محاسبه بازده چاه آسانسور

 یکی از پر چالش ترین بخش محاسبات مربوط به توان مورد نیاز یک آسانسور کششی، تعیین بازده چاه آسانسور یا میزان تلفات انرژی در حرکت کابین است که مقدار بسیار زیاد آن مرتبط با اصطحکاک بین ریل و کفشک های کابین و وزنه تعادل و فلکه های هرزگرد می باشد. این موضوع در آسانسور هایی با روش نصب 2 به 1 بدلیل تعداد بیشتر فلکه هرزگرد محسوس تر می باشد و می تواند سازنده را در انتخاب صحیح توان موتور گمراه کند. همچنین بدلیل تجربی بودن این اعداد و محاسبات پیچیده برای تعیین بازده چاه آسانسور مقاله زیر را برای آشنایی هرچه بیشتر تولید کنندگان به بازده چاه آسانسور ارائه می کنیم.

برای بازده چاه آسانسور مقادیری که سازندگان مطرح موتور ارائه می کنند معمولا عددی بین 60% تا 86% می باشد که تعیین دقیق این عدد کاملا وابسته به نوع چاه آسانسور و چیدمان قطعات داخل چاه می باشد، این مورد به این مفهوم می باشد که در پروژه هایی شاید نیاز باشد توان موتور را 60 درصد بیشتر از توان مورد نیاز (محاسبه شده بصورت روتین) در نظر بگیریم! در این مقاله که تفصیل مقاله اصلی یک شرکت معتبر در خصوص تخمین تجربی از مقدار بازده چاه آسانسور می باشد به توضیح در خصوص عوامل موثر و محاسبات بازده چاه آسانسور در شرایط نصب متفاوت می پردازیم.

در ابتدای بحث فرمول محاسبه توان مورد نیاز موتور ارائه شده است:

محاسبه توان مورد نیاز موتور

این بازده شامل  تلفات در گیربکس.و _Anlᶯتلفات (بازده) چاه اسانسور می باشد. این بازده که همان بازده گیربکس است (در موتور های گیربکس) از جدول مشخصات فنی گیربکس استخراج می شود و بازده چاه آسانسور متغییری است که کاملا وابسته به چیدمان داخل چاه آسانسور است و در زیر فرمولی برای محاسبه آن ارائه شده است:

بازده فلکه های کششی که به صورت ثابت در چاه نصب شده است، بازده فلکه های کششی متحرک که بر روی کابین و وزنه تعادل نصب شده و همراه با کابین و وزنه تعادل حرکت می کند، بازده (تلفات) ریل های راهنما سمت کابین و وزنه تعادل، s وزن سیم بکسل و Q بار نامی آسانسور می باشد همچنین  درصد تعادل می باشد(معمولا 0/5 در نظر گرفته می شود) که در زیر آمده است:

• نکته مهم در محاسبه بازده چاه آسانسور: نسبت بر روی مقدار تلفات سیستم و بازده چاه آسانسور اثر گذار است. با افزایش این نسبت (وزن کابین به نسبت بار نامی) مقدار بازده چاه آسانسور کاهش میابد (تلفات سیستم بالا می رود) بنابر این محاسبات در جداول ارائه شده در ادامه،  مقدار کم  برای کابین های سنگین تر و مقدار بیشتر  برای کابین های سبک تر می توان استفاده کرد. (بخش ب)
• نکته دیگر نسبت می باشد که در محاسبات این نسبت 0/05 در نظر می گیریم در صورتی که این نسبت تفاوت زیادی با 0/05 داشته باشد در (بخش د) ضریبی برای در نظر گرفتن این تغییر ارائه می شود.

الف) بازده (تلفات) برای فلکه های ثابت و متحرک _RLᶯ و _RFᶯ:

میزان تلفات در فلکه های هرزگرد به نوع بیرینگ های بکار رفته و به نوع کاربری فلکه هرزگرد بر می گردد. فلکه های ثابت (نصب شده داخل چاه یا موتور خانه) و متحرک (نصب شده بر روی کابین و وزنه تعادل است) بوسیله  بازده های _RFᶯ و _RLᶯ در نظر گرفته شده است، مشخص است که تلفات در فلکه های ثابت بیش از فلکه های متحرک می باشد و همچنین تلفات در فلکه ها با بیرینگ استوانه ای کمتر می باشد.

مقادیر بازده برای فلکه متحرک و ثابت _RLᶯ و _RFᶯ با دو نوع بیرینگ در جدول زیر آورده شده است(لازم به ذکر است معمولا در ایران از بیرینگ استوانه ای استفاده نمی شود).

همانطور که از مقادیر جدول مشخص است با توجه به ساختمان بیرینگ فلکه و نوع استفاده (ثابت یا متحرک) بازده هر فلکه می تواند متفاوت باشد .

ب) بازده _Fᶯ ریل های راهنما:

شامل تلفات ناشی از استحکاک کفشک های لغزشی یا غلطکی کابین و وزن تعادل با ریل بوده و بر روی بازده کل بسیار تاثیر گذار است، این پارامتر به عوامل مختلفی بستگی دارد که شامل موارد زیر است:

1. وزن کابین آسانسور
2. نوع سیستم تعلیق
3. نوع و متریال کفشک ها
4. نحوه توزیع بار در کابین

– دقت مونتاژ و نصب و روغنکاری سطح ریل های راهنما

در آسانسور با سیستم تعلیق نا متقارن کابل های غیر عمودی و توزیع بار نامتوازن، نیرو های اعمالی بر روی ریل های راهنما غیر قابل صرف نظر بوده و محسوس می باشد، که اثر _Fᶯ بسیار قوی می باشد(بخصوص در کابین های لیفتراکی) ، اما در این جا (بدلیل پیچیدگی در محاسبات) بهتر است اثر این نیروها را در نظر نگیریم و تلفات اضافی را لحاظ نکنیم. انتخاب ضریب اصطکاک برای مقدار تلفات کفشک ها می تواند به نوع کفشک و ریل ها، متریال و نوع روانکاری نیز وابسته باشد.

اعدادی که توسط محاسبات و آزمایش های تجربی در ادامه آورده شده است وابسته به عملکرد عادی سیستم و تقارن سیستم تعلیق کابین و وزنه تعادل و نحوه توزیع بار عادی در کابین آسانسور ( نه مدل لیفتراکی) و دقت بالای نصب در ریل های راهنما در نظر گرفته شده است قطعا همانطور که پیشتر گفتیم مقدار بازده کمتر مربوط به کابین سنگین تر و بازده بیشتر مربوط به کابین سبکتر می باشد.

• _F= 0.9 …0.95ᶯ(برای کفشک های لغزشی)
• _F= 0.93 …0.98ᶯ (برای کفشک های غلطکی)
• طبق یک قاعده کلی میانگین داده های تجربی را می توان در نظر گرفت:
• _F= 0/93 ᶯ(برای کفشک های لغزشی)
• _F= 0/95ᶯ (برای کفشک های غلطکی)

لازم به ذکر است در آسانسور های لیفتراکی به دلیل اصطحکاک بالای ریل(تلفات بالا) این ضریب بسیار کمتر بوده که در انتخاب توان موتور بسیار تاثیر گذار است بنابر این در آسانسور های لیفتراکی حتما بایستی توان موتور بیش از آسانسور با سیستم تعلیق روتین در نظر گرفته شود.

بر اساس موارد بالا می توان توان (تلف شده) دقیق مورد نیاز سیستم را بدقت برای تجهیزات نصب شده بدست آورد. با این حال نیاز به محاسبات خاص دارد، که در حالت نرمال زمانی قابل قبول است که از تجهیزات اختصاصی آسانسوری استفاده شود. (این ضرایب برای آسانسور های سرعت بالا و طول تراول بالا متفاوت است)

ج) جدول میانگین بازده چاه آسانسور:

برای عملکرد عادی آسانسور، نیازی به محاسبه هر یک از حالات نیست، به همین دلیل در زیر مقدار میانگین بازده چاه برای آسانسورهای معمولی توسط فرمول 1 محاسبه شده است در زیر ارائه شده است:

د) ضریب تبدیل بازده چاه برای حالت ها خاص:

مقدار میانگین بازده چاه ارائه شده در جدول 2 می تواند وابسته به نوع قطعات و تجهیزات اضافی کم یا زیاد شود. لازم به ذکر است که اطلاعات ارئه شده در جدول بر اساس اطلاعات سیستم مقادیر :

که در آن

با تشکر از همراهی شما عزیزان در این مقاله امیدواریم ارائه این مقاله به شرکت های نصب و مونتاژ و فروشندگان و تولید کنندگان موتور دید بهتری از مفهوم بازده چاه آسانسور وتاثیر آن در انتخاب موتور بدهد.