آسانسور؛ قلب تپنده ساختمانها و شاهکاری از مهندسی
آسانسورها به عنوان یکی از پیچیدهترین و حیاتیترین سیستمها در ساختمانها، نقش کلیدی در تسهیل زندگی روزمره ایفا میکنند. این سازههای هوشمند و قابل اعتماد، با بهرهگیری از ترکیبی از فناوریهای مکانیکی، الکترونیکی و نرمافزاری، جابهجایی ایمن و راحت افراد و بار را بین طبقات مختلف ممکن میسازند. اما چه عواملی باعث پیچیدگی و کارایی بالای آسانسورها شدهاند؟
اهمیت شناخت اجزای آسانسور؛ از ایمنی تا تعمیرات
آشنایی با اجزای تشکیلدهنده یک آسانسور و نحوه عملکرد هر یک از آنها نه تنها برای متخصصین این حوزه، بلکه برای عموم مردم نیز حائز اهمیت است. درک عمیق از قطعات و مکانیزمهای داخلی آسانسور به ما این امکان را میدهد که به اهداف زیر دست یابیم:
افزایش ایمنی : آشنایی با اجزای ایمنی مانند گاورنر، پاراشوت و ضربهگیر به ما کمک میکند تا در صورت بروز مشکلات، سریعتر واکنش نشان دهیم و از وقوع حوادث ناگوار جلوگیری کنیم.
بهینهسازی عملکرد : با درک بهتر نحوه کارکرد اجزای مختلف، میتوانیم بهینهسازیهای لازم را در سیستم انجام دهیم و به افزایش عمر مفید آسانسور کمک کنیم.
کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری : شناخت نشانههای خرابی هر یک از قطعات به تشخیص زودهنگام مشکلات و کاهش هزینههای تعمیر کمک میکند.
انتخاب آسانسور مناسب: هنگام خرید یا نصب آسانسور، شناخت اجزای مختلف به ما کمک میکند تا آسانسوری متناسب با نیازها و بودجه خود انتخاب کنیم.
بهینهسازی مصرف انرژی: با آشنایی با اجزای مصرفکننده انرژی در آسانسور، میتوانیم راهکارهایی برای کاهش مصرف انرژی و افزایش راندمان سیستم ارائه دهیم.
نگاهی به تاریخچه آسانسور؛ از اختراعات اولیه تا فناوریهای نوین
ایده اولیه آسانسور به قرنها پیش بازمیگردد، اما شکل مدرن و پیچیده آن در قرن نوزدهم و با توسعه فناوریهای صنعتی به وجود آمد. در طول سالیان، آسانسورها دچار تغییرات شگرفی شده و از دستگاههای ساده مکانیکی به سیستمهای هوشمند و مجهز به فناوریهای نوین مانند سیستمهای کنترل مبتنی بر میکروکنترلر، موتورهای VVVF و سیستمهای ایمنی پیشرفته تبدیل شدهاند. این تحولات باعث افزایش ایمنی، بهبود عملکرد و کاهش هزینههای عملیاتی آسانسورها گردیده است.
در نهایت، شناخت اجزای اصلی و عملکرد آنها در آسانسور به ما این امکان را میدهد که تصمیمات بهتری در انتخاب و نگهداری این سیستمهای حیاتی اتخاذ کنیم و از مزایای آن به بهترین نحو بهرهبرداری کنیم.
اجزای اصلی تشکیلدهنده آسانسور – کالبدشکافی یک سیستم پیچیده
اجزای مکانیکی: زیرساخت اصلی سیستمهای آسانسوری
چاهک آسانسور: قلب پنهان ساختمان
چاهک آسانسور، فضایی عمودی و محصور شده است که کلیه اجزای متحرک یک سیستم آسانسور از جمله کابین، وزنه تعادل و ریلهای راهنما در آن حرکت میکنند. این فضا، که اغلب از دید پنهان میماند، نقشی حیاتی در عملکرد ایمن و روان آسانسور ایفا میکند.
کابین آسانسور: محفظه انتقال بار و مسافر با استانداردهای مهندسی
کابین آسانسور، که به آن کابین نیز گفته میشود، فضایی است که مسافران در آن سوار میشوند. این فضا برای تحمل بار مشخصی طراحی شده که توسط ظرفیت کابلهای کششی و موتور تعیین میشود. طراحی کابین باید با مقررات ایمنی مطابقت داشته باشد که شامل خروجهای اضطراری، نورپردازی و سیستمهای ارتباطی است.
وزنه تعادل: عمل متوازن
وزنه تعادل آسانسور وزنهای است که به سیستم مکانیکی آسانسور اضافه میشود تا تعادل آن را حفظ کند. هدف اصلی آن تثبیت سیستم و کاهش فشار وارده به موتور است، که در نتیجه باعث صرفهجویی در انرژی و بهبود تجربه کاربری میشود. وزنه تعادل آسانسور با استفاده از قطعاتی نظیر بلوک وزنه، کفشکهای راهنما، ضربهگیر و قاب وزنه تعادل کار میکند.
کارکردهای وزنه تعادل در آسانسور
سهولت در جابجایی وزن
وزنه تعادل نیروی مورد نیاز موتور برای بالا و پایین بردن کابین آسانسور را تأمین میکند. زمانی که موتور قدرت کافی دارد، عملیات جابجایی آسانسور بدون ایجاد اصطکاک انجام میشود و آسانسور سریعتر و کارآمدتر عمل میکند. این فرایند به موتور اجازه میدهد با بهرهوری بیشتری کار کند و در نتیجه، هزینههای تعمیر و نگهداری موتور نیز کاهش مییابد.
تضمین ایمنی
تضمین ایمنی یکی دیگر از مزایای وزنه تعادل در آسانسور است. این وزنه تعادل باعث تثبیت وزن سیم بکسلهای آسانسور میشود و از کشش اضافی بر کابل جلوگیری میکند. این کار عمر سیم بکسل ها را افزایش داده و ایمنی مسافران را تضمین میکند.
بهرهوری انرژی
برای حرکت کابین آسانسور، موتور نیاز به انرژی زیادی دارد. اگر موتور به کندی عمل کند، مصرف انرژی افزایش یافته و هزینه برق نیز بالا میرود. وزنه تعادل سرعت عملکرد موتور را افزایش داده و باعث مصرف کمتر انرژی میشود، که این موضوع به کاهش هزینههای برق کمک میکند.
انواع وزنه تعادل آسانسور
وزنههای تعادل آسانسور انواع مختلفی دارند که هر کدام نقش خاص خود را ایفا میکنند. در ادامه به بررسی این انواع میپردازیم:
وزنههای سنتی از بتن
وزنههای بتن سنتی از نوعهای مدرن وزنههای تعادل آسانسور نیستند. این وزنهها از بلوکها یا قطعات بتنی ساخته میشدند که در سیستم داخلی آسانسور قرار میگرفتند تا تعادل کابین آسانسور را حفظ کنند. اگرچه این وزنهها بادوام بودند، اما فضای زیادی را اشغال میکردند و سنگین بودند.
وزنههای چدنی
وزنههای چدنی نوع مدرن وزنه تعادل آسانسور محسوب میشوند. همانطور که از نام آن مشخص است، این وزنهها از چدن ساخته شدهاند. این وزنهها با نسبت قدرت به وزن بالا طراحی شدهاند تا تعادل کابین آسانسور را حفظ کنند. وزنههای چدنی نسبت به وزنههای بتنی کمحجمتر بوده و نصب و نگهداری آنها آسانتر است.
وزنههای ترکیبی
وزنههای ترکیبی از فولاد و بتن ساخته میشوند تا تعادل بین وزن و فضای اشغالی را بهینه کنند. هدف اصلی وزنههای ترکیبی ارائه حداکثر پایداری به سیستم آسانسور با اشغال حداقل فضا و حجم است.
ریلهای راهنما آسانسور – راهنمای ایمن
ایمنی همواره یکی از موارد کلیدی در حوزه آسانسورهاست و ریلهای راهنما نقشی حیاتی در این حوزه ایفا میکنند. ریلهای راهنمای آسانسور بخشی از سازه اصلی سیستم آسانسور هستند که از مواد مقاومی مانند فولاد و آلومینیوم ساخته میشوند و توانایی تحمل چندین صد کیلو وزن را دارند.
علاوه بر هدایت دقیق کابین آسانسور، ریلها نقشهای دیگری نیز بر عهده دارند، مانند کمک به عملکرد ترمزها، توقف اضطراری، و تنظیم سرعت حرکت کابین. در این مقاله، هر آنچه که باید در مورد ریلهای راهنمای آسانسور بدانید، از جمله طبقهبندی آنها بر اساس ویژگیهای مختلف، بررسی خواهد شد.
ریل راهنمای آسانسور چیست؟
ریل راهنمای آسانسور یکی از اجزای اصلی سیستم آسانسور به شمار میرود. این ریلها به نوعی یک چارچوب ساختاری هستند که مسیر حرکت کابین و وزنه تعادل را هنگام حرکت در داخل چاه آسانسور مشخص میکنند. ریلهای راهنما از مواد محکم مانند فولاد یا آلیاژ آلومینیوم ساخته میشوند تا استحکام و ایمنی سیستم را تضمین کنند.
این ریلها به صورت عمودی در طول چاه آسانسور نصب میشوند و شامل دو مجموعه میباشند؛ یکی برای کابین و دیگری برای وزنه تعادل. مقطع عرضی ریلها به شکل “T” است که پایهای مسطح و بالهایی عمودی دارد. رولرها یا کفشکهای لغزنده بر روی ریلها حرکت میکنند تا حرکت دقیق و بدون انحراف کابین و وزنه تعادل را تضمین کنند.
نقش ریلهای راهنمای آسانسور در شرایط اضطراری
در مواقع اضطراری مانند قطع برق یا خرابی سیستم، ریلهای راهنمای آسانسور اهمیت بیشتری پیدا میکنند. این ریلها با حفظ تعادل و تراز دقیق کابین، از وقوع حرکات ناایمن جلوگیری میکنند و امکان عملکرد دستی آسانسور را برای نیروهای امدادی فراهم میآورند.
طبقهبندی ریلهای راهنمای آسانسور
ریلهای راهنمای آسانسور به سه دسته اصلی تقسیم میشوند که هر یک بر اساس طراحی و عملکرد متفاوت هستند:
ریل راهنمای جامد
این نوع ریل از یک قطعه جامد از آلایاژ فولاد یا آلومینیوم ساخته شده و به دلیل استحکام بالا برای آسانسورهایی که نیاز به حمل بارهای سنگین دارند، استفاده میشود. این ریلها به دلیل دوام و طول عمر بالا، گزینهای محبوب در ساختمانهای بلند هستند.
ریل راهنمای توخالی
این ریلها دارای یک بخش باز در مرکز خود هستند و وزن کمتری نسبت به ریلهای جامد دارند. اگرچه دوام کمتری دارند، اما برای ساختمانهای متوسط و مسکونی مناسب هستند.
ریلهای راهنمای پلهبرقی
این ریلها بهطور ویژه برای سیستمهای پلهبرقی طراحی شدهاند و نقش مهمی در حفظ تراز و حرکت صحیح پلهها و دستگیرهها دارند.
ابعاد ریل راهنمای آسانسور
اندازه ریل راهنمای آسانسور بسته به نوع ساختمان و سیستم آسانسور متفاوت است، اما بهطور کلی عرض آنها بین 75 تا 300 میلیمتر و ارتفاع آنها بین 150 تا 500 میلیمتر است.
نصب ریل راهنمای آسانسور
نصب ریلهای راهنما بسیار حساس است و باید توسط کارشناسان باتجربه انجام شود تا هیچگونه خطایی رخ ندهد.
سیم بکسل آسانسور
سیم بکسلهای آسانسور بهعنوان اصلیترین اجزای حمل بار در سیستمهای آسانسور شناخته میشوند، بهویژه در آسانسورهای کششی که بار اصلی کابین و مسافران بر عهده آنهاست. این سیمها باید بهطور مداوم وزن قابلتوجهی را تحمل کنند، بنابراین عملکرد آنها نقش کلیدی در حفظ ایمنی و کارایی آسانسور دارد. در زمان استفاده، این سیمها به دور چرخهای کششی، چرخهای راهنما یا چرخهای ضد طناب خم میشوند، و در عین حال فشار زیادی در شیارهای سیم ایجاد میشود. از این رو، سیم بکسل آسانسور باید در همان زمان استحکام، انعطافپذیری، کیفیت و مقاومت در برابر سایش بسیار بالایی داشته باشد.
سیستم انتقال قدرت کششی
سیستم آسانسور کششی که از فلکه های متعددی تشکیل شده استو از طریق کابلهای کششی و موتور آسانسور همکاری میکند. فلکه ها که توسط موتور به حرکت درمیآیند، حرکت کابین را بر روی ریلهای راهنما تسهیل میکنند. این سیستم بهگونهای طراحی شده که انتقال قدرت بهطور مؤثر و عملکرد نرم را تضمین کند.این سیستم رایجترین نوع آسانسور در سراسر جهان محسوب میشود.
با کنترل چرخش موتور کششی، سرعت و جهت حرکت آسانسور قابل کنترل است. ماشین کششی، موتور الکتریکی است که یک سیستم فلکه ای یا پولی را به حرکت در میآورد و کابلهای آسانسور را جابجا میکند. کابلها توسط فلکه موتور کششی به کابین آسانسور و وزنه تعادل متصل میشوند. بنابراین، بهدرستی میتوان گفت که کابین آسانسور توسط ماشین کششی متصل شده است. چرخش ماشین کششی برای حرکت کابین در جهت صحیح و با سرعت مناسب تنظیم میشود. یکی از مزایای کلیدی آسانسورهای کششی و ماشینهای مرتبط با آن، کارایی و قابلیت اعتماد آنهاست. این سیستمها بهراحتی میتوانند مسافران یا بارها را با حداقل مصرف انرژی به طبقات مختلف ساختمانها منتقل کنند.
علاوه بر این، ماشین کششی، دقت حرکت آسانسور را در هر دو جهت بالا و پایین حفظ میکند و به مسافران تجربهای راحت و روان ارائه میدهد. ماشینهای کششی دارای تنظیمات مختلفی هستند که بسته به طراحی آسانسور و ظرفیت وزنی آن متفاوت است. این ماشینها معمولاً در ورودی یا جعبههای آسانسور نصب میشوند تا نیازهای خاص ساختمان را برآورده کنند.
انواع موتورهای کششی آسانسور
انواع مختلفی از ماشینهای کششی آسانسور وجود دارد که بر اساس چندین عامل از جمله روش کاهش سرعت، نوع موتور محرک و ساختار آنها دستهبندی میشوند. این انواع مختلف به تولیدکنندگان، طراحان و مالکان ساختمانها کمک میکند تا مدل مناسب را بر اساس عواملی مانند ارتفاع ساختمان، فضای موجود، بهرهوری انرژی و عملکرد مورد نیاز انتخاب کنند.
بهطور کلی، انواع اصلی موتورهای کششی آسانسور عبارتند از:
بر اساس روش کاهش سرعت :
موتور کششی با گیربکس
ماشین کششی با گیربکس از یک گیربکس برای کاهش سرعت چرخش موتور قبل از انتقال آن به سیستم شیو یا پولی استفاده میکند. این نوع ماشین کششی برای ساختمانهای میانسال مناسب است و از نظر اقتصادی به صرفه است.
موتور کششی بدون گیربکس
در مقابل، ماشین کششی بدون گیربکس نیازی به گیربکس ندارد و موتور را بهطور مستقیم به شیو یا پولی سیستم متصل میکند. بهعنوان مثال، به دلیل ابعاد کوچکتر این ماشین، در ساختمانهای بلند با فضای محدود نصب میشود. همچنین، اکثر افراد به دلیل کارایی و صرفهجویی در انرژی این ماشین را ترجیح میدهند.
بر اساس ساختار
موتور کششی افقی
ماشینهای کششی افقی معمولاً در مکانهایی نصب میشوند که بهطور افقی قرار دارند و در خارج از چاه آسانسور در یک اتاقک قرار دارند. ساختمانهایی که فضای کافی برای یک اتاق ماشین جداگانه دارند، معمولاً از این نوع ماشین استفاده میکنند.
موتور کششی عمودی
ماشینهای کششی عمودی معمولاً در چاه آسانسور قرار دارند و فقط کابین و فلکه ها در داخل شبکه قرار دارند. ماشین کششی عمودی در چاه نصب شده و نیازی به اتاقک جداگانه ندارد. این ماشینها برای ساختمانهایی که فضای محدود دارند یا در مواردی که امکان نصب اتاق ماشین وجود ندارد، مناسب هستند.
بر اساس نوع موتور محرک
موتور کششی DC
موتورهای کششی DC موتورهایی هستند که با جریان مستقیم کار میکنند. این موتورها بهطور سنتی بهعنوان موتورهای آسانسور استفاده میشدند، اما بهدلیل توسعه فناوریهای بهتر موتور AC، امروزه کمتر رایج هستند.
موتور کششی AC
موتورهای کششی AC موتورهای مدرن آسانسور هستند که مدلهای قدیمی DC را جایگزین کردهاند. این موتورها طراحی بهینهتری دارند که باعث کارایی بیشتر و عملکرد قابل اعتماد میشود. موتورهای AC در چندین پیکربندی مختلف تولید میشوند تا با ظرفیتها و سرعتهای بار مختلف سازگار باشند.
ماشین کششی سنکرون دائممغناطیسی
ماشین کششی سنکرون دائممغناطیسی رایجترین نوع موتور AC در آسانسورهاست. بهدلیل وجود مغناطیسهای دائم بر روی روتور، موتور PMSM عملکرد بالا و قابلیتهای صرفهجویی در انرژی را ارائه میدهد.
علاوه بر دوام و قابلیت اطمینان، این موتورها کنترل دقیق، عملکرد بیصدا و شتاب سریع را فراهم میکنند.
موتور PMSM از ساختاری سبک استفاده میکند و میتواند در طراحیهای مختلف آسانسور، از جمله آنهایی که بدون اتاقک ماشین هستند، بهکار رود. به همین دلیل، این موتور بهعنوان محبوبترین ماشین کششی AC در بازار صنعت آسانسور شناخته میشود.
نحوه کار ماشین کششی آسانسور
ماشین کششی آسانسور جزء کلیدی سیستمهای آسانسور کششی است که بهطور فضایی کابینهای آسانسور را به بالا و پایین در شفت جابهجا میکند.
ماشین کششی بر اساس اصل کشش الکترو مکانیکی کار میکند و از یک موتور الکتریکی برای ارائه نیرو به سیستم شیو یا پولی استفاده میکند. حرکت چرخشی ایجاد شده توسط موتور به شیو یا پولی منتقل میشود.
شیو معمولاً به یک سری کابلهای فولادی متصل است که به نوبه خود به کابین آسانسور متصل میشوند. بسته به جهت مورد نظر سفر، کابلها را هنگام چرخش به دور میپیچد یا باز میکند.
اگر موتور در حال جمعآوری کابلها بر روی شیو باشد، کابین آسانسور بالا میرود و برعکس. وقتی موتور در حال باز کردن کابلهاست، کابین به پایین میآید. لازم به ذکر است که حرکت کابین آسانسور بهخوبی از طریق چرخش موتور ماشین کششی تنظیم میشود.
ماشین کششی به ویژگیهای ایمنی مختلفی مانند فرمانهای اضافهسرعت و سیستمهای ترمز مجهز است تا اطمینان حاصل کند که آسانسور بهسرعت حرکت نمیکند یا بدون کنترل پایین نمیآید.
بافر آسانسور
بافرها دستگاههای انرژیگیر هستند که در انتهای چاهک آسانسور قرار دارند. آنها عملکرد ایمنی حیاتی را با کاهش سرعت کابین یا وزنه تعادل در صورت سقوط ارائه میدهند. بافرها به گونهای طراحی شدهاند که انرژی ضربه را جذب کنند و از آسیب به سیستم آسانسور و ایمنی مسافران جلوگیری کنند.
زیرسیستمهای مکانیکی
دستیابی به طرحها و طراحیهای جامع آسانسور نقش کلیدی در تسریع راهاندازی خطوط تولید آسانسور دارد، بهویژه با سادهسازی مراحل اولیه توسعه و ساخت. این آمادهسازی استراتژیک کارایی مدیریت منابع را افزایش میدهد، مدت زمان لازم برای تحقیق و توسعه را کاهش میدهد و احتمال خطا در حین تولید را کم میکند. این موضوع به تولیدکنندگان این امکان را میدهد که به سرعت به تقاضای بازار و مشخصات مشتری پاسخ دهند و مزیت رقابتی در حوزههای پویا ساخت و ساز و ساختمان به دست آورند.
تمرکز بر زیرسیستمهای مکانیکی در یک سیستم آسانسور، مانند کابین آسانسور، دربهای اتوماتیک، راهحلهای بدون اتاقک ماشین (MRL) و پنلهای کنترلی ضروری است. این اجزا پایه و اساس عملکرد آسانسور هستند و داشتن طرحهای پیشطراحی شده برای آنها میتواند فرآیند تولید را بهطور چشمگیری تسهیل کند.
اجزای الکتریکی: مغز سیستمهای آسانسور
موتور: نیروی محرکه
موتور قلب سیستم آسانسور است که سیستم قرقره را به حرکت درمیآورد و حرکت کابین را به سمت بالا و پایین چاهک تسهیل میکند. موتورهای آسانسور برای کارایی، قابلیت اطمینان و دوام طراحی شدهاند، بهویژه با توجه به بارهای قابل توجهی که تحمل میکنند.
سیستم کنترل: مغز
سیستم کنترل مغز آسانسور است که سرعت، جهت و عملکرد دربها را مدیریت میکند. این سیستم شامل کنترلر است که سیگنالها را از اجزای مختلف تفسیر میکند و سیستمهای سیگنالی که درخواستهای مسافران را منتقل میکنند. سیستم کنترل اطمینان میدهد که سفرها بهطور مؤثر و ایمن انجام میشوند.
دکمههای فراخوان: رابطها
دکمههای فراخوان رابط بین مسافران و سیستم آسانسور هستند. این دکمهها در هر طبقه و داخل کابین قرار دارند و به مسافران این امکان را میدهند که آسانسور را فراخوانی کرده و طبقه مورد نظر خود را انتخاب کنند.
مدار ایمنی: نگهبان
مدار ایمنی سیستمی از قفلها و سوئیچها است که اطمینان میدهد آسانسور بهصورت ایمن کار کند. بهعنوان مثال، این سیستم از حرکت کابین جلوگیری میکند مگر اینکه دربها بهطور ایمن بسته شده باشند. مدار ایمنی جزئی حیاتی است که از مسافران و سیستم آسانسور محافظت میکند.
سیستمهای زنگ خطر و ارتباطات اضطراری: نجاتدهندهها
سیستمهای زنگ خطر و ارتباطات اضطراری اجزای حیاتی هستند که به مسافران این امکان را میدهند تا در مواقع اضطراری درخواست کمک کنند و با کارکنان امنیتی یا نگهداری ساختمان ارتباط برقرار کنند. این سیستمها در اکثر حوزهها بهمنظور تضمین ایمنی مسافران الزامی هستند.
حسگرهای موقعیتیاب: ناوبرها
حسگرهای موقعیتیاب، موقعیت کابین را در چاهک تشخیص میدهند و از توقف دقیق در طبقات مشخص اطمینان میدهند. این حسگرها بهصورت همزمان با سیستم کنترل کار میکنند تا عملکرد دقیق و نرم را حفظ کنند.
عملگر درب: نگهبان درب
عملگر درب، مکانیزمی است که دربهای کابین و چاهک را باز و بسته میکند. این عملگر با ورود کابین به هر طبقه همزمان است و از ورود و خروج نرم و ایمن مسافران اطمینان میدهد.