Yürüyen Merdiven Kafes Tasarımı

EN 115'e göre yürüyen merdiven kirişine karşı alt sistemlerin ve yolcu yüklerinin sayısal analizi açıklanmış ve gösterilmiştir.

Yürüyen merdiven makasları motor, redüktör ve kumanda panosu gibi alt sistemlerin montajı için imal edilmektedir. Standart olmayan her kafes sapması, diğer cihazları etkileyebilir ve parçaların ömrünü ve güvenliği azaltabilir. Standart olmayan sapma, izleme sistemini etkileyebilir ve düzgün olmayan ve uygunsuz çalışmaya neden olabilir. Bu makalede, alt sistem ve yolcu yükleri varsayılarak, kirişteki sehim ve gerilim EN 115'e göre hesaplanacaktır.

Giriş

Yürüyen merdivenlere birçok mekanik ve elektriksel eleman monte edilmiştir, bu da onları karmaşık elektromekanik cihazlar haline getirir. Motorları ve dişli kutuları, zincir dişlilerini ana miller üzerinde hareket ettirmek için güç üreten ana parçalardır: bu dönüş, basamak zincirlerinin ve basamakların raylar üzerinde çalışmasına neden olacaktır. Kontrol panelleri ve diğer güvenlik cihazları, güvenli çalışmayı kontrol eder.

Her mekanik sistemdeki önemli bir bileşen yapıdır. Karmaşık tasarımlarda (uçak veya uzay aracı gibi) yapı çok önemlidir. Yürüyen merdiven makası, ana yapı olarak, standartlarda belirtilen kriterlere uygun olarak tasarlanmalıdır.

Saugus, Massachusetts'ten bir patent avukatı olan Nathan Ames, 1859'da ilk "yürüyen merdivenin" patentini almakla tanınıyor. Basamakların döşemeli veya ahşaptan yapılabileceğini kaydetti ve birimlerin bir evdeki hastalara fayda sağlayabileceğini öne sürdü. 1889'da Leamon Souder, "bir dizi basamak ve bağlantıların birleştiği" yürüyen merdiven tipi bir cihaz olan "merdiven" in patentini başarıyla aldı. 1892'de Jesse W. Reno, "eğimli asansör" adını verdiği "Sonsuz Konveyör veya Asansör"ün patentini aldı.^[1] 2004 yılında Osman Altuğ Akyol, yürüyen merdiven çerçevesinin sonlu elemanlar yöntemini kullanarak mukavemet analizini ve tahrik sisteminin hesaplanmasını anlatmıştır.^[2]. 2016 yılında, K. Bhaskar ve B. Subbarayudu, kafes malzeme ve statik analiz üzerinde çalıştı.^[3]

Yürüyen Merdiven Teknik Özellikleri

Bu çalışmada, tipik bir yürüyen merdiven ve teknik özellikleri, truss tasarımı ve analizi için ana parametreler olarak ele alınmıştır (Tablo 1). Parametreler şu şekilde tanımlanır:

• Yükseklik: kafes kirişin üretildiği üst ve alt kat arasındaki dikey mesafe
• Açı (eğim): adım ve yatay çizgi arasındaki maksimum açı. Makas bu eğimli alana uygun olarak imal edilmektedir.
• Basamak genişliği: Yolcu yükünün üzerine uygulandığı ve kafes kirişe aktarıldığı hareketli basamakların genişliği
• Kafes genişliği: adım genişliğine bağlı olarak üretilen kafes kirişin genişliği
• Kafes uzunluğu: Açı ve yüksekliğe bağlı olarak üretilen kafes kirişin uzunluğu.

EN 115'e göre kafes kiriş, sapma formülüne uygun olmalıdır. Kafes iki tür yük taşır. Birincisi, motor ve tırabzan gibi alt sistemlerin uyguladığı yüktür. İkincisi, yolcular tarafından uygulanan dağıtılmış yüktür. Alt sistemlerin yükleri Tablo 2'de listelendiği gibidir (hem yoğun hem de dağıtılmış yükler).

Dağıtılmış yük için EN 115 yönergelerine göre yolculardan kaynaklanan dağıtılmış yük:^[5]

Yükleme alanı şu şekilde hesaplanır:

burada Ws adım genişliği ve L kiriş uzunluğudur. Tablo 2'ye göre her kuvvet belirli bir sıra numarası ile diyagramlarda gösterilecektir (Şekil 1 ve 2).

Sonlu Eleman Modeli

Kafes modellemesinden sonra ABAQUS/6.10'da kiriş ve kabuk elemanları atanmıştır. Kiriş elemanları köşebent çeliği olarak kabul edilir ve kabuk elemanları alt plakalar olarak kabul edilir. Alt plaka kalınlığı 3 mm olarak kabul edilmiştir. Düğümler ve elemanlar Şekil 3'te gösterilmiştir.

Kısıtlamalar

Her yürüyen merdiven makası, yükleri taşımak için tanımlanmış en az iki desteğe sahip olmalıdır. Bu tipik çalışmada, ortadaki bir diğer destek, ara destek olarak tasarlanmıştır. Kafesin destek alanında z yönünde yer değiştirmesi yoktur.

Yer Değiştirme ve Gerilim Analizi

Deplasman konturuna göre ağ oluşturma ve analizden sonra maksimum sapma 8.47 mm'dir.

Gerginlik analizi ve sonuçları, alt yüzey plakaları ve köşebent çeliği alanlarına bölünmüştür. Gerilim konturu maksimum gerilimi, 102.08 MPa olan açı çeliğinde meydana geldi.

Sonuç

Yapı Deplasmanı

EN 115'e göre yapı yer değiştirmesi şu şekilde olmalıdır:

burada ω maksimum sapma ve L kiriş uzunluğudur. Böylece:

ω = 8.47

8.47 <18.89

Bu uyumluluğu karşılar.

Yapı için kullanılan metal ST37 olduğundan, gerilim analizindeki güvenlik faktörü şu şekilde hesaplanır:

Bu uyumluluğu karşılar.

Sonuç

Bir ara destek ile standart teknik gereksinim karşılanır. Kafesteki kritik noktalar tanımlanır ve daha iyi takviye edilir. Bu yöntem, ekstra desteğe gerek olup olmadığına dair diğer her soruya uygulanabilir. Gelecekteki çalışmalarda, bu yöntem kullanıcı dostu bir yazılıma dönüştürülebilir ve özel projelerde kafes kirişi kısaltmak, kirişi uzatmak ve ara destek olmaksızın devasa bir güçlendirilmiş kafes kirişi tasarlamak için uygulanabilir.

Referanslar
[1] George R. Strakosch ve Robert S. Caporale. Dikey Ulaşım El Kitabı, Dördüncü Baskı. John Wiley ve Oğulları (2010).
[2] Osman Altuğ Akyol. Yürüyen Merdiven Çerçevesinin Sonlu Elemanlar Metodu Kullanılarak Mukavemet Analizi ve Tahrik Sisteminin Hesaplanması. Fen Bilimleri Enstitüsü (Eylül 2004).
[3] K. Bhaskar ve B. Subbarayudu. “Design and Analysis of Escalator Frame,” International Journal of Advanced Scientific Technologies in Engineering and Management Sciences, Cilt 2, Sayı 9 (Eylül 2016).
[4] Canny Group Co., Ltd. “Teknik Rapor” (2007).
[5] Avrupa Standardizasyon Komitesi. EN 115-1:2008: “Yürüyen Merdivenlerin ve Yürüyen Yürüyüş Yollarının Güvenliği — Bölüm 1: İnşaat ve Kurulum” (2008).