Süspansiyon, Uygun Maliyetli Tasarım ve Alan Verimliliğini Nasıl Etkiler?

Bu bileşen, eksiksiz bir asansör paketinin inovasyonunun ana itici güçlerinden biridir.

Modern asansörlerin ortaya çıkmasından önce, kaldırma halatları doğal liflerden yapılıyordu ve özellikle madencilik alanlarına malzeme kaldırmak için kullanılıyordu. Bu tür ortamlar, liflere karşı çok sert ve agresifti, hızlı bir şekilde çürümelerine ve haber verilmeksizin ani kırılmalara yol açmasına neden oluyordu. Bu nedenle, süspansiyon araçları için kilit faktörlerden biri her zaman güvenilirlik olmuştur. İlk metalik tel halat, 1834 civarında bir Alman maden mühendisi olan Wilhelm Albert tarafından icat edildi. Bunlar, Almanya Clausthal'daki Harz Dağları'nda madencilik yapmak için kullanıldı. O zamanlar Albert, halatları periyodik olarak kontrol etmek için daha güvenilir bir araç ve o dönemin güvenilmez olduğu kanıtlanmış geleneksel fiber halatlar ve demir madeni kaldırma zincirlerinden daha uzun süre dayanacak bir tür arıyordu.

İlk bükülmüş çelik metalik halat, her biri dört telli, çekirdeksiz üç şeritten yapılmıştır. Bu özel yapı ile tüm teller dışarıdan görülebiliyordu (Şekil 1). Bu, kullanıcıların kaldırma halatlarına ilişkin algısını değiştirecektir.

O zamandan beri tel halatlar, dayanıklılıkları ve fiber halatlar ve demir zincirlere göre üstünlükleri nedeniyle hızlı bir şekilde kabul gördü. Muayeneler rutin olarak yapılırsa aşınma belirtileri olacağından, aniden kırılmadılar. Bu, kaldırma halatının tamamen arızalanmadan önce değiştirilmesini planlamayı mümkün kıldı.

180 yıldan fazla bir süre sonra durum hala değişmedi: çelik halatlar şeklindeki çelik bazlı askı araçları, dünya çapında asansörler için hala ana askı unsurudur ve askı araçlarının değiştirilmesini “tahmin etme” kavramı bugün de geçerlidir.

Asansör tasarımında bir diğer unsur, aynı kuyu ölçülerinde daha büyük bir kabin sağlayacak daha küçük makinelere sahip olma isteği ile asansör boşluğu içindeki boşluğun verimli kullanılmasıdır. Çekiş kasnakları küçüldükçe, motor daha ucuz ve daha hafif hale gelir. Motor maliyeti ve dolayısıyla ağırlık, üretilen torkla doğru orantılıdır. Bu ikinci gereklilik, makinelerin boyutunu küçültmeyi mümkün kılan "alternatif" tipte süspansiyon malzemeleri mevcut olana kadar mücadele etmek zor olmuştur.

Bükülme oranının düşürülmesi ve süspansiyon araçlarının bir poliüretan (PU) kaplaması ile kaplanması başka bir sorunu da beraberinde getirdi: hem nesnel hem de tanınabilir olan güvenilir ıskarta kriterlerinin tanımı.

Bu makalenin amacı, derin bir analize girmeden, uygulamayı anlamak için temel kavramlara ve son kullanıcılar için toplam sahip olma maliyeti üzerindeki etkisine işaret ederek yukarıdaki konulara genel bir bakış sunmaktır.

Süspansiyon Araçları Çeşitleri

Farklı asansör konfigürasyonları üzerinde herhangi bir değerlendirmeye başlamadan önce, piyasada hangi askı araçlarının mevcut olduğunu açıklamaya değer. Geleneksel tel halatların ötesinde, küçük çaplı halatlar, PU kaplı halatlar ve kaplamalı çelik kayışlar (CSB'ler) vardır (Şekil 2).

Her tür süspansiyon aracının, burada genel olarak değerlendirilen kendi artıları ve eksileri vardır. Bir süspansiyon ortamının diğerlerine göre seçiminde katı kurallar yoktur, ancak asansör tasarımcıları için bilinen tüm unsurlar olan asansörün uygulanmasına, çevresel koşullara ve trafik analizine dayalı olarak hususlar dikkate alınmalıdır. Ardından, motor boyutuna ve asansör boşluğu alanı verimliliğine dikkat edilmelidir. Motor maliyetinden tasarruf ederken yer darlığıyla başa çıkmak için birkaç seçenek vardır (Şekil 3):

Motorun torkunu azaltmanın en basit yolu 1:1 süspansiyondan 2:1 süspansiyona geçmektir. Bu, motor boyutundan tasarruf sağlayacaktır, ancak aynı zamanda komple asansör için mekanik karmaşıklıkta bazı dezavantajlar yaratacaktır (Şekil 3'teki düzenleme I). İkinci olasılık, D:d < 40 (küçük çaplı tel halatlar veya PU kaplı halatlar) azaltılmış bir bükülme oranına izin veren süspansiyon ortamını düşünmektir. Bu durumda, motor boyutu makul bir şekilde azaltılabilir ve alan verimliliği oldukça tutarlıdır. Ancak, küçük çaplı halatlar şu anda EN 81-20'ye dahil değildir ve küçük çaplı halat üreticilerinin bir risk değerlendirmesi yapmasını ve tanınmış bir sertifika kuruluşundan bir beyan sertifikası istemesini gerektirir. Artı tarafta, küçük çaplı halatların EN 81-20'nin gelecekteki bir güncellemesine dahil edilmesi düşünülüyor (Şekil 3'teki düzenleme II). Üçüncü bir seçenek, CSB'leri değerlendirmek olacaktır. Bu senaryoda, hem motor maliyetinde hem de alan verimliliğindeki artışta muazzam tasarruf sağlayan en küçük çekiş kasnağı kullanılabilir. Bu durumda dezavantaj, bu çözümün patentli olmasıdır (Şekil 3'teki düzenleme III).

Alternatif süspansiyon araçlarından birini tercih ederken, aynı şaft boyutları içinde kabin boyutunun ne kadar değişebileceğini de değerlendirmeye değer (Şekil 3'teki II ve III düzenlemeleri). Şekil 4'te, tüm mekanik parçaların kabinin arka tarafına tahsis edildiği göz önüne alındığında, orijinal L boyutunun %30-40'lık bir azalma ile kabin alanındaki kazanç kolayca görülebilir.

Yukarıda belirtilen varsayım, bazı durumlarda, daha önce yalnızca altı kişilik bir asansörün kurulmasının mümkün olduğu yerlerde, sekiz kişilik bir asansörün kurulması olasılığını getirebilir. Ayrıca, konut binalarında bir blok asansör bulunduğunda, bu, daha az sayıda asansör kurulmasını mümkün kılabilir, ancak aynı trafik işleme kapasitesini sağlayabilir. Zemin kattaki kat kapısı önünde bekleme süresini çok fazla artırmayacak şekilde trafik düzeni yine de değerlendirilmelidir. Alternatif olarak, aynı sayıda asansör ve artan kabin kapasitesi ile trafik işleme kapasitesi makul bir şekilde artırılabilir.

Burada bahsedilen tüm hususlar, alçak ve orta katlı binalar için geçerlidir. Yüksek katlı projeler veya ağır hizmet uygulamaları söz konusu olduğunda, diğer unsurlar dikkate alınmalıdır ve bu makalenin kapsamı dışındadır. Belirli bir düşük veya orta katlı projenin ihtiyacına bağlı olarak, bir değerlendirme veya diğeri, alternatif askı araçları olmadan elde edilemeyecek tasarrufları sağlayabilir.

Atma Kriterlerinin Tanımı

Asansörler için askı araçlarının geliştirilmesi ve iyileştirilmesi her zaman orijinal görsel denetim konseptiyle ilişkilendirilmiştir. Küçük çaplı halatlar ve kayışlar için ilk uygulamalar piyasaya çıktığında, temel endişe, ıskarta kriterlerinin nasıl kolay ve güvenilir bir şekilde tespit edileceğiydi.

Konvansiyonel tel halatlarla ilgili olarak, ıskarta kriterleri görsel incelemelere dayanacaktır: çap küçülmesinin kontrol edilmesi, tel kopmalarının sayısının sayılması, deformasyonlu noktaların belirlenmesi, kıvrılma görünümünün fark edilmesi, vb. Bu referans kuralı Ek E'de ele alınmaktadır. hizmette olan asansör halatları için ıskarta kriterlerini listelediği ISO 4344 standardı. Şekil 5, ipin atılması gereken kırık tellerin sayısını bildirdiği bu kuraldan bir alıntıdır.

Kopmuş tellerin sayısı bir ıskarta kriteridir, ancak tek kriter değildir. Kırık tellerin olmadığı, ancak halatın atılması gereken durumlar olabilir: örneğin, çapta nominal değerden %6'dan daha büyük bir azalma nedeniyle. Ek olarak, iç hasarın açık bir işareti olan (aşınma yorgunluğu veya korozyon) dış tellerden kırmızı toz çıkıntı yaptığında halatlar atılmalıdır.

ISO 4344'ten tablonun son satırına dikkat çekmek ilginçtir; bu satırda, bir tel ile diğeri arasındaki vadide tek bir kopuk telin anında atılma kriteri olduğunu bildirmektedir. Bu kriter tel halat müfettişlerinin bilmesi için çok önemlidir, çünkü bu tür kanıtlar halatın öz kıvamını kaybettiğinin ve dış tellerin birbirine ciddi şekilde sıkıldığının açık bir işaretidir. Bu olduğunda, ipin kapsamlı ve derin bir analizi yapılmalıdır.

Küçük Çaplı Halatlar ve CSM'ler

İlk görev, delilleri yok saymak için askıya alma araçlarının en stresli bölümünü belirlemektir. Genel olarak, bu kısım, kabin en sık ziyaret edilen katta (tipik olarak zemin kat) olduğunda, çekiş kasnağının yakınındadır.

Bir çekme kasnağı ve saptırıcı kasnağa sahip doğrudan asma (1:1) halinde bir sarma düzenini düşünün (Şekil 6). Bu durumda kabin zemin katta durdurulduğunda süspansiyon tertibatının bir kısmı vardır, L, kabin yukarı doğru hareket etmeye başlar başlamaz çekiş kasnağı ve yön değiştirici kasnağın içinden geçecektir. Bir konut binasında, yolculukların neredeyse %80'inin zemin kattan başladığı göz önüne alındığında, askıya alma araçlarının bu kısmının, ıskarta kriterlerinin ortaya çıkmaya başlayacağı en stresli alan olacağına dair güçlü kanıtlar vardır. Bu nedenle muayene bu noktadan başlayacak ve daha sonra diğer kısımlara ve askı tertibatının soketlere girdiği noktalara kadar genişletilecektir.

Askı elemanının doğasına rağmen, kaplanmış olup olmadığına bakılmaksızın, bu ilke geçerliliğini korur ve genel anlamda kullanılır. Açıktır ki, belirli asansörün yiv düzenine bağlı olarak, söz konusu kısım, elemanın daha sık büküleceği kasnak sayısına bağlı olarak daha kısa veya daha uzun olacaktır.

Görsel inceleme, ilk olarak, deformasyon veya yüzey aşınmalarının ilk olarak görülebileceği ve gösterilebileceği belirli bir kısımda gerçekleştirilecektir. İlk görsel incelemenin ardından, herhangi bir kırık telin görülüp görülmediğini ve herhangi bir telin kaplamayı delip geçmediğini görmek için belirlenen noktaların daha derin bir analizini yapmanın zamanı gelecektir.

Süspansiyon malzemesi üreticisi tarafından sağlanan bakım ve bakım talimatları, yalnızca ISO 4344 Ek E'de belirtilenlerden önce takip edilmelidir. Şüphe durumunda, üreticinin veya yetkili bir kişinin tavsiyesi aranmalıdır.

Askıya Alma, Kalan Ömür Tahmini Demektir

Alternatif askıya alma araçları için bazı yeni yaklaşımlar geliştirilmiştir: sonlu bir ömür tanımı, tahribatsız teknolojiye sahip bir izleme sistemi veya ikisinin bir kombinasyonu. Sonlu ömür tanımının yaklaşımını tanımlamak için, basit ve ters bükme için bir kurulumun ele alındığı bir laboratuvar deneyi oluşturmak önemlidir. Şekil 7, örnek bir kurulumu göstermektedir.

Süspansiyon ortamı, çap ve oluk şekli ayrıntıları da dahil olmak üzere, beklenen çekiş kasnağı ve saptırma kasnağı ile birlikte test edilmelidir. Beklenen hizmet ömrü, bir kombinasyon formülü kullanılarak yiv düzenlemesinin her bir elemanı tarafından elde edilen ömürden hesaplanır. Bu hesaplamaya göre, çalışan sistem için ne kadar kalan kullanım ömrünün kaldığını izlemek için asansöre bir açma sayacı kurulacaktır. Sayaç montajı, sistemin doğru çalışma durumunda olduğundan emin olmak için periyodik görsel kontrollerin doğrudan yerini almamalıdır. Çevresel faktörler veya beklenmeyen diğer nedenler, askı aracının hasar görmesine ve atılma noktasına ulaşmasına neden olabilir.

Kalan ömrü izlemek için kullanılan ikinci yöntem, manyeto-endüktif, akım akışı, web kameralı görsel veya başka araçlar gibi tahribatsız bir metodoloji kullanmaktır. Örnek olarak manyeto-endüktif testi inceleyelim.

Bu analiz türünün seçilmesi diğerlerinden daha uygun olduğu için değil, madencilik ve teleferik gibi benzer alanlarda yaygın olarak kullanılmasından kaynaklanmaktadır. Kurulum, analiz edilen ip parçasını doygunluğa getiren kalıcı bir mıknatıstan oluşur. Bu, ipin eksenel olarak yönlendirilmiş manyetik akı hatlarına daldırıldığı anlamına gelir. Bir kesitte kesinti meydana geldiğinde, manyetik akı çizgileri radyal olarak dağılır ve algılama bobinleri tarafından algılanır (Şekil 8).

Manyeto-endüktif metodoloji, halat daha fazla aşınmaya maruz kalır kalmaz sinyalin gelişeceği anlamında evrimsel bir muayene türüdür. Sürtünme yorgunluğu ve iç aşınma devam ettikçe zirveler giderek daha fazla vurgulanır. Sinyalleri değerlendirerek, tel halatın durumu hakkında bazı sonuçlar çıkarılabilir ve bir uzman durumu değerlendirebilir. Daha da önemlisi, en çok gerilmiş olan halat kısmı bu durumda oldukça kolay bir şekilde kanıta konur ve bu bölümün görsel kontrolü yapılmalıdır.

Kurulum sırasında bir analiz yapmak ve ardından diyagramın evrim yolunu görmek için analizi her yıl tekrarlamak önemlidir. Bazı durumlarda, durumu gerçek zamanlı olarak izlemek ve derinlemesine bir incelemeye ihtiyaç duyulduğunda bakım şirketine bildirim göndermek için bu cihaz asansöre kalıcı olarak monte edilebilir. Bu da bizi bu noktada süspansiyon araçlarına entegre edilebilecek kestirimci bakım konusuna getiriyor.

Öngörücü Bakım Görevlerini Gerçekleştirmek için Askıya Alma Araçlarını Kullanma

Şimdi, sahada kestirimci bakımı ele almak için bilgi almak için süspansiyon araçlarının etrafına kurulu sensörlerden nasıl yararlanılacağını göreceğiz. Bu da yakında sektörde gerçekleşecek. Temel bir sensör seti sonunda aşağıdaki gibi oluşturulabilir:

• Üç eksenli bir ivmeölçer: Kabine monte edilen bu, asansörün hareketiyle bağlantılı tüm titreşimi algılayacaktır.
• Bir yük tartma cihazı: Bu sensör kabindeki yükü algılar ve ayrıca seyahat sırasında sıçrama veya kılavuz sürtünmeden kaynaklanan dikey değişimi değerlendirebilir.
• Tahribatsız bir test cihazı: çekiş kasnağının yakınına monte edilen böyle bir cihaz, gerçek zamanlı olarak süspansiyon aracının aşınmasının gelişimini izleyebilir. Bu, herhangi bir teknolojiye dayalı olabilir (örneğin, manyeto-endüktif, akım darbesi, web kameraları, vb.).
• Ağ geçidi: Toplanan bilgileri, sürüş kalitesi ve olası anormallikler hakkında sonuçlar çıkarmak için belirli bir algoritmanın durumu analiz edeceği uzak bir buluta iletmek

Analiz edilen durum, üç eksenli hızlandırıcı sensörünün kabine monte edildiği ve asıl neden asansör sisteminin başka bir bölümünden geliyor olsa bile, süspansiyon araçlarından gelen bir miktar titreşimi tespit ettiği durumdur. Kaydedilen sinyaldeki frekans analizine ve zaman ölçümüne dayalı olarak, the source problemin tespiti yapılabilir. Bu nedenle bakım şirketi, nereye bakılacağını bilerek sahaya bir ziyaret planlayabilir ve değişim için doğru yedek parçaları getirebilir.

Tespit edilen titreşimden temel nedeni anlayacak bir algoritma geliştirmek zorlu bir süreçtir, ancak uygun deneyler yapıldıysa imkansız değildir.

Süspansiyon Araçlarının Giyilmesi

Süspansiyon araçları aşamalı aşınmaya tabidir. Kanıt olarak sunulan frekans analizi, dikey titreşimin belirli bir zaman periyodunda hafifçe arttığını gösteriyorsa ve ardından artan trafik seviyesine karşılık olarak aniden bir tepe noktası yaşıyorsa, gerçekleştirilen ilk görev süspansiyon ortamının görsel kontrolü olmalıdır. Görünür atma kriterleri büyük olasılıkla mevcut olmayacaktır. Zaman içinde dikey sıçramayı ölçerek, sürüş rahatsızlığına katkıda bulunmadan önce ipin aşınma yorgunluğu altında olduğunu anlayabiliriz.

Dönen Kütlenin Neden Olduğu Titreşim

Tamamen farklı bir senaryo, eğer titreşim frekansı, bir şekilde seyahat hızı ile ilişkili olan periyodik genlik ile ilgiliyse. Bu durumda, olayın makaralı yataklardan mı yoksa döner kütlenin başka bir benzersizliğinden mi kaynaklandığını anlamak için araştırılması gereken ana unsurlar kasnaklardır.

Süspansiyon Ortamında Eşit Gerilme

Bir başka olası titreşim kaynağı, eşit gerilmeyi kaybeden halat setinden olabilir. Bu durumda, frekansın bir nedensellik parametresi vardır, ancak kabinin şafttaki belirli bir konumuna karşılık gelir.

İnverter Parametrelerinin Etkileri

Sürüş konforunu etkileyen diğer titreşimler, motoru çalıştırırken inverterin parametrelerine bağlanabilir. Bu durumda, hızlanma ve/veya yavaşlama sırasında kabindeki titreşimlerin arttığı açıktır. Burada bir miktar değişiklik getirebilecek bir diğer unsur, bu koşullar altında kabinde bulunan yükleme seviyesidir.

Askıya Alınmış Medya Etkileri Üzerine Sonuçlar

Yukarıda açıklandığı gibi, süspansiyon ortamının titrediğini gördüğümüzde, dikkatimizi süspansiyon ortamının kendisine odaklamamız gerekmeyeceğini anlayabiliriz. Titreşim frekansının spesifik spektrumunu analiz ederek, fenomenin daha fazla karakterizasyonunu elde edebilir ve asansör sisteminin diğer unsurlarından temel nedeni arayabiliriz.

Sonuç

Bu makale, askı araçlarının eksiksiz bir asansör sisteminin genel tasarımına nasıl katkıda bulunabileceğini ve güvenli çalışma ve tahmine dayalı değerlendirmelerle nasıl işbirliği yapabileceklerini açıkça ortaya koymalıydı. Ayrıca, belirli koşullarda, doğru uygulama için doğru süspansiyon ortamının seçimi, toplam sahip olma maliyetini ve binanın trafik yönetimini etkileyebilir.

Akıllı bir tasarımcı, alternatif süspansiyon araçlarının konfigürasyonlarına getirebileceği seçenekleri göz önünde bulundurarak kendi değerlendirmesini başlatacaktır.

Bu analiz, mühendislik vakalarının çok fazla detayına girmeden sadece birkaç yön ile sınırlandırılmıştır. Analiz edilecek daha çok şey var ve süspansiyon araçları, eksiksiz bir asansör paketinin yeniliğinin ana itici güçlerinden biridir.

Nicola İmbimbo Prysmian Group'un Asansör ve Yürüyen Merdiven İş Birimi'nin Küresel Uygulamalar yöneticisidir. Dikey ulaşım (VT) endüstrisindeki kariyerine, o zamanlar bir FIAM asansör satıcısı olan aile şirketi Imbimbo Ascensori'de çırak olarak başladı. 2001 yılında Polytechnic of Torino'dan makine mühendisliği derecesini tel halatların tahribatsız olarak izlenmesine adanmış deneysel bir tezle kazandı. Mezun olduktan sonra Imbimbo, uluslararası bir özel asansör üreticisinde tasarım mühendisi olarak görev yaptı. 2011 yılında Prysmian Group'a katılmadan önce Imbimbo, insanları kaldırmak ve taşımak için tel halat üretimi yapan birkaç önde gelen uluslararası şirkette teknik uygulama mühendisi olarak çalıştı. 

Imbimbo, asansör sektörünün teknik standardizasyonu için uluslararası çalışma gruplarının aktif bir üyesidir ve çok sayıda makale yayınlamış ve VT'ye adanmış forumlarda konuşmalar yapmıştır. Asansör tasarımına ve teknik eğitime adanmış birkaç kitabın ortak yazarıdır ve yükleri ve insanları kaldırmak ve taşımak için tasarlanmış halat tabanlı sistemler konusunda Avrupa çapında operatörler, teknisyenler ve müfettişler yetiştirmiştir.

Boş zamanlarında asansör sektörü için bağımsız danışman olarak eğitim kursları vermekte ve asansör ve yürüyen merdiven sektörleri ile ilgili içerikler yayınladığı sosyal ağ platformlarında aktif olarak yer almaktadır. Imbimbo aynı zamanda “Nic The Elevator Guy®” karakterinin de yaratıcısıdır.