Küçük Halatlar – Asansör Uygulamasında Kullanım Yönleri

Bu araştırma, küçük çaplı askı halatlarının etkilerini ve kullanımını incelemektedir.

Bu bildiri şu adreste sunuldu: Lucerne 2010, Uluslararası Dikey Taşıma Teknolojileri Kongresi ve ilk olarak A. Lustig tarafından düzenlenen IAEE kitabı Elevator Technology 18'de yayınlandı. Uluslararası Asansör Mühendisleri Birliği'nin izniyle yeniden basılmıştır. (İnternet sitesi: www.elevcon.com). Bu makale tam bir yeniden basımdır ve ELEVATOR WORLD tarafından düzenlenmemiştir.

Özet

Çok sayıda asansör kurulumunda çapı 8 mm'den küçük askı halatlarının kullanımı artacaktır. Asansör ürün serileri birkaç yıldır geliştirilmektedir. Bu uygulamalar için özel tasarım halatlar, standartta yer alan geleneksel asansör bileşenleri ile karşılaştırıldığında, tasarım onayı ve gerçek asansörün kabulü için daha fazla çaba gerektirir. Onaylanmış Kuruluşlar tarafından verilen test sertifikaları, üreticileri desteklemek için kullanılmaktadır ve özel tasarım halatların asansör askı halatı olarak kullanıma uygunluğunu belgelendirmektedir. Bir özet, EN81-1'de yatırılan minimum seyahat sayısı dışında tüm uygulamaları kapsayan sertifikaların mevcudiyetini gösterir. Bu halatlar için ayrı bir uzman değerlendirmesi gerçeği, standartta belirtilen halatlar için hem D/d = 40'ın altına inilmesine hem de 8 mm minimum çapın altına inilmesine izin vermektedir. Kesinlikle gerekli olan, planlama ve sözleşme aşamasından önce en iyi şekilde pratik uygulamada kullanıcıların beklentilerinin ve halatların kullanım ömrünün açıklığa kavuşturulmasıdır. Saptırma kasnaklarının malzemesi, ip atığının güvenilir bir şekilde tespiti durumunda çok sık tartışılmaktadır. Plastik kasnakların kullanım ömrü ve ıskartaya etkisi anlatılacaktır.

1. Giriş

Maliyetler üzerindeki baskı ve daha zorlu bir rekabet ortamı, yalnızca maliyet optimizasyon parametreleri tarafından şekillendirilen çeşitli teknik çözümlere yol açmıştır. Yine de tüm bu maliyet sınırlama tartışmalarının ortasında, güvenlik ve güvenilirlik gereksinimlerini asla göz ardı etmemeliyiz - özellikle güvenlikle ilgili ve kamu yararına olan bu tür çekiş kasnaklı asansörlerde.

Makine elemanı çelik tel halat, performans özelliklerini ve sistem maliyetlerini etkileyen herhangi bir asansör sisteminin temel elemanıdır. Çekiş kasnağının çelik tel halat D/d ile aynı çap oranına sahip daha ince halatlar, daha küçük kasnaklara ve daha düşük (maliyet belirleyici) çıkış torklarına sahip daha küçük tahrik ünitelerine yol açar. Bununla birlikte, daha küçük kasnak çapları, daha küçük kurulum alanına ve dolayısıyla daha az kafa boşluğuna da izin verir. Daha büyük kabin zemin alanları mümkündür. Ancak çelik tel halat çalışırken güvenlikle ilgili gereksinimler ne olacak: hizmet ömrü ve tel halatın atıldığı nokta? Çelik tel halatlar, makaraların üzerinden geçerken, birincil ve ikincil çekme gerilmeleri, eğilme gerilmeleri, basınç ve burulma gerilmeleri gibi bir dizi gerilmeye ve ayrıca halat ile kasnak arasındaki ve içindeki göreli hareketlerden kaynaklanan aşınma ve yıpranmaya maruz kalır. teller kendileri. Çelik tel halatların hizmet ömrü, tel gerilimleri hakkında yeterli bilgi olsa bile, tam da bu tür yıpranma nedeniyle doğrudan hesaplanamaz; bunun yerine hizmet ömrünün yorulma bükme testleri ile tespit edilmesi gerekir. Bu amaçla kullanılan eğilme yorulma test cihazları, test prosedürleri ve istatistiksel değerlendirme Feyrer2002'de ayrıntılı olarak belirtilmiştir. Burada, bükülme uzunluğuna, nominal tel mukavemetine ve halat çapına ek olarak, kasnağın halata olan çap oranının ve ayrıca halat çekme kuvvetinin halat hizmet ömrü üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu belirtilebilir. Dolayısıyla bu parametreler, yorulma bükme testlerinin sonuçlarının, yani atılma noktasına kadar tespit edilen bükülme döngülerinin sayısının tanımlanabileceği “Feyrer'in halat hizmet ömrü denkleminde” kilit bir rol oynar. Feyrer2002'de test edilen ve değerlendirilen standartlaştırılmış ve/veya sık kullanılan halat yapılarıdır. Ayrıca Feyrer2002, test sonuçlarının sapmasının dikkate alınabileceği bir yöntemin sunumunu içerir.

Ancak, örneğin Pfeifer DRAKO STX 4 gibi özel halat yapımında mevcut test sonuçları çok kolay kabul edilmemelidir. Aksine, hizmet ömrü denklemi için ilgili temel prensipler yeniden oluşturulmalıdır - bu, çap oranı D/d ve oluk formu vb. gibi gerçekçi test parametreleriyle ayarlanmış yorulma bükme testleri vasıtasıyla yeniden oluşturulmalıdır.

İlk aşamada, d ≥8 mm çap eşiğine uyulmamıştır. Kasnak ve halat arasındaki çap oranları D/d=40 olarak korunmuştur. İlk aşamada, 4 mm ve 5 mm halatlar, Almanya'daki TÜV Süd tarafından G461 ürün tipi test sertifikası ile onaylanmıştır. Bu sertifika, g =40° ila g =50° V oluklu çekme kasnakları ve D/d=40 çap oranında yuvarlak oluklu kılavuz kasnakları kullanan asansör sistemleri için geçerlidir. Bununla birlikte, daha sonraki bir geliştirme aşamasında ve yukarıda belirtilen maliyet, alan gereksinimi ve kullanılabilir kabin taban alanı nedenleriyle, kasnak çap oranları D/d=30'a düşürülmüştür. Bu küçük D/d oranları nihayet G461/1 tip inceleme sertifikasına dahil edilmiştir. 250T Warrington 8x19 IWRC halatına gelince, EN81-1'de tanımlanan D/d eşiklerini (d=6mm ve d=6.5mm) – elbette kapsamlı ömür boyu testler yapıldıktan sonra – en azından D/d=25'e (G491 ve G491/1) düşürmek mümkün oldu. Daha önce listelenen küçük halatlar için tüm ürün tipi test sertifikaları

ayrıca EN81-1'e göre güvenlik faktörü Sf'nin, Ek N'nin en yüksek yüke maruz kalan halat bölgesindeki kasnak sayısının, oluk biçiminin, vb. bir fonksiyonu olarak hesaplanmasında ortak noktalar vardır. sonraki ve yeni talepler ve arzular uyanır. Ürün test tipi sertifikası G515'te, bu güvenlik faktörü eşikleri aşılır, ancak destek araçlarına ilişkin güvenlik talepleri ihmal edilmez. Sadece bir hatırlatma olarak, çelik tel halatların ömür boyu hesaplama adımları ile yorulma testleri, istatistiksel hesaplamalar ve kümülasyon işlemi ile ilgili bazı cümleler.

2. Ömür Boyu Testler

Test, kasnaktan halata D/d olan test parametrelerinin çap oranının, halatın ve oluğun çekme kuvvetinin değiştirildiği eğilme yorulma testleri ile başlar. Şekil 1, Mülheim ad Ruhr, Almanya'daki Pfeifer DRAKO Teknik Yeterlilik Merkezi'ndeki eğilme yorulma test donanımlarını göstermektedir. Bu eğilme yorulma testi teçhizatları, Feyrer2002'de açıklanan makinelerle pratik olarak aynıdır ve bu nedenle, burada ayrıntılı bir tanımdan vazgeçip okuyucuyu literatüre yönlendireceğiz.

Burada unutulmaması gereken tek şey, yorulma bükme testleri sırasında, l=6xnominal halat çapı d ve l=30xnominal halat çapı d referans uzunlukları için bükülme bölgelerindeki tel kopmalarının sayılmış ve halat çapının ölçüldüğüdür. . Uygulanacak STX 4 çelik tel halatlar için ıskarta kriterleri, l=30xd ve l=6xd referans uzunlukları için tel kopmaları ve %6 oranında bir çap azalmasıdır (bu, nominal halat çapına karşı %15020'luk oranı ile DIN 10'ye kıyasla daha yoğundur) .

Yorulma eğilme testleri için test parametreleri, test süresinin makul sınırlar içinde tutulabileceği ve sonraki asansör uygulamaları açısından bilgi içeriğinin suya batmayacağı şekilde ayarlanır.

V-oluklar veya alttan kesmeli yuvarlak kanallarla yapılan testler için Sf,min=10 güvenlik faktörünü seçtik. Bu en küçük güvenlik faktörleri, sonraki uygulamada fiilen oluşmaz - yani, yorulma bükme testlerinin sonuçlarının belirli bir dereceye kadar tahmin edilmesi gerekir. Aynı durum, nispeten düşük güvenlik faktörleriyle gerçekleştirilen yuvarlak yivlerle yapılan testler için de geçerlidir.

Sf <8. Feyrer2002 tarafından tespit edilen bükülme döngülerinin sayısıyla – benzer halat yapıları için, test edilen halat güvenlik faktörleriyle ve D/d oranlarıyla – bir karşılaştırma, DRAKO halatlarının şu noktaya kadar dört kat daha fazla bükme döngüsüne ulaştığını göstermektedir. dis-kart. Bununla birlikte, güvenli tarafta kalmak için, atılma noktasına kadar beklenen yolculuk sayısının daha ileri hesaplanması için daha küçük büyütme faktörleri kullanılır.

3. Olasılık Dağılımı ve Sapma

Diğer önemli ayrıntılar – bazen temel gereksinimlerin altında gizlenen – arasında, paralel olarak yerleştirilmiş halatlar içindeki halat geriliminin homojenliği ve belirli bir parti içindeki halat özelliklerinin daha uzun bir gözlem süresi boyunca sapması yer almaktadır. Dahası, halat üreticileri, plastik kılavuz makaraların kullanımının halat kullanım ömrü ve her şeyden önemlisi, kullanım ömrünün sonlanma noktasının belirlenmesi üzerindeki etkisi gibi soruları da yanıtlayabilmelidir. Bir örnek üzerinden sapmayı ele alalım. Yaklaşık 8,000 m uzunluğundaki bir STX 4 (Seale 6x17 WSC d=4mm) halat üretim partisinden, beş farklı yerden halat numuneleri aldık ve bunları yorulma bükme testlerine tabi tuttuk. Testlerin tümü, sabit test parametreleri kullanılarak aynı yorulma test düzeneğinde gerçekleştirildi. Kullanım ömrünün sonlanma noktasına kadar olan bükme döngüsü sayısı daha sonra bir olasılık grafiğine kaydedildi – Şekil 2. Kullanım ömrünün sonlanma noktasına kadar olan bükme döngüsü sayısının, logaritmik normal dağılım temelinde son derece iyi bir şekilde tanımlanabileceği söylenebilir. Regresyon doğrusunun dik seyriyle karakterize edilen sapma veya standart sapma, lgs=0.038 ile nispeten küçüktür ve Feyrer2002'de aynı partiye dayalı çeşitli testler için verilen sapmanın alt sınırında yer almaktadır. Ortalama değer burada literatüre dayalı sonuçlardan 2.5 kat daha yüksektir. Farklı üretim partileri için sapmanın aynı aralıkta olduğu da söylenebilir.

4. Kümülasyon Süreci

Tur sayısını hesaplamak için, çelik tel halatların yuvarlak yiv ve form yivlerinde ıskarta noktasına kadar olan bükülme çevrimlerinin sayısı alınmıştır, bu durumda halatın en yüksek gerilimli bölümünün form ile çekme kasnağı üzerinden geçtiği varsayılmıştır. oluk ve tek bükümlü yuvarlak oluklu iki kılavuz makara, Şekil 3.

Palmgren-Miner kuralına göre, beklenen sefer sayısı o zaman

5. Tip İnceleme Sertifikası G515

EN 81-1, Ek N'de ortaya konan tanımlar, hizmet ömrü sınırlı olan ve birçok durumda, örneğin orta ve yüksek katlı sektörde, bir halat tahrikinin düşük olduğu kabul edilir. Burada, bu hesaplama yönteminin amacının ağırlıklı olarak emniyet hedeflerini karşılamak olduğu akılda tutulmalıdır.

Ancak, asansör ve asansör dünyası oldukça çeşitlidir. Yukarıda tartışılan çok sık kullanılan kurulumların tam aksine, konut asansörleri alanında veya az sıklıkta olduğu bilinen kurulumlarla uğraşırken, EN 81-1, Ek N'de verilen tanımın fazla “savurgan” olduğu söylenmektedir. Bu tür bir kaldırma ile uğraşırken, bariz çözüm, halat tahrikini, çekişle ilgili maliyetlerden tasarruf etmek ve ayrıca kurulum alanının optimizasyonuna izin vermek için D/d oranı ve güvenlik faktörlerini azaltacak şekilde tasarlamaktır. Ancak, beklenebileceği gibi, daha küçük D/d oranları ve halat güvenlik faktörleri, daha kısa bir halat hizmet ömrüne neden olur.

DRAKO çelik tel halat tipi 250T d = 6 mm, d = 6.5 mm ve d = 8 mm için, atılacak açma sayısı pratik olarak tüm isteğe bağlı kasnak-halat çap oranları için hesaplanır, EN 81'den bağımsız güvenlik faktörleri -1 hesaplama ve farklı şekilli kasnak olukları. Bu, burada en yüksek stres seviyelerine maruz kalan halat bölümünün çekiş kasnağı ve iki saptırma kasnağı üzerinden geçtiği bir durum için geçerlidir. Çekiş ve saptırma kasnaklarında her iki aynı çapta DÇekiş kasnağı = DDesnek kasnak ve farklı çaplar DÇekiş kasnağı DDesnek kasnak analiz edilir.

Çekiş kasnakları için g = 35° ila g = 60° arası V-oluklar ve b = 75° ila b = 105° arası alttan kesme açılı U-oluklar kullanılır. EN 81-1, Ek N'ye uygun indirgeme faktörleri uygulanır. Listelenmemiş indirgeme faktörleri ekstrapolasyon ile belirlenir.

EN 81-1, bazı durumlarda yukarıdaki kasnak-halat çap oranlarıyla elde edilemeyen, ıskarta yaşı için minimum sefer sayısını temel alır. Şimdi amaç, farklı halat güvenlik faktörleri Sf, farklı şekilli oluklar ve farklı kasnak kombinasyonları için küçük D/d oranları ile ıskarta yaşına kadar beklenebilecek yolculuk sayısını göstermektir.

Burada ele aldığımız parametreler asansör inşaat sektöründe alışılmışın dışında olduğundan, örneğin eşit olmayan halat gerilimi, sürtünme, ivme vb. nedeniyle halat kuvvetinde meydana gelen artışlar göz önünde bulundurularak güvenlik tarafında hesaplama hataları yapılmaktadır. Feyrer'e göre DRAKO halatlarında toplam popülasyona kıyasla daha yüksek yorulma bükme performansı “dikkatle” dikkate alınır.

Çelik tel halat DRAKO 250T, EN 81-1'de belirtilen gereksinimlerin hem içinde hem de dışında asansörler için tasarlanmıştır.

Güvenlik faktörü Sf ve/veya çekiş kasnağı ile saptırma kasnağı çapı oranı D/d, EN 81-1 gerekliliklerinden sapabilir. Güvenlik faktörü Sf, EN 81-1, Ek N gerekliliklerine giriyorsa, söz konusu asansör standarda uygundur. Çalıştırma için ek önlem gerekmez. Güvenlik faktörü Sf, EN 81-1, Ek N gerekliliklerinin dışındaysa, söz konusu asansör “düşük sefer sayısı” olan bir asansördür. Çalışma için güvenilir bir açma sayacı gibi ek önlemler gereklidir.

En yüksek gerilime maruz kalan halat bölümü, çekme kasnağı ve iki saptırma kasnağı (katlar arasındaki iki mesafeye karşılık gelen güvenli tarafta belirlenen bükülme uzunluğu ile) üzerinden geçtiğinde, farklı çap oranları için beklenen açma sayısı tahmin edilebilir. D/d ve güvenlik faktörleri- Sf, mevcut grafiklere uygun olarak, “tek çeşit D/d” ve çekiş ve saptırma kasnağı için farklı D/d oranları dikkate alınmıştır. Ara değerler, sağlanan bir yöntem kullanılarak enterpolasyon yapılabilir. Son olarak, G515 tip test sertifikasının geçerlilik aralığı Tablo 1'de özetlenmiştir.

6. Plastik Yönlendirme Kasnakları

Ürün tipi test sertifikası G515, çelik yönlendirme makaraları veya döküm ve plastik makaralar için geçerlidir. Plastik saptırma makaralarının avantajları, düşük ağırlıkta ve montajda bulunur. Ayrıca, çelik tel halatların plastik kasnakların üzerinden geçtiği durumlarda kullanım ömrü, aynı çaptaki çelik kasnakların üzerinden geçtiğinden daha uzundur. Bununla birlikte, referans uzunluklarında dışarıdan görülebilen tel kopmaları nedeniyle plastik kasnaklar kullanıldığında, değiştirme aşınma durumunun tespiti daha zor hale getirilebilir. Sonuç olarak, şekil oluklarıyla çekiş kasnağı üzerinden geçmek, halatın dışarıdan görülebilen tel kopmalarına maruz kalmasına neden olduğundan, değiştirme durumunun güvenilir bir şekilde algılanması konusunda hiçbir şüphe yoktur. Buna rağmen ilginç bir yön, plastik saptırma makaralarının, sürtünme tahrikli kaldırmada yuvarlanan makaralar üzerindeki etkisidir. Bu amaçla, en yüksek yüke maruz kalan bölgenin her zaman saptırma makarası ve sürtünme makarası üzerinden geçtiği yorulma eğilme testleri yapılmıştır. Çelik yönlendirme makaraları ve plastik makaralar ile her biri çelik sürtünme makarası ile birleştirilmiş karşılaştırmalı testler yapılmıştır. Yönlendirme makarası ayrıca, makaranın halat çapına oranı D ile test edildi._U/d_nom=40 ve D_U/d_nom=25. Yorulma bükme testlerinin bir sonucu olarak, çelik saptırma kasnakları ile karşılaştırıldığında, plastik saptırma makaraları kullanıldığında tel kopma gelişiminin biraz yavaşladığı görülmüştür. Çelik sürtünmeli kasnak/çelik saptırma kasnağı kombinasyonu, aşınmanın değişim durumuna, çelik sürtünme kasnağı/plastik kasnak kombinasyonundan daha erken ulaşıldı. Aşınma durumunun değiştirilmesine ulaşıldıktan sonra testlere devam edildi ve ardından N = 2 milyon bükülme döngüsünde durduruldu. Değiştirme aşınma durumunun elde edilmesi ile testlerin iptal edilmesi arasındaki süre, çok sık kullanılan bir sistem için minimum 3 kaldırma yılına karşılık gelen bir dizi bükülme döngüsünün elde edilmesiyle sonuçlandı. İpler o anda kopmamıştı. Kalan kopma kuvvetini belirlemek için sonraki çekme testinde kullanılan test halatları her iki tarafa da dökülmüştür. Çekme testleri sırasında, bükülme bölgesi serbest test uzunluğunun merkezindeydi. Kullanılan halatların hesaplanan gerçek bükülme kuvvetleri, halat yeni bir durumdayken hala minimum bükülme kuvvetine ulaşmaya yakındır.

7. Sonuç

Sürtünme tahrikli asansörlerde ince halatların kullanılması normalde EN81-1 gerekliliklerinin atlanması anlamına gelir. Ancak bu, kullanıcıların güvenliğini feda edemez. Kapsamlı ek önlemler, ürün tipi test sertifikalarında belgelenmiş bir onaylanmış kuruluşa ek olarak, yeni çözümün standartların gereklilikleriyle eşdeğerliğinin kanıtını sağlayacaktır. Kötü ve orta derecede sık kullanılan sürtünme kasnağı kaldırmaları için maliyet açısından optimize edilmiş tahrikler de mümkündür. Tahrik tarafında bir maliyet düşüşü, her zaman kasnak/halat oranının D/d azalmasıyla birlikte gider. Bu azalma, EN 81-1 gereklilikleri ile sınırlandırılmıştır. Pfeifer DRAKO'nun ürün tipi test sertifikası G515 ve içinde formüle edilen ek önlemler, güvenlik zamanlarında desteklenerek, pratik olarak her türlü sürtünme kasnağı, D/d ≥ 25 çap oranları ve halat güvenlik faktörlerine sahip sistemlerin önünü açar. EN 81-1, Ek N'deki hesaplama yöntemlerinden sapmalar. Burada çelik veya plastik saptırma makaralarının seçiminin, ilgili çelik tel halatların değiştirme aşınma durumunun tespiti üzerinde hiçbir etkisi yoktur.

Referanslar
Feyrer, K. (2002). Drahtseile. Springer Verlag Berlin 2002