بررسی لرزش آسانسور

با توجه به این که حرکت یکنواخت و بدون لرزش آسانسور یکی از مهم ترین مشخصات برای یک آسانسور خوب و ایده آل است انواع ارتعاشات کابین و عوامل تشدید کننده را مورد بررسی قرار می دهیم.

الف) ارتعاشات عمودی:
این ارتعاشات در حین حرکت آن به جهت بالا تولید می شود و می تواند به دلایل زیر باشد.

1-ایراد در موتور
2-ایراد در فلکه کشش و هرزگرد و شیارهای روی سطح آن
3-نامتعادل بودن فلکه های کشش و هرزگرد(بالانس نبودن)
4-اصطکاک نامناسب بین ریل و کفشک ها
5-عملکرد نامناسب درایو سیستم محرک
6-یکسان نبودن کشش در طناب های فولادی

ب)ارتعاشات افقی:
به دلایل زیر:

1-نصب غلط ریل ها
2-نصب کفشک های غلتکی معیوب
3-سبک بودن کابین
4-معیوب بودن فلکه کشش روی کابین
5-ارتعاش و تاب خوردن سیم بکسل ها

با توجه به اینکه فلکه هرز گرد در صورت معیوب بودن و نصب بد می تواند به عنوان یکی از عوامل ارتعاشات کابین محسوب می شود در صورت امکان پیشنهاد می شود حتی المقدور از نصب فلکه هرزگرد در سمت کابین خوداری شود تا ارتعاشات حاصل از آن به وزنه تعادل منتقل شود.

پیش بینی و آنالیز برهم کنش ارتعاشات سیم بکسل و کابین آسانسور

کابین آسانسور به واسطه ارتعاش منتقل شده از کابل تعلیق و زنجیر جبران و به همان نسبت نیز از ارتعاش تولید شده از عدم تعادل و نقصان های سیستم هادی آسیب می بیند. کیفیت حرکت به طور خاص از ارتعاش افقی به سبب تحریک حاصل از خطاهای نصب ریل راهنما و ایرادات موجود در مفاصل روی ریل تاثیر می پذیرد. فرکانس این تحریک به سرعت کابین و طول ریل راهنما بستگی دارد. هنگامی که فرکانس تحریک ریل به فرکانس طبیعی ذاتی سیستم کابین- سیم بکسل برسد، وضعیتی زیان آور رخ می هد. در این مقاله در مورد مکانیزم تحریک ریل راهنما بحث می شود و تاثیر آن روی کیفیت حرکت کابین و نوع پاسخگویی  سیم بکسل با استفاده از روش های مدل سازی و شبیه سازی عددی از پیش مشخص می شود.  در ادامه نتایج شبیه سازی معرفی و آنالیز شده است.
 کابین آسانسور در معرض ارتعاشات حاصل از منابع تحریک کننده مختلفی است که شامل تحریکات منتقل شده از کابل تعلیق و زنجیر جبران ایرادات و عدم تنظیم سیستم ریل راهنما می باشد. تجمع ایرادات مربوط به ساخت که در قسمت های مختلف مفاصل ریل راهنما موجود است باعث به وجود آمدن تحریک افقی می شود. همچنین انعطاف پذیری ریل ها باعث بروز حالت خمیدگی و پیچش آنها و علاوه بر آن آشفتگی و خرابی جزئی از کابین خواهد شد. سپس ارتعاشات به کابل تعلیق و زنجیر جبران منتقل شده و باعث رفتار دینامیک زیان آوری در سیستم آسانسور می شود. خصوصاً این که در حین جابه جایی آسانسور، وقتی که یکی از فرکانس های طبیعی کابین و سیستم تعلیق برفرکانس تحریک منطبق شود و یا در نزدیکی آن قرار گیرد، ممکن است حالت رزونانس رخ دهد. در پی آن، رفتار رزونانسی کیفیت حرکت کابین را به خطر می اندازد و با تحت تاثیر قراردادن سلامت سازه ای سیستم تعلیق ، منجر به شکست های ناشی از خستگی در کابل فولادی می شود.
در این مقاله نتایج مطالعات اساسی در رابطه با پیش بینی ارتعاش کابین و تاثیر آنها روی سیستم کابل تعلیق نشان داده می شود و بر روی معرفی تئوری لازم و آنالیز مدل های مستقیم تمرکز دارد. مکانیزم تحریک ریل راهنما نیز مورد بحث قرار گرفته و در ادامه، مطالعه نمونه ای که پاسخگوی دینامیک کابین آسانسور و سیم بکسل را مشخص و بررسی می کند تشریح شده است.

 جنبه های بنیادی

 مدل ساده ای از کابین آسانسور با جرم M که با سرعت v حرکت می کند و با ریل های R1 وR2 هدایت می شود در شکل 1 نشان داده شده است . کفشک های هادی با عنصر فنر-دمپر نشان داده شده و به ترتیب دارای ضریب سختی k و ضریب ویسکوزمیرایی C می باشد. در این مدل تاثیر خواص سختی سیم بکسل ، میرایی و اینرسی در محاسبات در نظر گرفته نشده است.

می توان این مدل را در آنالیز ارتعاش کلاسیک ساده تر کرد و به صورت سیستم یک درجه آزادی SDOF که در شکل 2 نشان داده شده مدنظر قرار گیرد . در چنین تعریفی، ترکیبی از سختی و میرایی کابین – ریل راهنما با همان ضریب سختی و Ke و ضریب میرایی Ce همسان داده شده است. سطح ناصاف و غیرهمسطح و یا / خمیدگی ریل راهنما که منجر به تحریک سینماتیک می شود به حرکت اولیه S(t) نشان داده شده است .

تغییر مکان افقی q)t) کابین توسط معادله زیر کنترل می شود:  که در آن  همان فرکانس طبیعی  عامل میرایی و نقطه بالایی نشان دهنده تغیرات برحسب زمان می باشد. اگر کابین با سرعت V  حرکت کند تحریکی که به مفاصل ریل وارد می شود می تواند توسط تابع هارمونیک   مربوط به فرکانس بنیادی، تقریب زده شود که در آن λ طول موج معادل با فاصله بین مفاصل است.
اکنون اگر فرض کنیم باشد، نسبت ماکزیمم دامنه پاسخ وضعیت steady state یا  همان حالت – ثابت به ماکزیمم تغیر مکان اولیه(Sm) که از طریق معادله زیر بدست می آید :

وبه عنوان توانایی انتقال تغییر مکان شناخته می شود. این نسبت در شکل 2 برای مقادیر مختلف ξ رسم شده است.

در این ترسیم واضح است که اگرr  از بیشتر شود،دامنه ارتعاش کابین کمتر از دامنه جابجایی ریل می شود و جدایش رخ می دهد.
در نزدیکی نقطه رزونانس (1~r) توانایی انتقال به وسیله مقدار میرایی تعیین می شود که آن را ξ با نامگذاری می کنیم و نسبت میرایی بزرگ تر باعث عبور بهتر از رزونانس می شود. به هر حال در منطقه جدایش هر چه مقدار ξ کمتر باشد ایزولاسیون یا جدایش بهتری را خواهیم داشت. برای نسبت میرایی 50 در صد(0.5= ξ) شدت و فرکانس رزونانس در محدوده ی 1.5تا2 می باشد.و البته برهم کنش کابین و ریل راهنما جدایش رضایت بخشی را در فرکانس محدوده 2√ > rفراهم می سازد.
تجزیه و تحلیل برهم کنش کابین و ریل در سیستم یک درجه آزادی چند مفهوم بنیادی رفتار دینامیکی کابین آسانسور را روشن می سازد.البته بایستی سیستم تعلیق در مدل مدنظر قرار گیرد تا تاثیرگذاری تحریک ریل راهنما روی راندمان کلی سیستم آسانسور بررسی شود.این جنبه در آنچه که در ادامه آمده در نظر گرفته شده است :

 مدل دینامیکی کابین – کابل تعلیق

به منظور پیش بینی صحیح تر نوع تاثیر ارتعاش روی سیستم آسانسوری، کل مجموعه شامل کابین – سیم بکسل باید به وسیله یک مدل دینامیکی بی نقص بررسی شود. توضیح شماتیکی از چنین مدلی در شکل 4 نمایش داده شده است. در این مدل مجموعه شامل کابینی به جرم M است که به کمک سیم بکسلی به جرم m در واحد طول معلق نگه داشته شده است. پارامتر (L=L(t  تغییرات طول کابل بر حسب زمان را نشان می دهد.تغییرا ت طول را کوچک و تدریجی فرض می کنیم و به صورت تابعی از زمان در نظر می گیریم.این تابع را بصوت   τ  =€t    تعریف می شود که در آن1>>€ است و پارامتر کوچک و ناچیزی را مشخص می سازد که از رابطه زیر بدست می آید.

که در آن woکمترین فرکانس طبیعی، LO طول متناظر با طول مناسب کابل(1997،kaczmarczyk) می باشد.به همین صورت توجه کنید که سرعت کابل برابر بااست، به طوری که نقطه بالای عبارت نشان دهنده تغییرات کل نسبت به زمان tاست و نوسان افقی کابل به کمک معادله زیرتوصیف می شود:

به ترتیب،x مختصات فضایی محاسبه شده است که در شکل 4 نشان داده شده،    (w (x,t  تغییر مکان افقی ُ ( ) تغییرات با در نظر گرفتن زمان آرام  t( )τ  مشتق فضایی نسبت به t  ، x( )نمایانگر مشتق فضایی نسبت به xوλ پارامتر میرایی ثابت، T کشش متوسط کابل است. اگر شتاب جاذبه را g بنامیم از معادله زیر کشش کابل را بدست می آوریم:

ارتباط بین کابین و ریل راهنما به وسیله فنر خطی با ضریب سختی ke  و عنصر ویسکوز میرا کننده با ضریب ثابت ce  بیان می شود. کابین به طور سینماتیکی بوسیله نقص های موجود در مسیرش تحریک می شود. تحریک به صورت (1)s=s نشان داده می شود که بیانگر طول جابجایی آسانسور است، علامت"+"یا"-" متناظر با صعودی یا نزولی بودن حرکت است. معادله حرکت کابین با شرایط مرزی در L=X بصورت زیر است:

ادامه دارد...

www.liftiran.com