دسترسی سریع به محتوای این مطلب
در انتخاب و طراحی سیستم تعلیق آسانسور، فرمول محاسبه سیم بکسل آسانسور، نقش تعیین کننده ای در ایمنی، دوام، هزینه نگهداری و کارایی دارد. اشتباه در تعیین قطر، محاسبه تعداد سیم بکسل یا نادیده گرفتن ضریب ایمنی می تواند موجب استهلاک شدید شیار فلکه، لغزش، افزایش هزینه توقف های اضطراری و حتی خطر شکست شود. در این مقاله، با رویکردی مهندسی و کاملاً کاربردی، تمامی اجزای محاسبات مربوط به سیم بکسل آسانسور را به صورت مرحله به مرحله بررسی می کنیم. این روند شامل ترکیب استاندارد سیم بکسل، فرمول محاسبه ظرفیت و SWL، نحوه محاسبه طول سیم بکسل آسانسور ، ارائه جدول نمونه محاسبات و در نهایت نکات اجرایی مربوط به تدوین جدول سیم بکسل خواهد بود.هدف ما این است که با یک چارچوب تحلیلی دقیق، هم فرآیند انتخاب سیم را ساده کنیم و هم مطمئن شویم که خروجی محاسبات، مطابق با اصول فنی و الزامات ایمنی است.
برای شروع، باید مجموع بارهایی که سیم بکسل آسانسور باید تحمل کند را مشخص کنیم. این بارها شامل جرم کابین (Wcar)، ظرفیت نامی مسافر (Wrated)، وزن متحرک های اضافی (مانند مشاهده بالانس وزن در سیستم های خاص در جدول وزن میلگرد) و در صورت وجود شیب یا انحراف، اثر زاویه ای (cos θ) هستند. سپس با در نظر گرفتن بازده سیستم (η)، که به کیفیت فلکه ها، یاتاقان ها و میزان اصطکاک بستگی دارد، می توان بار واقعی وارد بر هر رشته سیم بکسل را محاسبه کرد.
فرمول پایه به شکل زیر نوشته می‌شود:
Trope = (Wcar + Wrated) × SF / (n × η)
که در آن:
از طرف دیگر، ظرفیت مجاز کاری یا SWL (Safe Working Load) سیم بکسل به این صورت تعریف می شود:
SWL = MBL / SF
که در آن MBL همان حداکثر بار گسیختگی (Maximum Breaking Load) است.
برای محاسبه تعداد سیم بکسل مورد نیاز، می توان از رابطه زیر استفاده کرد:
n ≥ (Wtotal × SF) / (SWLrope × η)
در نهایت، انتخاب قطر سیم بکسل آسانسور بر اساس جدول های مرجع تولید کننده و استاندارد های معتبر انجام می شود. همچنین، نسبت قطر فلکه به قطر سیم بکسل (D/d ratio) باید رعایت شود تا از خم کاری شدید و خستگی زودرس سیم جلوگیری گردد.
محاسبه ضریب اطمینان (یا ضریب ایمنی سیم بکسل) برای آسانسورها برخلاف سایر صنایع، سخت گیرانه تر است؛ زیرا با جان انسان سر و کار دارد. در حالت کلی، ضریب اطمینان برابر با نسبت بار گسیختگی به بار کاری تعریف می شود و در آسانسورهای مسافربر، معمولاً بازه های ۱۲ تا ۱۶ (بر حسب استاندارد و شرایط طراحی) مورد استفاده قرار می گیرد. این مقدار باید به گونه ای تعیین شود که هم استاندارد سیم بکسل رعایت شود و هم سازنده بتواند با تکیه بر ظرفیت تحمل سیم بکسل و مشخصات متالورژیکی، ایمنی مورد انتظار را تضمین کند.
نحوه محاسبه ضریب اطمینان سیم بکسل باید همزمان پارامترهایی چون سناریوهای اضطراری (گیر کردن کابین، بارگذاری بیش از حد، شوک دینامیکی)، کیفیت نصب سیم بکسل در آسانسور، سایش شیار، شیار فلکه کشش و کیفیت نگهداری دوره ای را در برگیرد. توجه داشته باشید که استاندارد های ملی و بین المللی ممکن است حداقل هایی برای این ضریب تعیین کرده باشند، اما مهندس طراح می تواند بسته به شرایط بهره برداری، ضریب بالاتری را برگزیند.
در آسانسورهای مسافربر، معمولاً ضریب ایمنی این سیم به نحوی انتخاب می شود که SWL هر رشته، حداقل ۱/۱۲ تا ۱/۱۶ مقدار MBL باشد. این یعنی اگر شما سیم بکسلی با حداکثر بار گسیختگی (MBL) مشخص دارید، باید ظرفیت مجاز کاری (SWL) را با تقسیم آن به ۱۲، ۱۴ یا ۱۶ (بسته به استاندارد) محاسبه کنید. این عدد، سقف ایمن بارگذاری هر رشته است. در آسانسورهای باری یا آسانسورهای خاص (مثلاً مدل ها با ترافیک صنعتی و سرعت بالا)، ممکن است ضریب متفاوتی مورد استفاده قرار گیرد، اما اصل موضوع تغییر نمی کند؛ بار کاری واقعی هر رشته باید به طور معناداری کمتر از ظرفیت مجاز کاری آن رشته باشد. همچنین برای استاندارد در سیم بکسل لازم است آزمایش های مخرب و غیرمخرب (NDT) و نیز آزمون های کنترل کیفیت دوره ای انجام شود تا تغییرات ریز ساختاری، کاهش قطر مؤثر و هرگونه نشانه خستگی به موقع تشخیص داده شود.
| نوع آسانسور | ضریب ایمنی (SF) | رابطه محاسبه SWL | توضیحات |
|---|---|---|---|
آسانسور مسافربر | 12 | SWL = MBL ÷ 12 | مطابق حداقل استاندارد |
آسانسور مسافربر | 14 | SWL = MBL ÷ 14 | ضریب ایمنی متوسط برای شرایط سخت تر |
آسانسور مسافربر | 16 | SWL = MBL ÷ 16 | حداکثر ضریب ایمنی برای امنیت بیشتر |
آسانسور باری سنگین | 8 – 10 | 10 تا SWL = MBL ÷ 8 | در کاربرد های صنعتی و سرعت پایین |
|
آسانسور خاص (پرسرعت با ترافیک بالا) |
14 – 16 | 16 تا SWL = MBL ÷ 14 | ضریب بالاتر به دلیل بارهای دینامیکی زیاد |
ضریب ایمنی تنها یک عدد ثابت نیست؛ نتیجه یک تحلیل چند عاملی است. مهم ترین عوامل مؤثر عبارت اند از: نوع کاربری (مسافربر/ باری)، سرعت حرکت، تعداد استارت/ استاپ روزانه، کیفیت روغن کاری، نسبت قطر فلکه کشش به قطر سیم (D/d)، نوع آرایش سیم (6×19، 8×19 و …)، جنس مغزی (الیافی یا فولادی)، دمای محیطی، ضربه ها و شوک های دینامیکی و نصب سیم بکسل در آسانسور (تراز نبودن، پیچش اولیه، یا اصطکاک غیر متقارن). علاوه بر این عوامل، محاسبه تعداد سیم بکسل، نحوه در نظر گرفتن بازده سیستم η، و حتی کیفیت مهار‌ها، سوکت گذاری، گیره ها و نحوه گره نیز در تعیین ضریب ایمنی موثر است. هرچقدر عدم قطعیت های بهره برداری بیشتر باشد، ضریب ایمنی نیز باید بزرگ تر انتخاب شود. در اینجا نقش تجربه مهندسی و بازرسی های دوره ای پررنگ می شود؛ چرا که ضریب ایمنی طراحی در طول زمان باید با وضعیت واقعی تطبیق داده شود.
پیش از ارائه جدول، باید بدانیم جدول محاسبه سیم بکسل یک مرجع تقریبی و آموزشی است و جایگزین محاسبات دقیق طراحی و داده های سازنده نمی شود. جدول باید حداقل شامل این ستون ها باشد: ظرفیت نامی کابین (کیلوگرم)، تعداد سیم بکسل، قطر پیشنهادی (میلی متر)، SWL تقریبی هر رشته، ضریب اطمینان انتخابی و طول کل (متراژ سیم بکسل).
این جدول کمک می کند تا در فاز پیش طراحی، دیدی از دامنه قطرها و تعداد رشته های محتمل داشته باشیم. برای مثال، در ظرفیت های متداول ۴۵۰، ۶۳۰ و ۱۰۰۰ کیلوگرم، با فرض ضریب ایمنی ۱۲، η=0.9 و کاربرد مسافربر، می توان مقادیر نمونه ای را صرفاً جهت درک روند محاسبه (و نه مرجع اجرایی) درج کرد. همچنین هنگام تحلیل هزینه، توجه به قیمت میلگرد و حتی جدول وزن میلگرد (برای همسان سازی وزن ها و برآورد متریال در پروژه های ساختمانی) می تواند در فاز برآورد مالی کمک کننده باشد؛ هر چند این موارد مستقیماً در محاسبات سیم بکسل دخیل نیستند، اما در گزارش فنی– مالی پروژه به آن ها استناد می شود.
جدول زیر صرفاً نمونه آموزشی و فرضی است؛ اعداد باید با داده های واقعی سازنده و استاندارد کنترل شوند.
| ظرفیت کابین (kg) | تعداد سیم بکسل (n) | قطر پیشنهادی (mm) | SWL تقریبی هر رشته (kg) | ضریب ایمنی (SF) | طول کل (m)* |
|---|---|---|---|---|---|
450 | 4 | 8 | 900 | 12 | 120 |
630 | 4 | 10 | 1200 | 12 | 135 |
1000 | 6 | 12 | 1600 | 12 | 170 |
* طول کل (متراژ سیم بکسل) بر اساس مسیر حرکت، ارتفاع چاه، تعداد فلکه های هرزگرد و ذخیره اضافی برای تنظیمات آینده به صورت تقریبی درج شده است. برای محاسبه متراژ سیم آسانسور باید مسیر واقعی و آرایش فلکه ها دقیق مدل سازی شود.
در مهندسی، دو پارامتر اصلی برای محاسبه ظرفیت سیم بکسل استفاده می شود:
فرمول اصلی برای محاسبه SWL به شکل زیر است:
SWL = MBL / SF
که در آن:
برای به دست آوردن MBL معمولاً از داده های تولید کننده یا استاندارد های مربوط به سیم بکسل استفاده می کنیم. این مقدار وابسته به قطر سیم، نوع مفتول، ساختار بافت (Construction)، مقاومت کششی نهایی (UTS) و نوع مغزی است.
پس از بررسی نحوه محاسبه SWL سیم بکسل، باید ظرفیت هر رشته سیم بکسل با بار واقعی وارد بر آن مقایسه شود. اگر بار واقعی < SWL باشد، طراحی ایمن تلقی می شود.
برای شرایطی که شوک ها و بارهای دینامیکی وجود دارد، SF باید بزرگ تر انتخاب شود. همچنین در آسانسور باید نسبت اصطکاک بین سیم بکسل و فلکه کشش بررسی شود تا از لغزش جلوگیری شود. این بررسی با رابطه زیر انجام می شود:
μ × θ ≥ ln (T1 / T2)
که در آن:
محاسبه طول سیم بکسل آسانسور (یا همان محاسبه متراژ سیم بکسل آسانسور) وابسته به ارتفاع چاه، تعداد فلکه های هرزگرد، آرایش عبور سیم از فلکه ها، فاصله های اضافی برای نشست کابل، رگلاژ و سربرداشتن احتمالی و نیز نوع سیستم (کششی، هیدرولیکی با سیم بکسل بالانس و …) است. قاعده کلی این است که متراژ سیم بکسل را کمتر از مقدار واقعی نگیرید؛ همیشه حاشیه اطمینان (مثلاً ۲ تا ۳ متر برای هر رشته) لحاظ کنید تا در سرویس های آینده مجبور به تعویض کامل رشته نشوید.
برای سیستم های کششی، معمولاً طول هر رشته تقریباً برابر با (2× ارتفاع حرکت + مسیرهای دوره + طول های آزاد برای اتصال و گره) است. اگر از Counterweight (وزنه تعادل) استفاده می کنید، مسیر حرکت وزنه را نیز باید در نظر بگیرید. در پروژه هایی که چندین فلکه هرزگرد در بالای چاه یا روی کابین وجود دارد، هر حلقه عبور سیم از فلکه، طول اضافه ای به شما تحمیل می کند. در عین حال، نصب سیم بکسل در آسانسور باید طوری انجام شود که پیچش اولیه و زاویه های ورود و خروج کنترل شوند؛ در غیر این صورت، حتی با طول صحیح، عملکرد نهایی مطابق انتظار نخواهد بود. در نهایت، برای کنترل هزینه ها، می توانید در گزارش فنی- مالی پروژه، به مواردی مثل سیم بکسل و روند تغییرات بازار مصالح نظیر قیمت آهن اشاره کنید تا کارفرما تصویر شفافی از هزینه های جانبی داشته باشد.
جمع بندی
در این مقاله به طور کامل درباره فرمول محاسبه سیم بکسل آسانسور، نحوه انتخاب سیم بکسل آسانسور، بررسی ضریب ایمنی و روش های استاندارد نصب آن صحبت کردیم. همچنین اهمیت محاسبه تعداد سیم، بررسی ظرفیت تحمل سیم بکسل و روش های دقیق تعیین قطر سیم بکسل آسانسور را بررسی نمودیم. با استفاده از جدول محاسبه این سیم و آشنایی با فرمول محاسبه ظرفیت سیم بکسل می توان به راحتی ایمنی آسانسور را تضمین کرد. از سوی دیگر، به نحوه محاسبه متراژ این سیم و عوامل مهمی که در تعیین SWL یا همان ظرفیت کاری موثر هستند، پرداختیم.
اگر قصد خرید یا بررسی محصولات مرتبط مانند سیم بکسل، یا اطلاع از قیمت آهن و قیمت میلگرد را دارید، می توانید به سایت مرکزآهن مراجعه کرده و برای دریافت مشاوره تخصصی با کارشناسان این مجموعه تماس بگیرید. مشاوران مرکزآهن شما را در انتخاب بهترین تجهیزات و مشاهده جدول وزن میلگرد راهنمایی خواهند کرد.
سوالات متداول
ظرفیت مجاز کاری (SWL) برابر است با حداکثر بار گسیختگی (MBL) تقسیم بر ضریب اطمینان (SF).
با محاسبه بار هر رشته، مراجعه به جداول سازنده، کنترل نسبت D/d و اطمینان از اینکه SWL رشته از بار واقعی بیشتر است.
SWL حد مجاز بار کاری است و مرجع اصلی تصمیم گیری برای تعداد رشته ها، قطر و ضریب اطمینان در طراحی آسانسور محسوب می شود.
عموماً بین 12 تا 16 برای آسانسورهای مسافربر در نظر گرفته می شود، اما باید با شرایط بهره برداری تطبیق داده شود.
براساس ارتفاع چاه، تعداد فلکه ها، مسیر عبور، طول های آزاد برای نصب و رگلاژ و با در نظر گرفتن حاشیه اطمینان چند متری.
مرکزآهن، مرجعی تخصصی و به روز برای کسب دانش و اطلاع از آخرین تحولات بازار آهن و فولاد است. با وبلاگ جامع ما، همیشه از آخرین اخبار و اطلاعات این صنعت آگاه باشید.