تکنولوژی‌های جدید در آسانسور | آسانسور تسمه‌ ای (Belt)

پویا غلامی – امروزه با توجه به افزایش ساختمان‌سازی در شهرها و استفاده روزافزون از آسانسورها، نمی‌توان استفاده از تکنولوژی‌های جدید در صنعت ساختمان و آسانسورسازی را نادیده گرفت که با گذر زمان و پیشرفت تکنولوژی، این امر جلوه‌های جدیدی از خود را نمایان می‌سازد. در آسانسورهای تسمه‌ ای و کششی که امروزه در حال ساخت می‌باشند، جهت انتقال نیرو از موتور به کابین آسانسور که در نهایت موجب حرکت کابین آسانسور در طول چاه و طبقات می‌شود، از سیم بکسل یا تسمه استفاده می‌شود.

این امر امروزه با توجه به تکنولوژی‌های به‌روز، جای خود را به تسمه (Belt) داده است که به عنوان یک نوآوری در صنعت آسانسور شناخته می‌شود. این نوع آسانسورها با استفاده از تسمه‌های فولادی یا کامپوزیتی به جای سیم بکسل‌های سنتی، مزایای متعددی را ارائه می‌دهند. در ادامه به بررسی ویژگی‌ها، مزایا و معایب، محاسبات و غیره در این آسانسورها می‌پردازیم.

ویژگی‌های آسانسور تسمه‌ ای

از جمله ویژگی‌های آسانسور تسمه ای می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تسمه‌های فولادی یا کامپوزیتی: این تسمه‌ها از چندین لایه فولادی یا مواد کامپوزیتی ساخته شده‌اند که باعث افزایش استحکام و دوام آنها می‌شود.
• انعطاف‌پذیری بالا: تسمه‌ها نسبت به سیم بکسل‌ها انعطاف‌پذیری بیشتری دارند و می‌توانند در فضاهای محدودتر و با شعاع‌های کوچکتر حرکت کنند
• کاهش وزن: تسمه‌ها نسبت به سیم بکسل‌ها سبک‌تر هستند که این امر باعث کاهش وزن کلی سیستم آسانسور می‌شود. در آسانسورهای سنتی با طول حرکت زیاد و استفاده از تعداد سیم بکسل های زیاد، وزن سیم بکسل در محاسبات تاثیرگذار خواهد بود که استفاده از زنجیر یا طناب جبران را اجتناب ناپذیر می کرد که با استفاده از تسمه ها که دارای وزن کمتری نسبت به سیم کسل ها می باشد تا حد بسیار زیادی می توان از این پارامتر صرفنظر کرد و یا شرایط مساعدتری را فراهم نمود.

مزایای آسانسور تسمه‌ ای

مزیت‌های آسانسور تسمه ای عبارتنداز:

• کاهش سایش و خرابی: در آسانسور تسمه‌ ای، تسمه‌ها به دلیل سطح تماس بیشتری که با فلکه دارند، سایش کمتری را تجربه می‌کنند و عمر مفید بیشتری دارند.
• کاهش نیاز به نگهداری: به دلیل کاهش سایش و خرابی، نیاز به نگهداری و تعمیرات دوره‌ای در این آسانسورها کمتر است.
• افزایش ایمنی: تسمه‌ها به دلیل ساختار چندلایه‌ای خود، در صورت خرابی یکی از لایه‌ها، همچنان قادر به تحمل بار هستند که این امر ایمنی را افزایش می‌دهد.

تامین اصطکاک

در آسانسورهای کششی انتقال نیرو از طریق اصطکاک بین سیم بکسل یا تسمه بر روی فلکه کششی تامین می گردد که خود پارامتر بسیار مهم و تاثیرگذاری جهت حرکت کابین وعدم سرخوردگی سیم بکسل یا تسمه بر روی فلکه موتور می باشد که در استفاده از تسمه ،اصطکاک مناسب بین تسمه و فلکه ایجاد می گردد. برای این منظور، از روش‌های زیر استفاده می‌شود:

1. طراحی فلکه: فلکه‌های مخصوصی با شیارهای خاص طراحی می‌شوند که باعث افزایش سطح تماس و اصطکاک بین تسمه و فلکه می‌شود.
2. مواد تسمه: استفاده از مواد با ضریب اصطکاک بالا در ساخت تسمه‌ها، به افزایش اصطکاک کمک می‌کند.
3. تنظیم کشش تسمه: تنظیم مناسب کشش تسمه‌ها به گونه‌ای که فشار کافی برای ایجاد اصطکاک مناسب بین تسمه و فلکه فراهم شود، از اهمیت بالایی برخوردار است.
   با توجه به این موضوع که شکل ساخت و یا شیارهای ایجاد شده بر روی تسمه بر تامین اصطکاک تاثیر گذار خواهد بود ، شرکتهای سازنده این محصول با توجه به نوع طراحی خود در ثبت اختراع، تسمه ها را تولید می کنند که طبعا در استفاده از قطعات و شرایط ایجاد شده در آسانسور که در ادامه به آن خواهیم پرداخت تاثیرگذار خواهد بود.

پیشنهاد مطالعه:

• مزایای آکومولاتور در بهینه‌سازی انرژی؛ استانداردسازی و بهبود عملکرد آسانسورهای هیدرولیک در مواقع اضطراری
• اهمیت گیربکس اکسترودر در صنایع پلاستیک

تفاوت سیم بکسل و تسمه در آسانسور

تفاوت‌های اصلی بین سیم بکسل و تسمه در آسانسور شامل موارد زیر است:

ساختار و مواد

• سیم بکسل: از چندین رشته سیم فولادی که به دور یک مغزی تابیده شده‌اند، تشکیل شده است. مغزی می‌تواند از جنس فولاد، کنف یا دیگر الیاف طبیعی باشد.
• تسمه: از مواد کامپوزیتی یا فولادی ساخته شده و معمولاً به صورت چند لایه‌ای طراحی می‌شود. این تسمه‌ها انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به سیم بکسل دارند.

انعطاف‌پذیری و وزن

• سیم بکسل: انعطاف‌پذیری کمتری دارد و به دلیل ساختار پیچیده‌تر، وزن بیشتر و محدودیت چرخش کمتری دارد و برای عملکرد موثر به قرقره های بزرگتری نیاز دارند.
• تسمه: انعطاف‌پذیری بالاتری دارد و به دلیل ساختار ساده‌تر، سبک‌تر و منعطف تر است که به آنها اجازه می دهد تا در اطراف شیارهای کوچکتر خم شوند. این می‌تواند منجر به طراحی‌های فشرده‌تر در فضای کمتر آسانسور شود.

سطح تماس و اصطکاک

• سیم بکسل: سطح تماس کمتری با فلکه دارد که ممکن است باعث سایش بیشتر و نیاز به نگهداری بیشتر شود.
• تسمه: سطح تماس بیشتری با فلکه دارد که باعث کاهش سایش و افزایش عمر مفید می‌شود.

نگهداری و دوام

• سیم بکسل: در صورت خرابی یکی از رشته‌ها، ممکن است کل سیم بکسل دچار مشکل شود. نیاز به نگهداری و بررسی دوره‌ای دارد.
• تسمه: به دلیل ساختار چند لایه‌ای، در صورت خرابی یکی از لایه‌ها، همچنان قادر به تحمل بار می باشد که این امر ایمنی را افزایش می‌دهد.

کاربرد و نصب

• سیم بکسل: بیشتر در آسانسورهای کششی سنتی استفاده می‌شود و نیاز به فضای بیشتری برای نصب دارد.
• تسمه: به دلیل انعطاف‌پذیری بالا، در فضاهای محدودتر و با شعاع‌های کوچکتر قابل استفاده است و نصب آن ساده‌تر است.

صدا و لرزش

• سیم بکسل: می تواند نویز و لرزش بیشتری در حین کار ایجاد کند.
• تسمه: بی صدا و روان تر کار می کند و راحتی سرنشینان و استفاده کنندگان را افزایش می دهد.

فضای مورد نیاز

• سیم بکسل: با توجه به تعداد سیم بکسل های مورد استفاده و هرزگردهایی که می بایست حداقل قطر 40 برابری نسبت به قطر سیم بکسل آسانسور داشته باشند فضای قابل توجهی را به خود اختصاص می دهد.
• تسمه: تجهیزات مورد استفاده اعم از موتور، فلکه کششی و تجهیزات با ابعاد کم و اشغال فضای کمتری مورد استفاده قرار می گیرد.

محاسبات

در محاسبات آسانسورهای سنتی پارامترهای مختلفی با توجه به شرایط آسانسور مورد بررسی قرار می گیرد که محاسبات سیم بکسل ها نیز شامل این موارد هستند. در زمان استفاده از تسمه به جای سیم بکسل طبعا شرایط محاسبات تغییراتی خواهد داشت که پارامترهای محاسبات مربوط به آسانسور تسمه‌ ای شامل موارد زیر است:

• محاسبه کشش تسمه: کشش تسمه باید به گونه‌ای باشد که بتواند بار کابین و مسافران را به طور ایمن تحمل کند. این محاسبات بر اساس وزن کابین، بار مسافران و ضریب ایمنی انجام می‌شود.
• محاسبه ضریب اصطکاک: ضریب اصطکاک بین تسمه و فلکه باید به گونه‌ای باشد که از لغزش تسمه جلوگیری کند. این ضریب بر اساس مواد استفاده شده در تسمه و فلکه و طراحی شیارهای فلکه تعیین می‌شود.
• محاسبه عمر مفید تسمه: عمر مفید تسمه‌ها بر اساس تعداد سیکل‌های کاری و میزان سایش محاسبه می‌شود. این محاسبات به تعیین زمان مناسب برای تعویض تسمه‌ها کمک می‌کند.

برای محاسبه تسمه در آسانسور، باید چندین پارامتر مختلف را در نظر بگیرید. در اینجا مراحل کلی محاسبه تسمه آسانسور آورده شده است:

طول تسمه

طول تسمه را می‌توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:

L = (D + d)/2 ×π + 2C + (D – d)²/ 4C

که در آن:

L  طول تسمه است.

D  قطر فلکه بزرگتر است.

d  قطر فلکه کوچکتر است.

C   فاصله مرکز به مرکز بین دو فلکه است

سرعت تسمه

سرعت تسمه معمولاً بر حسب فوت در دقیقه (FPM) بیان می‌شود و می‌توان آن را با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:

S = D × RPM × 0.2618

که در آن:

S   سرعت تسمه است.

D  قطر فلکه است.

RPM سرعت چرخش فلکه بر حسب دور در دقیقه است.

تنش تسمه

برای محاسبه تنش مورد نیاز تسمه، می‌توان از مراحل زیر استفاده کرد:

3-1 محاسبه جرم تسمه در واحد طول:

3-2 محاسبه نیروی گریز از مرکز:

3- 3 با استفاده از (T1)  محاسبه تنش مورد نیاز در سمت محکم (معادله اویلر) :

T1 = T2 ×eꭟᶿ

   که در آن:

T1 تنش در سمت محکم است.

T2 تنش در سمت شل است.

(mu⁄ ) ضریب اصطکاک بین تسمه و فلکه است.

(theta⁄ ) زاویه تماس بین تسمه و فلکه است.

4-3 محاسبه توان موتور

توان موتور مورد نیاز برای حرکت تسمه را می‌توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:

که در آن:

P  توان موتور بر حسب اسب بخار است.

T  تنش تسمه است.

V  سرعت تسمه است.

این محاسبات به شما کمک می‌کنند تا تسمه مناسب برای آسانسور خود را انتخاب کنید و از عملکرد صحیح و ایمن آن اطمینان حاصل کنید.

این نوع تسمه با عرض حدود 30 میلیمتر میتواند نیروی 43 کیلو نیوتن را تحمل نماید.

تفاوت تعمیر و نگهداری تسمه و سیم بکسل در آسانسور

تعمیر و نگهداری تسمه‌ها و سیم بکسل‌ها در آسانسور تفاوت‌های مهمی دارند که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم:

تعمیر و نگهداری تسمه‌ها

• کاهش نیاز به نگهداری: تسمه‌ها به دلیل ساختار چند لایه‌ای و مواد با کیفیت، نیاز به نگهداری کمتری دارند. سطح تماس بیشتر تسمه با فلکه باعث کاهش سایش و افزایش عمر مفید آنها می‌شود.
• سیستم‌های مانیتورینگ: بسیاری از تسمه‌های مدرن دارای سیستم‌های مانیتورینگ داخلی هستند که وضعیت تسمه را به صورت مداوم بررسی می‌کنند و در صورت نیاز به تعمیر یا تعویض، هشدار می‌دهند.
• تعویض آسان‌تر: به دلیل انعطاف‌پذیری بالای تسمه‌ها، تعویض آنها نسبت به سیم بکسل‌ها ساده‌تر و سریع‌تر است.

تعمیر و نگهداری سیم بکسل‌ها

• نیاز به بررسی دوره‌ای: سیم بکسل‌ها نیاز به بررسی و نگهداری دوره‌ای دارند تا از سلامت و عملکرد صحیح آنها اطمینان حاصل شود. این بررسی‌ها شامل بررسی سایش، زنگ‌زدگی و خرابی رشته‌های سیم ها است.
• روغن‌کاری: سیم بکسل‌ها نیاز به روغن‌کاری دوره‌ای دارند تا از سایش و زنگ‌زدگی جلوگیری شود. این کار نیاز به دقت و زمان بیشتری دارد.
• تعویض پیچیده‌تر: تعویض سیم بکسل‌ها به دلیل وزن و ساختار پیچیده‌تر آنها نسبت به تسمه‌ها، زمان‌برتر و پیچیده‌تر است.

ایمنی و دوام

-تسمه‌ها: به دلیل ساختار چند لایه‌ای، در صورت خرابی یکی از لایه‌ها، سایر لایه‌ها همچنان قادر به تحمل بار هستند که این امر ایمنی را افزایش می‌دهد.

– سیم بکسل‌ها: در صورت خرابی یکی از رشته‌های سیم، کل سیم بکسل ممکن است دچار مشکل شود. بنابراین نیاز به بررسی و نگهداری دقیق‌تری دارند.

نصب تسمه و سیم بکسل در آسانسورها تفاوت‌های مهمی دارند که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم:

نصب تسمه‌ها

• انعطاف‌پذیری بالا: تسمه‌ها به دلیل انعطاف‌پذیری بالاتر، می‌توانند در فضاهای محدودتر و با شعاع‌های کوچکتر نصب شوند. این ویژگی به طراحان اجازه می‌دهد تا آسانسورهایی با فضای کمتری و با طراحی‌های خلاقانه‌تری ایجاد کنند.
• کاهش وزن: تسمه‌ها نسبت به سیم بکسل‌ها سبک‌تر هستند که این امر باعث کاهش وزن کلی سیستم آسانسور و کاهش نیاز به موتورهای بزرگتر و قوی‌تر می‌شود.
• نصب سریع‌تر: به دلیل ساختار ساده‌تر و انعطاف‌پذیری بالاتر، نصب تسمه‌ها معمولاً سریع‌تر و آسان‌تر از سیم بکسل‌ها است.
• بست گوه ای : در زمان استفاده از تسمه می بایست از بست های گوه های خود سفت شو مختص تسمه استفاده گردد.

نصب سیم بکسل‌ها

• نیاز به فضای بیشتر: سیم بکسل‌ها به دلیل ساختار پیچیده‌تر و انعطاف‌پذیری کمتر، نیاز به فضای بیشتری برای نصب دارند. این امر ممکن است در ساختمان‌های با فضای محدود چالش‌برانگیز باشد.
• وزن بیشتر: سیم بکسل‌ها نسبت به تسمه‌ها سنگین‌تر هستند که این امر نیاز به موتورهای بزرگتر و قوی‌تر را افزایش می‌دهد.
• نصب پیچیده‌تر: نصب سیم بکسل‌ها به دلیل وزن و ساختار پیچیده‌تر، زمان‌برتر و پیچیده‌تر است. همچنین نیاز به تنظیم دقیق‌تری دارند تا از عملکرد صحیح و ایمن آنها اطمینان حاصل شود.

نگهداری و تعمیرات

• تسمه‌ها: نیاز به نگهداری کمتری دارند و به دلیل سیستم‌های مانیتورینگ داخلی، وضعیت آنها به صورت مداوم بررسی می‌شود. تعویض تسمه‌ها نیز ساده‌تر و سریع‌تر است.
• سیم بکسل‌ها: نیاز به بررسی و نگهداری دوره‌ای دارند تا از سلامت و عملکرد صحیح آنها اطمینان حاصل شود. روغن‌کاری دوره‌ای و بررسی سایش و زنگ‌زدگی از جمله مواردی است که باید به آنها توجه شود.

مواد اولیه مورد استفاده در تسمه آسانسور

تسمه های آسانسور از مواد مختلفی ساخته می شوند که برای ایجاد استحکام، انعطاف پذیری و دوام طراحی شده اند. در اینجا مواد اولیه مورد استفاده در تسمه آسانسور آورده شده است:

طناب های فولادی

• ساختار: طناب های فولادی در داخل تسمه تعبیه شده اند تا استحکام کششی و دوام بالایی داشته باشند.
• مزایا: مقاومت عالی در برابر کشش دارند و برای کاربردهای سنگین ایده آل هستند.

پلی اورتان (PU)

• ساختار: پلی اورتان به عنوان ماده پوششی برای تسمه ها استفاده می شود.
• مزایا: انعطاف پذیری، مقاومت در برابر سایش و مقاومت شیمیایی را فراهم می کند. تسمه‌های PU همچنین به دلیل عملکرد روان و بی‌صدا خود شناخته شده‌اند.

لایه های بافته شده

• ساختار: ساخته شده از الیافی مانند آرامید، پلی آمید و پلی استر.
• مزایا: این مواد باعث انعطاف و استحکام می شوند. تسمه های نساجی سبک وزن هستند و می توانند انواع بارها را تحمل کنند.

لاستیک

• ساختار: لاستیک اغلب به عنوان یک لایه محافظ بر روی مواد هسته استفاده می شود.
• مزایا: چسبندگی خوب، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر سایش و مواد شیمیایی را ارائه می دهد.

پی وی سی (Polyvinyl Chloride)

• ساختار: در برخی از تسمه ها از پی وی سی به دلیل سطح سبک و صاف استفاده می شود.
• مزایا: به راحتی تمیز می شود و مقاومت شیمیایی خوبی دارد و برای کاربردهایی که رعایت بهداشت ضروری است مناسب است.

نتیجه‌گیری

آسانسور تسمه‌ ای با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته و مواد با کیفیت، مزایای متعددی از جمله کاهش وزن، افزایش ایمنی و کاهش نیاز به نگهداری را ارائه می‌دهد. با توجه به ویژگی‌ها و مزایای این نوع آسانسورها، انتظار می‌رود که استفاده از آنها در ساختمان‌های مدرن افزایش یابد.هر دو نوع سیستم دارای مزایا و معایب خاص خود هستند و انتخاب بین آنها بستگی به نیازهای خاص پروژه و شرایط محیطی دارد. آسانسور تسمه‌ ای با توجه به مزایای ذکر شده، به ویژه در ساختمان‌های مدرن و با فضای محدود، گزینه مناسبی است.

تسمه‌ها به دلیل نیاز کمتر به نگهداری، سیستم‌های مانیتورینگ داخلی و تعویض آسان‌تر، گزینه مناسبی برای آسانسورهای مدرن هستند. در مقابل، سیم بکسل‌ها نیاز به نگهداری و بررسی دوره‌ای بیشتری دارند و تعویض آنها پیچیده‌تر است. انتخاب بین این دو بستگی به نیازهای خاص پروژه و شرایط محیطی دارد.انتخاب مواد برای تسمه آسانسور به نیازهای خاص کاربرد مانند ظرفیت بار، شرایط محیطی و دوام مورد نظر بستگی دارد.

هر ماده دارای خواص منحصر به فردی است که آن را برای انواع مختلف سیستم آسانسور مناسب می کند.البته به این نکته باید توجه داشت که در زمان استفاده از تسمه، قطعات متناسب مانند فلکه های هرزگرد، بست های گوه ای و نوع موتور و شیار فلکه موتور با آن نیز می بایست استفاده گردد.