Asansör Halatlarının Elastikiyet Davranışı

Çeşitli faktörler nedeniyle talepler artmaktadır.

tarafından Dr.-Ing. Andreas Franz ve Dipl.-Ing. Konrad Stahr

Artan bina/yürüyüş yükseklikleri, yüksek kullanım seviyeleri ve modern sistem tasarımları, asansör askı halatlarının fiziksel özelliklerine yönelik talepleri artıran faktörler arasındadır. Dinamik yükler (örn., tahrikler ve dönen parçalar) ve statik yükler (örn. daha düşük halat yük aralıkları. Halat minimum kopma kuvvetine ve halat hizmet ömrüne (veya eğilme yorulma performansına) ek olarak önemli bir husus, bir halatın yük altındaki esneklik davranışıdır.

Halat esnekliği, kabinin yük altındaki sıkıştırıcı sapması ile doğrudan ilişkilidir ve bu nedenle asansör kurulumunun davranışı ve performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir (örn. tahrik bileşenlerinin aşınması). Bu nedenle, toplam sahip olma maliyetinin yanı sıra yolcunun sistem konforu hakkındaki sübjektif algısıyla (örneğin, yükleme ve boşaltma sırasında kabin hareketi, kabinin yeniden seviyelendirilmesi, asansör boşluğu inişinin dengelenmesi ve kabin eşikleri) ile doğrudan ilişkilidir.

Halat esnekliği, kabinin yük altındaki basınç sapması ile doğrudan ilişkilidir ve bu nedenle asansör kurulumunun davranışı ve performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

Genel asansör sistemi tasarımında, bazı makul varsayımlar yaparak askı halatlarının elastikiyet davranışını dikkate almak gerekir. Bu makale, mevcut standartlara göre halat elastisite modülünü belirleme, halat sertliği ile ilgili karakteristik fenomenleri tanımlama ve Gustav Wolf GmbH ürün portföyündeki sertlik-optimize edilmiş ürün seçeneklerini gözden geçirme olasılıklarını özetleyecektir.

Eksenel Elastisite Modülü

Tel halatlar için uzunlamasına (eksenel) yönde bir halatın elastisite modülünü belirlemeye yönelik prosedürler ve talimatlar, Uluslararası Standart ISO 12076,[1] ve Alman teknik yönergesi VDI 2358,[2]'de bulunabilir. bu bağlamda revize edilmiştir. Her iki kaynağın da test parametreleri zaten çok çeşitlidir, bu nedenle kılavuzlar henüz üretime, pazara ve uygulamaya tam olarak girmemiştir. Bölgeye bağlı olarak, uygulamada tel halatın geçerli yükünü test bazında hesaba katan, eksenel esnekliği/sertliği belirlemek için kullanıcıya özel çok sayıda yaklaşım da mevcuttur.

Halat örneğinin ön yüklemesine yönelik yaklaşımların yanı sıra halatın doğal ayar davranışını en aza indirme (halatın bileşenleri, normalde kısa vadeli bir fenomen olan ve kurulumdan hemen sonra duran yük altında sıkışır), zaten arasında büyük ölçüde farklılık gösterir. kenetleme ve test koşulları gibi uygulama gereksinimleri. Bu ayar davranışı, ip tasarımına bağlı olarak belirgin şekilde farklı olabilir. Şekil 1, dikkate alınan yük alanı ile ilgili farklı yaklaşımları göstermektedir. Tüm yaklaşımlarda, halatın boyuna elastisite modülü, çoğunlukla eksenel olarak uygulanan yükün iki tek noktası arasında bir sekant modülü olarak hesaplanan kuvvet-uzama diyagramının gradyanı olarak anlaşılmalıdır (ilgili yaklaşım için aynı renkteki noktalara bakınız). hesaplama).

Her halatın kuvvet-uzama davranışı her zaman doğrusal değildir ve yükleme ve boşaltma için farklılık gösterir (Şekil 1'deki yeşil çizgilere bakın). Bu nedenle, bir sekant veya tanjant modülü, belirli eksenel yük aralıkları için yeterli olacak olan bu davranışın her zaman doğrusal bir varsayımı/basitleştirmesi olacaktır. Şekil 1'de, iki yükleme noktası arasındaki (aynı renk, aynı hesaplama yaklaşımı anlamına gelir) ilgili çizgilerin farklı eğimleri/eğimleri karşılaştırılarak, aynı ip için keskin değişen modüllerin elde edilebileceği açıkça görülmektedir. Ayrıca, genel bir kural olarak, ip modülü, ipin kopma kuvveti ile ilgili ip kuvveti miktarı ile birlikte yükselen olarak anlaşılabilir.

Halat modülündeki farklılıklar, paralel ötelemeden hemen sonra eğri adımlarını karşılaştırarak gösterilebilir (bkz. Şekil 1'in sol üst köşesi). Şekil 1'de belirtilen üç hesaplanmış halat elastisite modülünün 60,000 N/mm2 ile 110,000 N/mm2 arasında değişebileceğine dikkat edilmelidir. Değerlendirilen halatın tam olarak bu şekil tarafından temsil edildiği akılda tutulduğunda, modül ile ilgili olarak halat rijitliği ile ilgili bir ifadenin, asansör kabininin yük altındaki davranışını mutlaka yansıtmadığı açıkça ortaya çıkmaktadır.

Gustav Wolf, müşteri tarafından sağlanan uygulama parametrelerine göre gerekli uzama ve elastikiyet özelliklerini müşterilerine sağlayabilir.

Genellikle halat performansının bir ölçüsü olarak kullanılan Şekil 1, farklı hesaplama yaklaşımlarının karşılaştırılamazlığını ve gerçek halat ürünü için halat üreticisi, kullanıcı veya üçüncü şahıs tarafından elastisite modülünün nasıl belirlendiğinin belirtilmesinin önemini göstermeyi amaçlamaktadır. Uygulamanın kendisindeki uzama/sertlik davranışını belirlemek için, ilgili halatın yüke ve zamana bağlı davranışını farklı uygulama ile ilgili koşullar altında değerlendirmek faydalıdır. Asansör halatları için, halat kullanıcıları ve imalatçıları arasında yakın bir koordinasyon yardımcı olur. Gustav Wolf, müşteri tarafından sağlanan uygulama parametrelerine göre gerekli uzama ve elastikiyet özelliklerini müşterilerine sağlayabilmektedir.

Eksenel Elastisite Modülünün Zamana Bağlı Davranışı

Halat modülü, halatın kurulumundan hemen sonra sürekli olarak mevcut olan nicel bir değer değildir. Bunun yerine, halat yapısı bir ayar davranışına tabidir. Ayar gerçekleştikten sonra, belirli bir yük aralığında belirli halat sertliği sürekli olarak mevcuttur. "Önceden gerilmiş" etiketli bir ip kullanılmasının bu davranış üzerinde önemli bir etkisi yoktur.

Farklı halat tipleri ve tasarımları için zamana bağımlılık ve bu olgunun ifadesi ile ilgili bilgi, asansör üreticisi için asansör davranışının tasarımı ve değerlendirilmesi için çok önemlidir. Şekil 2, eksenel yük döngülerinin sayısının bir fonksiyonu olarak, halatın minimum kopma mukavemetinin (Şekil 2'e uygun asansör halatları için tipik yük koşulları aralığı) %10 ila %1'u arasındaki halat elastik modülünü göstermektedir. Tüm elastik modüller, ilgili ip tipinin nihai ayar değeri ile ilgilidir, böylece bu noktada değerlendirilen ip tiplerinin ip elastikiyet modülüne ilişkin nicel farklılıklar kasıtlı olarak dikkate alınmaz (Şekil 4).

Farklı halat tasarımları için eksenel yük döngülerinin bir fonksiyonu olarak elastiklik ayarlama modülünün bağımlılığı açıkça görülebilir. Doğal ve sentetik elyaf çekirdekli askı halatları başlangıçta önemli ölçüde azaltılmış bir halat sertliği ve dolayısıyla modülü (nihai modülün yaklaşık %50-60'ı) sergilerken ve sadece birkaç yük döngüsünden sonra nihai sertliklerine nispeten yavaş yaklaşırken, tam- çelik halatlar nihai halat sertliğine ulaşır.

Daha yüksek binaların inşasına yönelik dünya çapındaki eğilim, daha uzun asansör halatları gerektiriyor.

Tam çelik tel halatlar da zaten ilk yük döngüsünde nihai sertliğin yaklaşık %80-90'ı kadar bir halat sertliği sergiler. Hem elyaf öz tipinde (doğal ve sentetik) hem de halat yapısının tipinde (sıkıştırmaya karşı paralel döşeme) farklılıklar görülebilir. Doğal elyaf özleri olan askı halatları için, halat elastisite modülüne ilişkin dinamik davranış açısından dış halatların sıkışmasının önemli bir etkisi tanımlanamadı. Yüksek mukavemetli sentetik elyaf çekirdekli halatlarda, sertleşme davranışı daha belirgin olabilir, bu nedenle daha uzun bir sertleşme süresi gerekebilir. Elbette, Şekil 2'de gösterilen sonuçlar, test veya uygulamada uygulanan gerçek döngüsel yüke bağlıdır.

Sertlik Optimize Edilmiş Halat Tasarımları

Daha yüksek binaların inşasına yönelik dünya çapındaki eğilim, daha uzun asansör halatları gerektiriyor. Bununla birlikte, kullanılan halatların belirli çalışma aralığındaki eksenel elastisite modülünün sırasıyla uzaması daha büyük bir etki yapar. Asansör uygulamalarında 8 X 19 Seale veya 8 X 19 Warrington fiber çekirdek konstrüksiyonlu çelik halatlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Halatlara olan talep arttıkça, sekiz veya dokuz telli ve tam çelik çekirdekli özel halatların eşzamanlı olarak mevcudiyeti vardır.

En yaygın olarak, doğal elyaf çekirdekli halatlar, tam çelik çekirdekli halatlardan daha düşük bir eksenel elastisite modülü ve dolayısıyla sertlik sergiler. Ancak lif özlü halatlar için bu karakteristik özellik arttırılabilir. Bir yandan bu, Gustav Wolf CompactTracTM[3] için gerçekleştirildiği gibi dış tellerin/şeritlerin düzleştirilmesiyle, doğal fiber özlerin yerine yüksek modüllü, yüksek mukavemetli sentetik fiber özlerin kullanılmasıyla ulaşılabilir. Gustav Wolf HyTrac.TM[4] Şekil 3, uygulamaya özel kullanımı daha iyi sağlamak için Gustav Wolf'un halat tiplerinin halatların eksenel sertliği, minimum kopma kuvveti ve eğilme yorulma ömrü açısından performansını özetlemektedir.

Asansör sistemlerinin artan taleplerine yanıt olarak uygulama odaklı Ar-Ge'nin sonucu, CompactTrac, HyTrac, PowerTrac™ ve TopTrac™'den oluşan Gustav Wolf'un Trac serisinde bulunabilir (Şekil 3 ve 4).

Tüm Trac serisi halatlar, aşağıdaki alanlarda iyileştirmeler sergileyerek kendilerini farklı kılar:

• Minimum ip uzaması ve buna bağlı olarak daha yüksek ip elastikiyet modülü
• Daha fazla bükme döngüsü nedeniyle daha uzun halat kullanım ömrü
• Dış tellerin genişletilmiş temas alanı sayesinde iyileştirilmiş aşınma direnci
• Daha yüksek kopma kuvvetlerine bağlı olarak azaltılmış halat çapları

Gustav Wolf, Trac serisi ile iyileştirilmiş sertlik davranışı, daha uzun hizmet ömrü, iyileştirilmiş sistem performansı ve en önemlisi daha yüksek müşteri memnuniyeti seviyesi ile öne çıkan yeni nesil asansör halatları geliştirdi. Asansör sistemlerinin ve özellikle yüksek katlı kurulumların sürekli artan taleplerine bir çözüm olarak düşünülmelidir.

Referanslar
[1] ISO: ISO 12076:2002, “Steel Wire Ropes - Determination of the Actual Modulus of Elasticity,” 2002.
[2] VDI: Verein Deutscher Ingenieure (VDI): Richtlinie VDI 2358 - Drahtseile für Fördermittel, Beuth Verlag GmbH, 1984.
[3] Wolf E. Franz, A., “Asansörler için Halat Geliştirme”
ASANSÖR DÜNYASI, Mart 2006.
[4] Franz, A., “Asansörler için Hibrit Halat Geliştirme”
EW, Temmuz 2012.