بررسی نقش شیار فلکه موتور آسانسور کششی و تأمین اصطکاک

‌مهندس پویا غلامی – کلیه آسانسورها از لحاظ انتقال نیرو به 3 دسته­‌ی، آسانسورهای هیدرولیک، آسانسورهای رانش مثبت (وینچی و زنجیری) و آسانسورهای کششی تقسیم بندی می‌شوند. البته لازم به ذکر است نسل جدید آسانسورهایی در دنیا(مانند آسانسورهایی با استفاده از فیبر کربن یا تسمه) طراحی و اجرا شده است.
هر کدام از این آسانسورها دارای قطعاتی هستند که باعث عملکرد منحصربفرد آن‌ها می‌شوند. در این مقاله قصد داریم به بررسی شیار فلکه موتور آسانسور کششی و نقش آن در تامین اصطکاک بپردازیم.

عوامل موثر بر نیروی رانش در آسانسورهای کششی

نیروی رانش آسانسورهای کششی اصطکاکی توسط اصطکاک بین سیم بکسل و فلکه موتور ایجاد می‌شود. این نیرو بیشترین استفاده و اجرا را از نظر ساخت و اجرا در دنیا دارد. این نیرو، انرژی مورد نیاز جهت جابه جایی کابین در طول چاه را تامین می‌کند. نقش و تأمین اصطکاک با پارامترهای زیر ارتباط مستقیمی دارد.

• نوع سیم بکسل مورد استفاده
• نوع شیار فلکه موتور آسانسور کششی
• میزان خوابش و درگیری سیم بکسل با شیار فلکه موتور

انواع شیار فلکه موتور آسانسور

شیارهای فلکه موتور آسانسور کششی از نظر نوع ساخت و استفاده به 3 نوع شیار U با زیربرش، شیار V با زیر برش و شیار V سختکاری شده تقسیم بندی می‌شوند. دلیل ایجاد زیر برش در فلکه‌ها که آن را زاویه β (بتا) می‌نامند، تأمین اصطکاک مورد نیاز هست.

مقدار زاویه β(بتا) تأثیر مستقیم در میزان اصطکاک خواهد داشت. این مورد از پارامترهایی هست که با توجه به میزان درگیری سیم بکسل با شیار فلکه موتور تأمین، نتایج زیر را به دنبال دارد.

• اصطکاک نهایی
• نهایت باعث انتقال نیرو به کابین
• حرکت آن در طول چاه آسانسور

معرفی انواع سیم بکسل مورد استفاده در آسانسورها

نوع سیم بکسل‌های مورد استفاده در آسانسورها غالباً از نوع 8×19 هست. در این نوع سیم بکسل، عدد 8 بیانگر تعداد دسته سیم‌ها و 19 تعداد تک سیم‌­های هر دسته سیم هست که به دور هسته سیم بکسل تابیده شده است.

نوع و بافت دسته سیم‌ها در سیم بکسل‌های مورد استفاده در آسانسور غالباً به دو نوع سیل و وارینگتون تقسیم بندی می‌شوند. هر کدام از این دو نوع می‌توانند به دور هسته‌ای از نوع کنفی (فیبر)، فولادی و یا نیمه فولادی (ترکیبی از فیبر و فولاد) تقسیم بندی می‌شوند.

میزان خوابیدگی و درگیری سیم بکسل با شیار فلکه موتور با توجه به پارامترهای پیش‌تر یاد شده میزان تأمین اصطکاک را ایجاد خواهد نمود که میزان این درگیری را زاویه α (آلفا) می‌نامند. مقدار و تأمین زاویه آلفا رابطه مستقیم با طراحی پروژه‌ها دارند که بهینه‌ترین مقدار در پروژه‌های عادی، زاویه آلفا 180 درجه خواهد بود.

مقدار این زاویه در تأمین میزان سرخوردگی سیم بکسل بر روی فلکه موتور که در محاسبات مقادیر آن مورد بررسی قرار می‌گیرد رابطه مستقیم خواهد داشت.

فاکتورهای موثر بر محاسبات سرخوردگی سیم بکسل آسانسور

در محاسبات سرخوردگی دو پارامتر کلی بسیار حائز اهمیت هست که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

• اول حالتی که سیم بکسل بر روی شیار فلکه موتور آسانسور کششی سرخوردگی نداشته باشد و این امر باعث انتقال نیرو و حرکت کابین خواهد شد.
• دوم حالتی که می‌بایست سیم بکسل بر روی شیار فلکه موتور سرخوردگی داشته باشد، این مورد در زمانی حائز اهمیت است که کابین و یا قاب وزنه در طول مسیر خود در چاه، به هر دلیلی درگیری با ریل‌ها داشته باشند و یا زمان نشست کابین و یا قاب وزنه بر روی سکوهای ضربه گیر اتفاق بیافتد، این مورد را یادآور می‌شود که تأمین اصطکاک بیش از حد نیز نباید ایجاد شود که در صورت عدم رعایت این مورد می‌تواند خود باعث بروز حادثه شود.

دو مورد یاد شده در حالت‌های مختلف بارگذاری کابین در چاه مورد بررسی قرار خواهد گرفت که تمامی موارد در محاسبات آسانسورها مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

وظایف فلکه هرزگرد آسانسور

جهت مسیر دهی به سیم بکسل‌ها در طول حرکت خود و یا جهت تأمین زاویه آلفا، از فلکه‌های هرزگرد استفاده می‌شود. دیگر کاربرد فلکه‌های هرزگرد تأمین سیستم بکسل بندی به صورت 2:1، 3:1 و یا 4:1 هست که در پروژه‌هایی با سیستم بکسل بندی 1:1 از فلکه‌های هرزگرد جهت فاصله اندازی بین مرکز کابین و مرکز قاب وزنه نیز استفاده می‌شود.

نقش فلکه‌های هرزگرد در تأمین زاویه آلفا بسیار مهم هست. در بعضی از پروژه‌ها با توجه به فاصله زیاد مرکز کابین و قاب وزنه و کاهش زاویه آلفا از فلکه‌های هرزگردی به نام فلکه معکوس استفاده می‌شود که مابین فلکه فاصله انداز و فلکه موتور قرار می‌گیرد.

البته استفاده از این نوع سیستم، فشار زیادی را به سیم بکسل ها وارد خواهد نمود، که این فشار مضاعف به سیم بکسل ها در محاسبات آسانسور مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

سیستم پیچش دوبل آسانسور چیست؟

در پروژه‌هایی که سرعت حرکت آسانسورها زیاد هست و یا تأمین اصطکاک آن‌ها طی شرایطی ناکافی هست از سیستم پیچش دوبل یا Double Rope استفاده می‌شود که در این مورد با پیچش مجدد سیم بکسل بر روی فلکه موتور ایجاد می‌شود.

در این روش می­بایست، نوع فلکه موتور جهت استفاده از این نوع سیستم استفاده شده باشد، و تعداد شیارهای فلکه موتور آسانسور دو برابر تعداد بکسل های مورد استفاده خواهد بود.

البته نوع و تعداد شیارهای فلکه هرزگرد می‌بایست متناسب با این سیستم بوده که چرخش مضاعف سیم بکسل به دور فلکه موتور را بتواند تأمین نماید.

هنگام استفاده از سیستم پیچش دوبل با توجه به اینکه فشار و درگیری سیم بکسل با فلکه موتور آسانسور زیاد است و همانگونه که پیش‌تر اشاره شد، افزایش اصطکاک می‌تواند مشکلاتی را به وجود آورد.

در این نوع سیستم از فلکه موتورهایی با شیار U با زیر برش استفاده می‌شود. ساختار شیار فلکه موتورهای از نوع V به صورتی است که با توجه به نوع شکل شیار، فشار بیشتری نسبت به نوع شیار از نوع U به سیم بکسل وارد می‌شود.

بیشتر بخوانید:

خرابی فلکه موتور آسانسور | تعریف، نشانه ها و علل خوردگی آن

نحوه محاسبه زاویه آلفا در سیستم پیچش دوبل

در سیستم‌های پیچش دوبل محاسبه زاویه آلفا به این صورت خواهد بود که زاویه آلفا α=α1+α2=α1+180 محاسبه می‌شود.

در حالت اولیه می‌بایست زاویه آلفا را مانند پروژه‌هایی با فلکه فاصله انداز محاسبه نمود و زاویه به دست آمده با 180 درجه جمع می‌شود.

زاویه آلفا 180 درجه در صورتی که قطر فلکه موتور و قطر فلکه هرزگرد با یکدیگر یکسان باشند به وجود می‌آید. در صورتی که قطر فلکه هرزگرد کمتر از قطر فلکه موتور باشد زاویه بیش از 180 درجه می‌شود. چنانچه قطر فلکه هرزگرد بیشتر از قطر فلکه موتور باشد زاویه کمتر از 180 خواهد بود که می‌بایست این مقدار محاسبه شود.

لازم به توضیح است در هر شرایطی نسبت قطر فلکه‌ها به سیم بکسل می‌بایست 40 برابر باشد.

از دیگر شرایط تأمین اصطکاک و درگیری بیشتر سیم بکسل با فلکه کشش موتور چرخش حدود 270 درجه‌ای سیم بکسل به دور فلکه موتور هست. این روش نیازمند اجرای دقیق جهت جلوگیری از سایش سیم بکسل‌ها به یکدیگر هست. در این روش می‌بایست به نوع و طراحی پایه موتور جهت عبور سیم بکسل ها دقت شود. البته طراحی پایه یا شاسی موتور نیز باید با توجه موارد زیر انجام شود.

• بارهای وارده
• نوع سیستم
• ظرفیت و نوع بکسل بندی سیستم
• تأمین زاویه آلفا

نتیجه گیری

در آسانسورهای کششی تأمین اصطکاک و پایدار نگه داشتن آن از شرایط بسیار حائز اهمیت هست. زیرا انتقال نیرو در این آسانسور، از طریق اصطکاک بین سیم بکسل‌ها و شیار فلکه موتور انجام می‌شود. این انتقال نیرو باعث رانش و حرکت قاب وزنه و کابین درچاه و در نهایت انتقال بار یا مسافر به طبقات می‌شود.

پارامترهای یاد شده نقش اصلی در تأمین این شرایط را دارند. توجه به تغییر در هر بخش از موارد مهم در بازدیدهای سرویس و نگهداری آسانسورها الزامی است.

این بخش‌ها شامل ساییدگی و یا تغییرات در سیم بکسل‌ها و یا شیارهای فلکه موتور آسانسور هستند که باید به دقت بررسی شوند. همچنین جهت تامین ایمنی و تضمین عملکرد صحیح آن‌ها، باید اصلاحات مورد نیاز نیز به درستی انجام شود.