Yürüyen Merdiven Basamakları için Daha Uzun Ömür

LU, Birleşik Krallık'ta yürüyen merdiven basamaklarının ömrünü uzatma sanatına öncülük ediyor

London Underground (LU), LU Yürüyen Merdiven Kategori 1 standardında belirtilen kriterlere göre her yıl önemli sayıda çelik yürüyen merdiven basamağını hurdaya çıkarıyor. Yazarınız, güvenliği sağlarken kaynak kusurları için katı kriterleri gevşetme (böylece hurda maliyetlerini düşürme) olasılığını inceledi.

LU standardı, her yürüyen merdivenden en az 10 adımlık bir numunenin, şüpheli belirtiler için her yıl resmi olarak denetlenmesini zorunlu kılar. Kaynak yapılmamış bir metalde (ana) herhangi bir kusur bulunursa veya kaynağın ana metalle buluştuğu alanda 5 mm'den uzun bir çatlak bulunursa, bir adım testi başarısız olur. Her iki durumda da adım, yaklaşık 750 GBP (969 ABD Doları) maliyetle yenisiyle değiştirilecektir. Adımlarından birinin bile şüpheli bir belirti içerdiği tespit edilen bir yürüyen merdiven üzerinde ek incelemeler yapılır.

Aşama kaynaklarındaki kusurlar, üretim hataları veya döngüsel yüklemeden kaynaklanan yorulma hasarı nedeniyle gelişebilir; bunlardan ikincisi, ana metalden ziyade kaynaklarda daha sık görülür. Yazarınız, daha az talepkar bir kriterle yapısal bütünlüklerini sağlamak için yöntemler araştırdı: kabul edilebilir kaynak hatası uzunluğunu 5'ten 10 mm'ye değiştirmek. Yürüyen merdiven basamaklarının ömrünü güvenlikten ödün vermeden uzatma sanatını keşfetmeye ve ortaya çıkarmaya çalışıyoruz. Bu konuyu doğrulamak ve bu konuda gelecekteki gelişmeler için yeni temeller atmak için teorik ve deneysel programlar planlanmış ve uygulamaya konmuştur.

Yürüyen merdivenler önemli sayıda döngüsel strese maruz kalır. Bu döngülerin basamak yapısındaki kümülatif etkisi, özellikle kaynaklar gibi hassas yerlerde çatlak başlatma potansiyeline sahiptir. Bu nedenle, güvenli olmayan bir durumun gelişme riskinin olmaması için adımların davranışının tam olarak anlaşılması çok önemlidir.

Simülasyon ve Test

Basamak boyunduruğu kolunun üstü ile tava (Şekil 1) arasındaki kaynakta farklı çatlak uzunluklarının simülasyonu analiz edildi. Gerilme seviyesindeki ilk artıştan sonra, çatlak 20 mm uzunluğunda olduğunda çatlak ucunda bir artış olmadığı bulundu. Bu bulgu, özellikle deneysel testlerle destekleniyorsa, çatlaklı adımların yönetilme ve güvenlik açısından sağlanma şekli üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

Laboratuar testinden önce, çatlak benzeri bir belirtinin geleneksel olarak sergilendiği bilinen belirli bir adım alanında farklı çatlak uzunluklarının etkisini değerlendirmek için bir sonlu eleman analizi (FEA) bilgisayar simülasyon araştırması yapıldı. Benzer ilkeler, demiryolu taşımacılığı (demiryolu) ve havacılık gibi birçok endüstride uygulanmaktadır.

Bir test düzeneği kullanarak boyunduruk kolu ile tava arasındaki bağlantıda çatlak olan bir basamakta test gerçekleştirdik (Şekil 2). Çatlak uzunluğu, en önemli adım stres kaynağı olarak kabul edilen burulma yüklemesi (adımın yatay bükülmesi) altında 10 milyon döngü boyunca izlendi ve ölçüldü. Basamakların üzerinde çalıştığı yürüyen merdivenin takip sistemindeki düzensizliklerden kaynaklanmaktadır. Bir kusur ±10 mm bükümde 3 milyon döngüye kadar stabil ise, o zaman Avrupa ve İngiliz standartlarına göre daha fazla çatlak yayılmasının meydana gelemeyeceği kabul edilen sınıra ulaşılmıştır.

Gerinim okumaları, döngü sayısına karşı çizildi (Şekil 3). İzleme göstergeleri, basamakta farklı yerlere monte edildi. Göstergeler, değişiklikler gösteren gerinim ölçer 6 ve 7 dışında, döngü sayısı üzerinde önemli bir değişiklik göstermedi. Gerinim ölçer 6, çatlağın bulunduğu stres seviyesini gösterdi (yük aktarımı nedeniyle önce arttı sonra azaldı). Bununla birlikte, gerinim ölçer 7, test sırasında durdurucu (adımın çatlağı olan tarafının tersi) dönerken gerilimin orta derecede artmaya başladığını gösterdi.

Çatlak uzunluklarının sık ölçümleri, 20 milyon-24 milyon döngüde yalnızca 0.7 mm'den 4.7 mm'ye bir artış gösterdi (Şekil 3, işaretleme çizgileri). FEA ve testler, bu kusurlu bu tür yürüyen merdiven basamaklarının müşteri hizmetlerinde çalıştırılmasının güvenli olduğuna dair güvence sağlanmasına katkıda bulunmuştur. Bu, hizmette olan her yürüyen merdivenden bir adım örneğinin düzenli, tahribatsız muayenesiyle desteklenmiştir. Testler, 10 mm'lik bir kusurun kabul edilebilir olduğu sonucuna varmıştır.

Teşekkür

Yazarınız, L&E Engineering'den Dr. Tony Miller'a ve burada açıklanan testin kurulmasına yardımcı olan yüksek lisans mühendisi Benjamin Wilson'a yardımları için teşekkür eder.