2-1 محاسبه گشتاور و انتخاب ترمز

مطابق با استاندارد EN 81:part 1 گشتاور ترمز باید برای توقف ایمن کابین با باری معادل 125% بار نامی آن کافی باشد و بعد از توقف ، کابین را در همین حالت نگه دارد .

گشتاور از دو قسمت تشکیل شده است : مولفه استاتیک برای نگهداری سیستم در حالت ساکن و مولفه دینامیک برای جذب انرژی جنبشی تمام قطعات متحرک سیستم می باشد . گشتاور ترمز در حالتی که کابین در پائین ترین ایستگاه خود می باشد محاسبه می گردد و این حالت تعیین کننده است . تصویری از این سیستم در شکل 1-4 نشان داده شده است ، هر چند که در این حالت سیستم سیم بکسل i=2 می باشد ، یک محاسبه عمومی صورت می گیرد .

1-2-1 محاسبه گشتاور استاتیک

M_st  توسط رابطه زیر بدست می اید .

(1-1 )     

که Q بار نامی (kg )

K جرم کابین (kg )

Z جرم وزنه تعادل (kg )

i فاکتور سیم بکسل

M_l جرم سیم بکسل های آویزان (kg )

G_n شتاب ثقل m/s²

D قطر پولی (m )

نسبت چرخ دنده

راندمان مکانیکی سیستم که بستگی به شرایط ترمز دارد .

را می توان محاسبه نمود زیرا حاصلضرب

(1-2 )         

که راندمان سیستم سیم بکسل بندی می باشد ، راندمان پولی ، راندمان مکانبکی چرخ دنده ها بین موتور و پولی کشش برای انتقال قدرت معکوس می باشد . در حالت انتقال قدرت بخصوص با چرخ دنده ها ی حلزونی جهت آن لازم است بررسی شود زیرا راندمان تا حد زیادی فرق می کند .

1-2-2 محاسبه گشتاور دینامیکی M_i

(1-3)                                             

که I ممان اینرسی تمام قطعات متحرک سیستم مربوط به محور سرعت بالا می باشد ( محور سیلندر اعمال ترمز ) (kg m² )

کاهش سرعت زاویه ای محور سرعت زیاد است .(1/s² )

کل ممان اینرسی ممکن است مانند زیر محاسبه شود :

(1-4)                                         I=I₁+I₂+I₃

که I₁ ممان اینرسی موتور ، سیلندر اعمال ترمز و حلزون (kg m² ) و I₂ ممان اینرسی چرخ حلزون و پولی کشش (kg m² ) و I₃ ممان اینرسی تمام قطعات سیستم که حرکت خطی دارند (kg m² ) می باشند .

اگر ممان اینرسی چرخ حلزون و پولی کشش ( 1_I2 ) را در حول محور دوران خود بدانیم با انتقال به محور سرعت زیاد بر مبنای ثابت بودن انرژی جنبشی عبارتند از :

(1-5)                                    

از همان اصول در محاسبه I₃ استفاده می شود .ممان اینرسی (1I₃ ) مربوط به محور سرعت پائین ( حور پولی کشش ) از رابطه زیر بدست می آید با معدل قرار دادن انرژی های حرکتی و دورانی

(1-6)            

که سرعت زاویه ای محور سرعت کم است (1/s )

که سرعت توقف کابین و وزنه تعادل (m/s ) می باشد .

(1-7 )                                                     

(1-8)                                                                      

با جایگذاری برای 1I₃ از معادله قبلی (1-7) رابطه نهائی برای I₃ بدست می آید .

(1-9)                               

چون نیروی ترمز در یک ترمز اصطکاکی ثابت است . حرکت در حین زمان ترمز بطور یکنواخت کند می شود و کند شوندگی زاویه ای از رابطه زیر محاسبه می گردد .

(1-10)                                           

که n₂ دور موتور در لحظه شروع ترمز است (1/min ) و T_b زمان ترمز کردن است (s ).

اگر زمان ترمز مشخص شود ، گشتاور ترمز که برای عملکرد ایمن لازم است از معادله زیر بدست می آید .

(1-11)                                 M_b=M_st+M_i        (N    m)    

مشخص کردن زمان ترمز احتیاج به تجربه معین دارد . معادلات سینماتیک برای حرکت کاهنده یکنواخت در اینجا مورد استفاده قرار می گیرد و تخمین را تسهیل می کند .

اگر 1 فاصله کابین از کف ایستگاه توقف ، وقتی ترمز فعال می شود باشد و سرعت اولیه کابین باشد سپس

(1-12)                                    (s)    

بعلاوه اگر a نرخ کاهش سرعت (m/s² ) باشد

(1-13)                                  (s)           

ساده تر است که نرخ کاهش سرعت و سپس زمان ترمز را محاسبه کرد . نرخ کاهش سرعت نباید مقدار زیادی داشته باشد شود . بخاطر بیاورید شرایط ترمز بسیار سخت تر است وقتی کابین با همان بار در بالاترین نقطه توقف می کند و در این حالت گشتاور استاتیک در ترمز دخالت می کند بر طبق رابطه

(1-14)                            M_b=M_st+M_i               

بعد از اینکه انتخاب ترمز صورت گرفت ، عاقلانه است که نرخ کم شدن حرکت در حالتی که کابین در بالاترین طبقه توقف می کند محاسبه شود برای اطمینان از اینکه گشتاور ترمز زیاده از حد نیست و مسافرین تحت شرایط فیزیکی ناراحتی قرار نمی گیرند.

1-2-3 انتخاب ترمز

انتخاب ترمز بستگی به مقدار گشتاور ترمز مه به سیلندر اعمال می شود و ظرفیت حرارتی ترمز و سیلندر دارد انرژی جنبشی تمام قطعات متحرک که بالابر به حرارت در روی سیلندر که ترمز بر روی آن عمل می کند در واحد زمان تبدیل می شود که می بایست انتقال یابد تا درجه حرارت پوششی روی کفشک بیش از حد نشود .

میزان حرارت A که توسط اصطکاک کفشک های ترمز روی سیلندر در ساعت توسط رابطه زیر داده شده است .

(1-15)                          (Kj/h  )  

  سرعت زاویه ای متوسط در مدت زمان ترمز (1/S ) می باشد .

n تعداد دور در دقیقه موتور در ابتدای ترمز (1/min ) می باشد .

t_bمتوسط زمان ترمز (s ) و z  تعداد دفعات ترمز در ساعت (1/h ) می باشد .

تعداد واقعی دفعاتی  که در ساعت ترمز گرفته می شود بستگی به تعداد توقف کابین و بستگی به شرایط کار بالابر دارد .

یک تجزیه و تحلیل از ساعاتی که بیشترین ترافیک در آن وجود دارد و در نتیجه بیشترین تعداد توقف نیز وجود دارد باید انجام شود تا متوسط بار و متوسط زمان ترمز بدست آید . انتخاب صحیح ترمز بستگی به دانستن این اطلاعات دارد . در کاتولوک سازندگان تعداد دفعات کارکرد در ساعت بعلاوه گشتاور ترمز داده شده است . برای اغلب تأسیسات بالابر محاسبات حرارتی ترمز ضروری نیست . امروزه ترمز الکتریکی تا سرعت تقریبا صفر برای تمام بالابرهای مسافربر با ترافیک زیاد عملا بکار می رود . در بالابرهای مسافربر سبک و باربر تعداد توقف در ساعت کم می باشد و در نتیجه انرژی جنبشی جذب شده در یک ساعت نیز کم است . بهر حال در جائیکه سرعت توقف زیاد باشد و یا تعداد قطعات متحرک زیاد باشد عملکرد حرارتی باید بررسی شده و محاسبات کامل انجام شود.

 ادامه دارد....
مهدی صاحبدل کارشناس مکانیک/شرکت سهیل آسانبر سمنان

www.Liftiran.com