güvenlik oranı ve hareket yüksekliği için toplam sünme aynıdır. Bunun nedeni, aynı güvenlik oranı altında, her bir halattaki (aynı tipteki) gerçek gerilimin aynı olmasıdır, bu da aynı gerilim farkı ve aynı halat toplam sünmesi anlamına gelir.

Halat Kasnak Üzerinden Geçen Toplam Uzunluk

Halat kasnağın üzerinden ne kadar uzun geçerse, kasnağın dönme döngüsü o kadar fazla olur ve biriken küçük halat sünmesi ve nihai toplam sünme o kadar büyük olur. Bu sadece seyahat yüksekliğiyle değil, aynı zamanda süspansiyon oranıyla da ilgilidir.

Seyir yüksekliği 100 m ve askı oranı 2:1 olan bir asansör için, bir gidiş dönüşten sonra toplam halat uzunluğu (2 X 2 X 100 = 400 m) kasnak üzerinden geçer, bu da bir asansörünki gibidir. 200 m seyahat yüksekliği ve 1:1 süspansiyon oranı.

Normal olarak, halat toplam sünmesi asansörün hareket yüksekliği ile orantılıdır. Bu tür bir sonuç varsayılan olduğundan, bu asansörler aynı süspansiyon oranını benimser.

Toplam sünmenin hareket yüksekliği ile ilişkisini doğrulamak için, bunları 1000 kg kapasiteli, 2:1 süspansiyon oranına, 26/26 kat/duraklara ve 78 m hareket yüksekliğine sahip bir asansörde test ediyoruz ("farklı hareket" simülasyonu için boy uzunluğu"). Test sonucu Tablo 1'de gösterilmektedir.

Kapsamlı değerlendirmeye göre, 2:1 süspansiyon oranı, hızı ≤ 2.5 mps ve hareket yüksekliği ≤ 125 m olan genel kullanımlı asansörler için, önerilen halat toplam sünme boyutu 20-60 mm'dir ve maksimum değer bu değeri geçmemelidir. 80 mm.

Halat Toplam Sürünme Kontrolünün Önemi

Sürünme doğuştan gelen bir özelliktir ve kaçınılması mümkün değildir, öyleyse neden onu inceliyoruz? Bilindiği gibi, cer tahrikinin neden olduğu halat sünmesi sadece cer kasnağı üzerinde meydana gelir. Asansör sisteminin diğer makaralarında (kabin üstündeki ters makara gibi) sürünme olayı yoktur.

Bir asansör kurulduktan sonra, toplam halat sünmesi, çekiş koşullarında büyük bir değişiklik olmadığı sürece uzun vadede stabil olacak sabit bir değerdir. Bu nedenle en iyi uygulama, toplam halat sünmesini düzenli olarak kontrol etmek ve çekiş koşullarını izlemektir. Önceki toplam sünme ile karşılaştırın ve büyük toplam halat sünme değişiklikleri bulduğunuzda, oluk aşınması gibi çekiş koşullarını kontrol edin. "Toplam sünme"nin toplam sünme artı kaymanın toplamı olduğuna dikkat edin.

Yazar bir keresinde bir şantiyeden şikayet aldı: Uzun bir süre hizmet verilmedikten sonra, bazı asansörlerde sık sık düzensiz iniş hataları ortaya çıktı, bu da sistem çökmesine ve yolcuların sıkışmasına neden oldu. Bir araştırma ve incelemeye göre, ilgili bileşenlerde herhangi bir arıza yoktu, ancak toplam halat sünmesi 500 mm idi. Sonuç, çekişin yeterli olmadığı ve halatlar ve oluklar arasında ciddi kaymalar olduğuydu. Bu, arabanın her zaman hedef inişi aşmasına ve sorun kodlarını tetiklemesine yol açtı. Çekiş kasnağının farklı bir oluk profiline sahip yenisiyle değiştirilmesi önerildi. Değiştirildikten sonra toplam sürünme 45 mm'ye düştü ve hata kodu kayboldu.

Sonuç

Bu makale, çekişli asansörlerde halat sünmesinin kökenini ve özelliklerini analiz etmiştir. Toplam sünmenin oluşumu, kuralı ve ölçümü derinlemesine tartışılmış ve makul kayma aralığı verilmiştir. Bir asansörün halat toplam sünmesini düzenli olarak ölçmek, arıza önleme ve erken tespit için büyük ölçüde önemli olan çekiş durumundaki değişikliği izleyebilir.

Referanslar
[1] Peng Zhang. Asansör Süspansiyon Sisteminin Dinamik Davranışları Üzerine Teorik ve Test Araştırması, Şanghay Jiaotong Üniversitesi, Şanghay (2007).
[2] Jihu Bao, Peng Zhang ve Changming Zhu. “Zamanla Değişen Uzunluğa Sahip Halatlı Kaldırma Sistemlerinin Boyuna Titreşim”, Journal of Vibration and Shock, 32 (15): s. 173-177 (2013).
[3] Tianxiao Ren. “Asansörde Çekiş Koşullarının Optimizasyonu,” Journal of China Elevator, 13 (5): s. 19-22 (2002).
[4] Congjian Zhu. “Kayış Tahrikinde Elastik Kayma Etki Analizi,” Journal of Shanghai University for Science and Technology, (4): s. 92-98 (1993).
[5] Chao Xu. "Kayış Tahrikinde Elastik Kaymanın Kapsamlı Analizi"
Modern Makine Dergisi, (2): s. 49-52 (2002).
[6] Wolfgang Scheunemann, Wolfram Vogel ve Thomas Barthel. “Çekişli Asansörler için Çelik Halat: Üçüncü Bölüm.” ELEVATOR WORLD, Eylül 2009: s. 95-106.