Dinamica Ascensorului DE Persoane

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS”DIN GALAȚI

FACULTATEA DE INGINERIE ȘI AGRONOMIE DIN BRĂILA

LUCRARE DE DISERTAȚIE

DINAMICA ASCENSORULUI DE PERSOANE

CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC:

S.L. dr. ing. Diana Anghelache

Conf. dr. ing. Silviu NĂSTAC

AUTOR:

Absolvent Achenfiev Florentina

Iulie 2016

CUPRINS

CAPITOLUL 1

STADIUL ACTUAL AL ASCENSOARELOR

Introducere

Ascensorul este un mecanism care se mișcă pe direcție verticală și poate transporta persoane între etajele unei clădiri, scutind acele persoane de depunerea unui efort fizic ridicat pentru a urca sau coborî. Ascensorul folosește in general, energia electrică pentru a se putea deplasa, sau o pompă hidraulică cu fluid pentru a ridica un piston cilindric.

Înainte să fie inventat ascensorul de persoane, accesul la etajele superioare ale clădirilor sau în locuri mai înalte era o acțiune de-a dreptul hazardată.

Primul ascensor comercial din lume a fost instalat de compania de ascensoare Otis din New York, in martie 1857. Primul ascensor electric a fost creat de firma Siemens in anul 1880.

În anul 1861 au fost aduse noi îmbunătățiri ale ascensorului de persoane și anume corzi

de susținere mai rezistente. Această transformare a mărit considerabil popularitatea ascensoarelor.

În anul 1862 a apărut primul funicular ce era destinat transortului de persoane in Lyon, având cam același principiu de funcționare ca al ascensorului.

În anul 1863 William Miller a inventat primul ascensor cu coloană de suport elicoidală pentru ridicare și care împiedică căderea cabinei.

În anul 1867 frații Otis au primit Medalia de Aur pentru „cea mai mare invenție pentru companiile mici”.

În anul 1868 Richard Waygood a obținul patentatul pentru primul ascensor de persoane hidraulic.

C.W. Baldwin a introdus un concept nou în proiectarea ascensoarelor hidraulice: folosirea masei apei, nu a presiunii exercitate de aceasta pentru deplasarea cabinei și a propus utilizarea unor uși mai rezistente, din fier, pentru siguranța pasagerilor.

Anul 1878 vine cu o revoluție în istoria ascensoarelor prin folosirea curentului electric, dar cu toate acestea, ascensoarele electrice au început să se răspândească abia nouă ani mai târziu, mai ales pe continentul American și în Marea Britanie.

În secolul XX, marea companie de ascensoare „Otis” a inventat așa numitul buton „Push”, care ușura folosirea ascensorului, prin faptul că nu mai exista suficient personal care să acționeze ascensorul. [*]

sursa (https://www.google.ro/search?q=foto+ascensoare+vechi)

Ascensoarele, în general, sunt instalații care se deplasează pe verticală, ghidate pe glisiere. Ele servesc la transportul de persoane și materiale, în cabine sau pe platforme special construite. Ascensoarele electrice folosesc energia electrică pentru sistemul de acționare și comandă. Atât în timpul deplasării cât și al staționării, ascensoarele trebuie să asigure protecția persoanelor și materialelor transportate.

Pentru a se asigura protecția încărcăturii împotriva eventualelor accidente, ascensoarele sunt prevăzute cu dispozitive de siguranță a căror prezență sau funcționare este permanent controlată electric. O funcționare defectuoasă sau nefuncționare a sistemelor de siguranță trebuie să conducă la oprirea instalației și scoaterea ei din funcționare.

Comanda dată ascensorului se realizează numai în cazul în care se confirmă electric că toate ușile sunt închise (deci se acoperă toate golurile ușilor de acces ale puțului) și că sunt zăvorâte (adică asigurate împotriva deschiderii lor în timpul funcționării ascensorului), spre a se evita eventualele căderi în puțul ascensorului, când cabina nu se află în stație. Împotriva unei surse de accident, se folosește după natura accidentului posibil unul sau mai multe dispozitive care acționează prin întrerupere de comenzi sau manevre – blocarea directă a mișcării periculoase respective sau a oricărei alte mișcări.

De exemplu, ușa la puț, la oricare stație, nu se poate deschide decât atunci când cabina se află oprită în dreptul ei și o acoperă complet.

Studiul bibliografic. Clasificarea ascensoarelor

Ascensoarele cu cabină se împart în ascensoare pentru materiale și ascensoare pentru persoane.

Tabel 1 – Clasificarea ascensoarelor pentru clădiri

Echipamentul mecanic este constituit din acele subansambluri care asigură susținerea, echilibrarea, ghidarea și mișcarea cabinei, realizează transportul, sau închide spațiul puțului în timp ce cabina nu se găsește la stația corespunzătoare.

Principalele elemente mecanice componente sunt: cabina, contragreutatea, elementele de echilibrarea greutății cabinei, cablurile de oțel, troliul, glisierele, ușile de acces în puț, limitatorul de viteză, soclurile și tampoanele de amortizare, roțile purtătoare de cablu.

Producători de ascensoare

Firma ASCENSO are urmatoarele tipuri de ascensoare:

ascensoare electrice de persoane;

ascensoare hidraulice de persoane;

ascensoare de persoane fără camera mașinii [].

sursa: http://www.ascensoare.ro/ascensoare.htm

Ascensorul electric de persoane are o sarcina de 225kg si o viteza de 1m/s; 1.6m/s; 2m/s; 3m/s. Ascensoarele hidraulice de la Ascenso sunt silențioase și au un nivel de zgomot de aproximativ 55db, datorită centralinei dotată cu motor scufundat în ulei. Viteza sa este de 0,63m/s. Este posibilă instalarea unui variator care să crească viteza pană la 1m/s. Iar sarcina sa este de 225kg. Ascensorul de persoane fară camera mașinii se adresează cladirilor care nu au o sală a mașinilor, mai exact camera motorului.

Firma DIAMOND LIFT are următoarele tipuri de ascensoare:

lifturi electrice de persoane

lifturi hidraulice de persoane

platforme pentru persoane cu disabilități locomotorii.

Ascensoarele electrice de persoane au o sarcina de 5000kg. Lifturile sunt echipate cu motoare de ultimă generație.

Sursa: http://www.diamondlift.ro/

Firma ELMAS are urmatoarele tipuri de ascensoare:

ascensoare hidraulice de persoane

ascensoare electrice de persoane

ascensoare fără cameră de ardere pentru persoane

Sursa: http://www.proidea.ro/elmas-srl-228476/ascensor-persoan

Firma KLEEMANN are următoarele tipuri de ascensoare:

ascensorul hidraulic de persoane

ascensoare hidraulice cu sau fară puț pentru ascensor

ascensoare pentru persoanele cu disabilitați

sursa: (http://storage.spatiulconstruit.ro/storproc/gallery/h124/f12480/gallery_item/73162/lift_hidraulic_de_persoane)

CAPITOLUL 2

OBIECTUL STUDIULUI

2.1. Scopul temei

Scopul acestei lucrări constă în:

Realizarea unui studiul bibliografic asupra ascensoarelor și o clasificare

Stabilirea modelului fizic pentru realizarea calculului dinamic

Calcul dinamic pentru ascensorul de persoane

Concluzii in urma studiului realizat pentru ascensor.

În consecință scopul acestei lucrări constă în elaborarea unor metodologii de calcul și soluții constructive pentru ascensoarele de persoane, plecând de la o serie de realizări în domeniu, de la datele existente în literatura de specialitate, cât și de la prevederile standardelor în vigoare. Criteriile prezentate urmăresc: o alegere corectă a materialelor, o stabilire corespunzatoare a dimensiunilor și formei constructive cu scopul reducerii consumurilor specifice de material, elaborarea unei tehnologii de fabricație simple si ieftine, obținerea unei fiabilitați înalte în exploatare, precum și obținerea unui design agreat de beneficiar.

CAPITOLUL 3

MODELUL FIZIC AL ASCENSORULUI

Generalități

Cabina și contragreutatea sunt suspendate de un organ flexibil petrecut peste o roată de antrenare. Chiar și la ascensoarele cele mai ușoare organul flexibil este realizat din trei cabluri dispuse in paralel și dimensionate să suporte sarcinile cu un coeficient de sigurantă egal cu 14. Un cablu este cu atât mai flexibil, cu cât este mai subțire, iar cu cât este mai flexibil durata de viață este mai ridicată. Din această cauză se folosesc trei cabluri mai subțiri cu aceiași rezistență mecanică ca a unui singur cablu, dar dacă ar fi fost mai gros ar fi avut o fiabilitate mai redusă. Folosirea a trei cabluri pune în schimb alte probleme, care sunt de preferat față dezavantajul unei fiabilități scăzute. Problema constă în echilibrarea perfectă a încărcării celor trei cabluri care este imposibil de realizat numai din tăierea lor precisă la aceiași lungime. Pentru echilibrarea încărcării, cele trei cabluri se fixează rigid la una din sarcini (de exemplu la contragreutate) și elastic-reglabilă cealalta sarcina (la cabina), iar tensionarea lor este verificată și reglată periodic în cadrul lucrărilor de întreținere.

Antrenarea celor trei cabluri se face prin frecare pe o roată de antrenare prevazută cu trei canale profilate corespunzator. Acest sistem se aplică la toate mașinile de transportat acționate de cabluri cum ar fi: macaralele cu cărucior pe braț, macaralele funiculare, telefericele, telecabinele. Acest dispozitiv de antrenare are avantajul că mașina propriuzisă independentă de lungimea cursei de lucru, ceea ce nu s-ar fi întâmplat dacă se foloseau tambure de înfășurare la care se fixa unul din capetele cablului. În schimb apare pericolul patinării cablului, ceea ce se poate evita dacă se apasă corespunzător pe roată.

Acesta este rolul contragreutații și anume de a realiza în primul rând apăsarea cablului pe roată și cu totul secundar echilibrarea unei părți din sarcină deoarece, dacă nu ar fi posibilă antrenarea,echilibrarea sarcinii ar fi zadarnică. Se poate presupune că și greutatea cabinei are un rol important aici și este de înțeles că greutatea cabinei trebuie să fie dependentă de sarcina maximă de transportat [18].

Construcția ascensorului

În figura 3.2 este prezentat modelul fizic al unui ascensor.

sursa: https://www.google.ro/search?q=principalele+componente+ale+unui+ascensor

În figura 3.2 este reprezentată schematic o instalație de ascensor electric. Sarcina este

protejată și transportată în cabina, care circulă prin alunecare și ghidare pe glisiere. Cabina

este purtată de cablurile de tracțiune, acționate prin troliu de către motorul electric. Greutatea cabinei și o jumătate din sarcina utilă sunt echilibrate de contragreutatea, care este ghidată în deplasarea ei de glisierele . Cabina circulă în spațiul de siguranță interior. Drumul util maxim al cabinei se numește cursă. Trecerea din cabină la palierele stației de oprire se face prin ușile de acces.

Dacă la coborâre viteza cabinei depășește viteza nominală cu mai mult de 40%, cabina este

oprită și fixată mecanic pe glisiere de către limitatorul de viteză, concomitent cu blocarea tuturor comenzilor, până la remedierea defectului intervenit. Prinderea pe glisiere se execută instantaneu pentru vitezele mici, iar pentru vitezele mijlocii și mari după o cursă de frânare pe glisiere, lungimea acestei curse crescând cu viteza nominală a ascensorului. În partea inferioară a spațiului de sigurantă inferior, sunt tampoanele, pe care se așează cabina la depășire accidentală a cursei la mersul în jos și care vor amortiza forța de impact.

Dacă dintr-o defecțiune oarecare, cabina nu se oprește și depășește una din stațiile extreme,

sus sau jos, este acționat de cabină sau de troliu întreruptorul de sfârșit de cursă care oprește

instalația. Dacă la mersul cabinei în sus nu funcționează limitatorul de cursă și se continuă mersul în mod periculos, ascensorul se oprește prin așezarea contragreutății pe tampoanele de amortizare, înainte ca jugul cabinei să ajungă în tavan.

Echipamentul mecanic este constituit din acele subansambluri care asigură susținerea, echilibrarea, ghidarea și mișcarea cabinei, realizează transportul, sau închide spațiul puțului în timp ce cabina nu se găsește la stația corespunzătoare.

Principalele elemente mecanice componente sunt: cabina, contragreutatea, elementele de echilibrarea greutății cabinei, cablurile de oțel, troliul, glisierele, ușile de acces în puț, limitatorul de viteză, soclurile și tampoanele de amortizare, roțile purtătoare de cablu.

Cabina este elementul ascensorului care transportă sarcina, prin mișcarea ei în puț în plan vertical, susținută de cabluri și ghidată de glisiere. Cabina trebuie să aibă dimensiunile impuse de standardele și prescripțiile oficiale corespunzător sarcinii nominale a acesteia. Acestea trebuie să fie rigide și rezistente, dimensionate în raport de utilitate, spre a nu se deforma la sarcina nominală, cu suprasarcinile de verificare și la solicitările accidentale. Cabina se compune din: cutie, jug, suspensie, ghidaje, paracăzătoare și echipament suplimentar.

Cutia cabinei servește la transportul sarcinii și este formată la rândul ei din: pereți, tavan, podea, uși și are, în general, formă de paralelipiped dreptunghic. Ea poate fi construită din metal sau din lemn.

Înălțimile interioare ale cutiilor de cabină variază între 1900 și 2500 mm. Ascensoarele mici de materiale (de 50-100daN), nu trebuie să depășească înălțimea de 1000 mm. La ascensoarele la care sarcina este transportată pe electrocare, înălțimea cutiei cabinei trebuie să fie de minim 1800 mm măsurată de la platforma electrocarului.

Pereții cutiei de cabină trebuie să fie verticali, perpendiculari pe podea și tavan.

Planseul sau plafonul cutiei cabinei este confecționat din același material ca și pereții. Trebuie să suporte o sarcină concentrată de cel puțin 100 daN greutatea unei persoane.

Podeaua este suprafața de bază a cutiei; poate fi fixă sau mobilă. Podeaua fixă face corp comun cu pereții cutiei și se utilizează la ascensoarele de materiale, de bolnavi și la cele de persoane.

Podeaua se confecționează, de regulă, din lemn de esență tare și se acoperă cu un covor de cauciuc, linoleum sau material plastic. Grosimea podelei din lemn trebuie să fie de cel puțin 25 mm pentru sarcini până la patru persoane și de cel puțin 40 mm pentru restul ascensoarelor. Podeaua cabinei face corp comun cu pragul, prelungindu-se pe sub ușile cabinei. La ascensoarele numai pentru materiale, specializate pentru anumite transporturi, podeaua poate fi înlocuită cu role.

Dimensionarea cabinelor la ascensoarele de persoane se face în raport cu numărul de persoane. Pentru o persoană este necesară suprafața de 0.24-0.31 m². Suprafața podelei determină celelalte elemente ale ascensorului, chiar dacă se prescrie o sarcină nominală mai redusă decât permite suprafața cabinei. Pentru ascensoarele de materiale cu volum mare și greutate mică, cutiile de cabină au dimensiuni corespunzătoare volumului maxim transportat, dar sunt prevăzute cu dispozitive de cântărire. Interiorul cabinei trebuie iluminat de cel puțin două lămpi, iar la cabinele cu pereții plini, se prevede aerisire prin găuri de 50-60 mm, prevăzute în partea superioară.

Glisierele sunt subansamble care servesc la ghidarea cabinei sau contragreutății și la susținerea cabinei, în cazul funcționării paracăzătoarelor. Ele dirijează cabina și contragreutatea în același plan vertical pe toată înălțimea puțului.

Constructiv, glisierele pot fi rigide sau flexibile. Pentru cabină se folosesc numai glisiere rigide. Cele flexibile se folosesc numai în cazuri de excepție, pentru contragreutate.

Ca montaj glisierele rigide pot fi: suspendate, așezate și flotante. Cele suspendate se prind cu capătul superior de platforma puțului. Cele așezate sunt fixate cu capetele inferioare pe fundul puțului. Cele flontante nici așezate, nici suspendate, ci numai fixate de pereții puțului, prin console. După materialul folosit pot fi din lemn, din profile normale, din laminate rotunde, din profile întărite sau din profile speciale.

Glisierele se fixează pe console, iar tronsoanele glisierelor se îmbină cu ajutorul ecliselor din platbandă. Eclisa trebuie să fie prinsă de fiecare tronson, cu cel puțin patru șuruburi.

Prinderea lisierelor de console se face prin cleme speciale. Nu sunt permise între capetele de traversă spații mai mari de 0,5 mm. La așezarea cabinei sau contragreutății pe socluri sau pe tampoanele amortizoare trebuie să rămână minimum 50 mm de la capătul glisierei, până la ghidaj.

Glisierele trebuie să fie rectilinii, cu o abatere de maximum 1/1000 din lungimea tronsoanelor, dar nu mai mult de 2 mm. Se admit abateri de la verticalitate de maximum 1/5000 pentru glisierele cu înălțimea de 50 m, iar la cele mai înalte, maximum 10 mm. Glisierele față în față vor avea același plan de simetrie.

Glisierele se montează din tronsoane cu lungime între 2 și 5 m. Ele se prind de pereți cu console metalice sau combinate. Pe consolele combinate se prind ambele glisiere (cabină și contragreutate). Consolele se încastrează în zidurile puțului prin cimentare sau sudură în oțelul beton al peretelui de puț.

Cablurile – in timpul cursei, cabina subântinde între ea și roata de fricțiune lungimi de cabluri care se schimbă în timpul cursei, valoarea greutății în ramura respectivă a cablurilor, fiind variabilă. Pentru a o păstra constantă se folosesc cabluri sau lanțuri de echilibrare montate sub cabină și contragreutate. Această măsură este necesară la ascensoarele cu, curse mari, la care greutatea cablurilor este importantă.

Condițiile pe care trebuie să le îndeplinească cablurile sau lanțurile de echilibrare sunt:

– să aibă pe ansamblu aceeași greutate pe unitatea de lungime ca și ansamblul cablurilor de tracțiune;

-să nu se încurce în puț;

– diversele cabluri să nu se frece între ele;

– să nu facă zgomot,

– să prezinte suficientă rezistență mecanică;

– prin uzură să nu provoace ruperi nete.

Troliul este elementul care deplasează, cu ajutorul cablurilor, cabina și contragreutatea. El trebuie să execute transportul în condiții de siguranță, să oprească precis la stații, fără șocuri sau zgomot, să rămână frânat, să nu sufere nici o deformare la încărcarea cabinei.

Troliul conține: dispozitivul de tracțiune, motorul electric, reductorul, cupla, frâna, servomotorul sau electromagnetul de frână.

Clasificarea troliilor:

După numărul reductoarelor:

troliu fără reductor ;

troliu cu unul sau cu mai multe reductoare;

După dispozitivele de tracțiune:

troliu cu tambur;

troliu cu roată de fricțiune;

După poziția dispozitivului de tracțiune față de reductor:

trolii pe stânga;

trolii pe dreapta

După variația vitezei:

trolii cu o viteză;

trolii cu două viteze;

trolii cu variația continuă a vitezei.

Motorul electric are cuplu mare la pornire pentru că ascensorul electric lucrează în regim intermitent, cu porniri repetate în sarcină.

Contragreutatea este organul care echilibrează greutatea cabinei și o jumătate din sarcină. Ea este montată în puț și circulă pe glisiere rigide sau flexibile, purtată de cablurile de tracțiune.

Aceasta servește și pentru limitarea mecanică a cursei în sus a cabinei; la ridicarea cabinei peste limita admisă, în cazul nefuncționării limitatorului sfârșit de cursă, contragreutatea se așează pe socluri sau pe amortizoare, cablurile de tracțiune se slăbesc și ascensorul se oprește.

Folosirea contragreutății este obligatorie la ascensoare cu roată de fricțiune.

Suspensia contragreutății se poate executa la tracțiunea directă, rigidă, cu arcuri, sau cu balansiere, iar la tracțiunea indirectă, cu roată în jug.

Jugul contragreutății se confecționează din oțel profilat, platbandă sau oțel rotund, iar blocul se realizează din fontă sau beton armat.

Ghidajele contragreutății sunt asemănătoare cu cele ale cabinei. Ele se recomandă în special la ascensoarele cu viteze mijlocii și mari.

Pentru contragreutățile care folosesc, în loc de glisiere rigide, cabluri sau sârme, ghidajele au forma unor bucșe confecționate din bronz, din compoziție sau din lemn. Pentru ascensoare care au contragreutatea în puțuri, sub care se află un spațiu circulant, trebuie să se doteze cu paracăzătoare și cu limitator de viteză propriu, identice cu cele ale cabinei.

Ghidaje – cabina în mișcare în puț este ghidată de către ghidaje, fixate pe jug, câte două de fiecare glisieră. O pereche este montată deasupra cabinei, altă pereche dedesubtul ei.

Constructiv, există două feluri de ghidaje: glisante sau alunecătoare și de rostogolire.

Ghidajele cuprind glisiera din trei părți. Toleranțele maxime și minime de joc, sunt în raport de calitatea montajului glisierelor precum și gradului de prelucrare.

Pentru micșorarea zgomotelor și șocurilor este necesar ca jocurile să fie mici, calitatea materialului din care sunt făcute căptușelile de patine să aibă coeficient de frecare cât mai mic. Un rol mare îl are și ungerea, care se poate face manual, și automat cu ajutorul unor ungătoare fixate deasupra cabinei. Ghidajele de rostogolire se folosesc la ascensoarele cu viteză sporită. În locul celor trei pereți care îmbrățișează și alunecă pe glisiere se folosesc trei role, sau trei perechi de role care se rostogolesc pe partea activă a glisierelor. Pentru reducerea zgomotelor, rolele se îmbracă cu inele din masă plastică, cauciuc dur sau alt material corespunzător. Aceste ghidaje au uzură mică, randamentul mecanic al instalației crește, sunt silențioase și asigură un mers liniștit.

Ușile cabinei sunt elemente care protejează sarcina. Ele trebuie să fie rigide, cu închidere ușoară, sigură și controlate electric la închidere și zăvorâre.

Se recomandă uși cu deschidere cât mai largă și cu manevrarea lor cât mai rapidă.

Ușile cabinelor pot fi clasificate din punct de vedere constructiv astfel:

– rabatabile, în două canaturi;

– culisante, în unul, două sau mai multe canaturi;

– în formă de grilă armonică;

– telescopice, din două sau mai multe elemente.

Ușile rabatabile se construiesc pline sau cu geamuri. Ele oscilează în jurul axelor verticale. Trebuie să se deschidă numai înspre interiorul cabinei. În poziția închis nu trebuie să fie între ele un spațiu mai mare de 15 mm. Ele trebuie să permită podelei mobile să-și facă cursa.

Ușile culisante se deschid prin alunecare. Deplasarea se poate face într-o singură parte sau în ambele părți. Ele se pot construi în unul, două sau mai multe canaturi. Deplasarea acestora se realizează cu ajutorul unor role metalice, ghidate pe o bară fixată în partea superioară a pereților cebinei. La partea inferioară are bolțuri și role care o ghidează într-un canal.

Ușile în formă de grilă pot fi nedeformabile sau deformabile tip armonică.

Ușile cu acționare automată dispun de mecanisme complexe care acționează fie numai ușile cabinei, fie simultan ușile cabinei și ale stației comandate. În acest caz, ele pot să se deschidă cu circa 150 mm înainte de a se ajunge la stația comandată.

Pentru a se evita accidentarea pasagerilor, mecanismele sunt realizate să se oprească la o rezistență mecanică de 15 daN (forța maximă de strângere la jumătatea cursei).

Limitatorul de viteză este dispozitivul care asigură securitatea pasagerilor (oprește mecanic și electric cabina la coborâre), când viteza depășește limitele admise. El face să prindă paracăzătoarele pe glisiere și întrerupe circuitul electric înainte ca viteza să depășească valorile:

– 50% la ascensoarele cu viteză nominală până la 0.7 m/s;

– 40% pentru ascensoare cu viteze nominale între 0.7 și 1.4 m/s;

– 33 % pentru ascensoare cu viteze nominale între 1.4 și 4.0 m/s;

– 25% pentru ascensoare cu viteze nominale mai mari de 4.0 m/s.

Folosirea lui este obligatorie pentru toate ascensoarele, cu excepția celor de materiale mici (sub 100 daN) și a celor ce au cursa sub 4 m.

În fundul puțului, sub palierul primei stații se găsește un spațiu liber a cărui mărime depinde de viteza ascensorului în care cabina își poate continua cursa în caz de frânare și un spațiu de siguranță care măsoară 750 mm (refugiu pentru personalul de întreținere).

Pentru ascensoarele cu viteze sub 0.8 m/s, spațiul liber este de 500 mm și crește în raport de viteza ascensorului, putând ajunge până la 5000 mm pentru viteze de 10 m/s. În spațiul din fundul puțului se montează soclurile sau tampoanele de amortizare, pe care cabina sau contragreutatea la terminarea cursei spațiului liber se așează amortizat. Ele creează spațiul de siguranță și amortizează șocurile de oprire anormală.

Tampoanele pot fi: elastice cu arc sau hidraulice. Ele se folosesc obligatoriu la toate ascensoarele cu viteze mai mari de 0.7 m/s. Decelerațiile și accelerațiile maxime admise sunt 10 m/s² la ascensoarele pentru bolnavi și 25 m/s² la ascensoarele pentru persoane sau pentru materiale.

Soclurile se construiesc din beton și se acoperă cu, cauciuc gros, masiv (plin) și tare; cele de sub cabină sunt de cel puțin 750 mm. Între ele trebuie să existe suficient spațiu pentru adăpostire.

Suspensia cabinei este ansamblul de legătură dintre cabină și cabluri. Ea distribuie uniform efortul în cabluri, asigură oprirea ascensorului și blocarea cabinei pe glisiere în cazul ruperii sau alungirii unuia sau a tuturor cablurilor. Ea poate fi directă sau indirectă.

Suspensia directă are capetele cablurilor prinse direct la cabină (la tracțiune directă).

Suspensia indirectă are capetele cablurilor prinse în planșeul puțului de ascensor (tracțiune indirectă), cabina fiind purtată prin intermediul roților din jug. Suspensia se alege în funcție de numărul cablurilor folosite. Folosirea unui singur cablu nu este permisă. Două cabluri se folosesc la ascensoarele mici de materiale și la cele cu tambur. La ascensoarele cu roată de fricțiune nu se pot folosi două cabluri decât pentru sarcină mai mică de 240 daN. În acest caz este obligatoriu suspensia cu balansier, cu declanșator al paracăzătoarelor cu contact electric de jug la cabină și suspensie rigidă la contragreutate.

Cutia de comanda a unei instalații de ascensor se face cu ajutorul butoanelor de comandă, montate de regulă în cutii, denumite cutii de comandă. Acestea pot fi de chemare și sunt montate la palierele ascensoarelor și de trimitere care sunt montate în interiorul cabinei. În cutie se pot monta și bacuri de semnalizare, caz în care cutia poartă denumirea de cutie de comandă și semnalizare. Cutiile de comandă se pot construi din segmenți de cutie, fiecare segment reprezentând o stație; se asamblează atâția segmenți câte stații deservește ascensorul respectiv.

Pe capacul cutiilor de comandă se gravează anumite simboluri (litere, cifre, săgeți, etc.) care indică destinația elementului respectiv. Aceste cutii se montează la 1.50 m de la podea.

3.3. Funcționarea ascensorului

În Figura 3.2 este reprezentată schematic o instalație de ascensor electric. Sarcina este protejată și transportată în cabina, care circulă prin alunecare și ghidare pe glisiere. Cabina este purtată de cablurile de tracțiune, acționate prin troliu de către motorul electric. Greutatea cabinei și o jumătate din sarcina utilă sunt echilibrate de contragreutatea, care este ghidată în deplasarea ei de glisiere. Cabina circulă în puț. Drumul util maxim al cabinei se numește cursă. Trecerea din cabină la palierele stației de oprire se face prin ușile de acces.

Dacă la coborâre viteza cabinei depășește viteza nominală cu mai mult de 40%, cabina este oprită și fixată mecanic pe glisiere de către limitatorul de viteză, concomitent cu blocarea tuturor comenzilor, până la remedierea defectului intervenit. Prinderea pe glisiere se execută instantaneu pentru vitezele mici, iar pentru vitezele mijlocii și mari după o cursă de frânare pe glisiere, lungimea acestei curse crescând cu viteza nominală a ascensorului. În partea inferioară a puțului, sunt tampoanele, pe care se așează cabina la depășire accidentală a cursei la mersul în jos și care vor amortiza forța de impact.

Dacă dintr-o defecțiune oarecare, cabina nu se oprește și depășește una din stațiile extreme, sus sau jos, este acționat de cabină sau de troliu întreruptorul de sfârșit de cursă care oprește instalația. Dacă la mersul cabinei în sus nu funcționează limitatorul de cursă și se continuă mersul în mod periculos, ascensorul se oprește prin așezarea contragreutății pe tampoanele de amortizare, înainte ca jugul cabinei să ajungă în tavan.

Siguranța transportului

O dată cu creșterea numărului de clădiri cu multe etaje, ascensoarele au devenit printre cele mai răspândite instalații. Prin completa lor mecanizare și automatizare, ele sunt foarte complexe și de tehnicitate foarte ridicată. Întrucăt transportă persoane, pentru evitarea fiecărui fel de accidente, sunt prevăzute cu numeroase și diverse dispozitive de siguranță. Accidentele provocate de ascensor pot fi: electrocutări, căderi în puț, strivire de către cabină sau contragreutate.

Astfel, împotriva acestor accidente se iau următoarele masuri de siguranță:

izolație perfectă pentru instalația ce intră în contact cu pasagerii;

folosirea pentru comenzi de tensiuni nepericuloase;

punerea la pământ a tuturor părților metalice;

controlul închiderii ușilor, înainte și după ce cabina a părăsit stația;

controlul zăvorârii ușilor, înainte și după ce ascensorul a părăsit stația,

oprirea ascensorului în cazul deschiderii ușii de acces;

oprirea ascensorului în cazul căderii libere în puț a cabinei sau când viteza la coborâre depășește cu 40% viteza nominală.

Dispozitivele de siguranță interzic comanda ascensorului și în următoarele situații:

nu s-a terminat deplasarea pentru satisfacerea comenzii precedente;

nu sunt egal întinse toate cablurile de tracțiune;

nu sunt închise toate ușile de acces la stații;

nu sunt închise ușile cabinei încărcate;

cabina a depășit în mișcarea precedentă cursa utilă, sau viteza de coborâre admisă;

nu s-a realizat controlul electric al închiderii și zăvorârii ușilor de acces.

În afara măsurilor de siguranță prezentate, mai trebuie avute în vedere și limitele impuse de rezistența materialelor și de rezistența organismului uman la accelerații; limita superioară a accelerației permise este o caracteristică a siguranței transportului.

Accelerațiile pe care le resimte pasagerul, în funcție de valoarea lor, pot provoca senzații neplăcute, sentimente de nesiguranță, frică, care pentru unii pot avea urmări trecătoare sau de durată, ascensoarele supun cabina la accelerații mari, la pornire, la oprire, la blocare pe glisiere, la așezare pe tampoane.

După unele studii sistematice și în concordanță cu caracteristicile ascensoarelor moderne, accelerația de 2 m/s² trebuie considerată drept limita superioară pentru funcționarea normală a ascensorului.

Accelerațiile de blocare pe glisiere, apărând foarte rar, doar numai în cazuri de avarie, trebuie să fie suficient de mici, ca să nu se provoace accidente pasagerilor și în același timp destul de mari ca să poată realiza frânarea pe glisiere pe o distanță cât mai mică.

CAPITOLUL 4

ANALIZA DINAMICII ASCENSORULUI DE PERSOANE

4.1. Modelul fizic al ascensorului

Cabina și contragreutatea sunt suspendate de un organ flexibil patrecut peste o roată de antrenare, figura 4.1. Chiar și la ascensoarele cele mai ușoare organul flexibil este realizat din trei cabluri dispuse în paralel și dimensionate să suporte sarcinile cu un coeficient de siguranță egal cu 14.

Se știe că un cablu este cu atât mai flexibil cu cât este mai subțire, iar cu cât este mai flexibil durata de viață este mai ridicată. Din aceste motive se folosesc trei cabluri mai subțiri cu aceeași rezistență mecanică precum un singur cablu, dar care fiind mai gros ar fi avut o fiabilitate mai redusă. Folosirea a trei cabluri pune în schimb alte probleme, care sunt de preferat față de dezavantajul unei fiabilități scăzute 17. Problema constă în perfecta echilibrare a încărcării celor trei cabluri care este imposibil de realizat numai din tăierea lor precisă la aceeași lungime. Pentru echilibrarea încărcării, cele trei cabluri se fixează rigid la una din sarcini (de exemplu la contragreutate) și elastic-reglabil la cealaltă sarcină (la cabină) iar tensionarea lor este verificată și reglată periodic în cadrul lucrărilor de întreținere.

Antrenarea cablurilor se face prin frecare pe o roată de antrenare prevăzută cu trei canale profilate corespunzător. Acest sistem de antrenare se practică la toate mașinile de transportat acționate de cabluri precum macaralele cu cărucior pe braț, macaralele funicular, funicularele, telefericele, telecabinele etc. Antrenarea prin frecare pe roată de antrenare prezintă avantajul că mașina propriuzisă (sistemul de antrenare) este independentă de lungimea cursei de lucru, ceea ce nu s-ar fi întâmplat dacă se foloseau tambure de înfășurare la care se fixa unul din capetele cablului. Apare în schimb pericolul patinării cablurilor, ceea ce se evită realizând o apăsare corespunzătoare a cablurilor pe roată. Acesta este și rolul contragreutății, anume de a realiza în primul rând apăsare cablului pe roată și cu totul secundar echilibrarea unei părți din sarcină deoarece, dacă nu ar fi posibilă antrenarea, echilibrarea sarcinii ar fi zadarnică. Se poate presupune că și greutatea cabinei are un rol important aici și este de înțeles că greutatea cabinei trebuie să fie dependentă de sarcina maximă de transportat. Acest lucru rezulză din demonstrația de mai jos 14.

În cazul cu cabina încărcată la maxim trebuie blocată alunecarea cablului spre cabină iar în cazul cabinei goale trebuie blocată alunecarea cablului spre contragreutate. Notând cu greutatea cabinei, cu Q sarcina maximă din cabină și cu greutatea contragreutății se scriu inecuațiile:

(4.1)

unde:

este coeficientul de frecare al cablului pe canalul roții iar este unghiul de înfășurare al cablului pe roată măsurat în radiani, în cazul nostru . Înlocuind pe din a doua inecuație în prima obținem:

(4.2)

de unde se vede că greutatea cabinei are o valoare minimă dependentă de sarcina maximă. Contragreutatea se dimensionează din condiția ca solicitarea la torsiune a arborelui roții de antrenare să fie simetrică în cele două cazuri extreme, respectiv cu cabina plină sau goală, ceea ce se scrie sub forma:

(4.3)

și care duce la expresia greutății contragreutății:

(4.4)

Deci mașina trebuie să învingă în caz extrem o forță egală cu jumatate din sarcina maximă fie la urcarea cabinei încărcată la maxim fie la coborârea acesteia goală. Prin urmare puterea motorului electric va fi dată de:

(4.5)

unde

v=viteza ascensorului,

=randamentul transmisiei.

2. Ecuațiile de mișcare ale elementelor mobile ale unui ascensor

Ecuațiile ce urmează se deduc, în principal, pe baza schemei din fig. 4.1. Întreaga mașină este montată la partea superioară a instalației ascensor. Piesele în mișcare de rotație, respectiv motorul electric, pinioanele și arborii reductorului, cuplajul, roata de fricțiune, au un moment de inerție redus la axul roții de fricțiune, J.

La un anumit moment, considerat moment inițial, ramurile de cablu au lungimile l01, l02, iar originile mișcărilor y1, y2, se află la nivelul poziției inițiale ale corpului ce urmează a se mișca. Motorul electric are comportarea dinamică specifică lui, așa cum a fost folosită la exemplele anterioare 14.

În continuare, se mai fac următoarele ipoteze:

– între rotorul motorului electric și roata de fricțiune transmisia are rigiditatea suficient de mare pentru a neglija vibrațiile torsionale ce pot apare pe acest traseu, ne interesează doar comportarea ansamblului ascensor;

– masa ramurilor de cablu se neglijează în raport cu masele cabinei și contragreutății;

– cablul nu patinează pe roata de fricțiune, respectiv segmentul de cablu de pe roata de fricțiune are aceeași viteză unghiulară cu a roții de fricțiune.

Ecuațiile de mișcare vor fi:

(4.6)

în care:

T1, T2 = tensiunile din ramurile de cablu;

SGN = funcția matematică “semnul lui …”;

k e1, ke2 = constantele elastice ale celor două ramuri de cablu;

= unghiul de rotație al roții de fricțiune (pozitiv în sens orar);

Ms = momentul de sarcină la roata de fricțiune;

Mfr = momentul de frecare în lagărele roții de fricțiune;

Se mai pot scrie, în continuare, relațiile:

(4.7)

cu y1 , y2 = alungirile ramurilor de cablu, respectiv:

(4.8)

unde y1a , y2a , sunt valorile respectivelor alungiri anterioare momentului curent, t = durata mișcării din momentul anterior până în momentul curent, respectiv un increment de timp ales de utilizator.

Modul de exprimare a alungirilor ramurilor de cablu se adaptează cel mai bine modului de rezolvare interativă a sistemului (3.6). La momentul inițial:

(4.9)

Constantele elastice la momentul curent kc1, kc2 precum și la momentul inițial kc01 , kc02 , se calculeză cunoscând lungimile ramurilor de cablu la momentul inițial l01, l02, lungimile lor la momentul curent,

(4.10)

precum și constantele elestice ale resorturilor de compresiune prin intermediul cărora se leagă cablurile de cabină, legarea respectivelor elemente elastice (cabluri și resorturi de compresiune) fiind mixtă (serie și paralel) 15.

Pentru forțele de frecare Ffr1, Ffr2, se pot adapta următoarele expresii și/sau valori:

– valori constante, frecare coulombiană;

– frecare vâscoasă care se află din expresiile:

(4.11)

cu

f1 și f2 coeficienți de frecare vâscoasă;

În acest caz, și numai în acest caz, dispare funcția SGN;

– frecare uscată necoulombiană, descrisă de o relație de tipul:

(4.12)

cu

Ffr01, Ffr02 forțele de frecare statice (la viteză nulă),

a1 și a2 coeficienți de influență, în general negativi.

În plus apar forțele de frecare frecare internă din ramurile de cablu, așa cum au fost descrise la analizarea cablului ca element elastic și de amortizare. Ramurile de cablu reprezintă un element elastic cu constantă elastică:

(4.13)

unde:

E = modulul de elasticitate,

S = secțiunea,

l = lungimea și cu frecări interne mari, datorită mișcărilor relative ale sârmelor și toroanelor, mișcări ce se fac sub influența unor forțe de apăsare normală foarte mari.

Aceste frecări sunt proporționale cu deformările y1 , y2 și se opun vitezei de deformare

(4.14)

unde

este coeficientul de frecare internă iar semnul vitezei de deformare se determină comparând valorile a doua deformații consecutive. Acesată forță de frecare se adaugă celorlalte forțe de frecare care apar în ascensor.

Valorile pentru constanta elastică și frecarea internă se consideră nule dacă deformările sunt negative.

Momentul de sarcină Ms se calculează cu:

(4.15)

iar momentul motor este cunoscut din caracteristica motorului.

S-a precizat mai înainte, ca ipoteză de calcul, neglijarea patinării cablului pe roata de fricțiune. Totuși, este posibil să apară și patinări. Se știe că raportul dintre tensiunile din ramurile unui cablu înfășurat cu frecare pe o rolă, fără alunecare, este:

(4.16)

Nerespectarea relației (4.16) înseamnă alunecare. Cazurile de alunecare sunt extrem de dificil de rezolvat pe cale pur analitică, deoarece, deși cablul apasă pe roată, mișcarea lui relativă față de roată se face atât sub efectul tensiunilor de la capetele segmentului înfășurat cât și sub efectul forțelor de frecare dintre segmentul înfășurat și roată, forțe de frecare greu de evaluat pe lungimea de contact. Pentru cazurile de alunecare am ales un algoritm de calcul simplificat, precum mai jos. Tensiunile T1, T2 necesare în sistemul de ecuații (4.6) se vor determina cu relațiile :

-daca alunecarea se produce spre cabină

(4.17)

-dacă alunecarea se produce spre contragreutate

(4.18)

4. 3. Cazul real

Drept medel real pentru mărimile introduse în calcul a servit un ascensor standard pentru patru persoane (sarcina maximă 320 Kg), cu viteză variabilă, având următoarele caracteristici:

-Cursa maximă: 60m;

-Viteza: variabilă 0…1,6 m/s

-Regimul de funcționare: greu, 91…120 cicluri/oră;

-Mediul înconjurător: normal;

-Suspensia cabinei: directă, elastică;

-Podeaua cabinei: mobilă;

-Masa cabinei: 640 Kg;

-Suspensia contragreutății: directă;

-Masa contragreutății: 800 Kg;

-Numar de cabluri de tracțiune: 3, diametrul 11 mm;

-Numar de cabluri pentru limitatorul de viteză: 1, diametrul 6 mm;

-Fixarea cablurilor: cu compoziție ușor fuzibilă sau cu conus și pană pentru tracțiune, cu cleme și ocheți pentru limitatorul de viteză;

-Sine de ghidare pentru cabină: 60x60x9 mm, suspendate;

-Șine de ghidare pentru contragreutate: 50x50x5, flotante;

-Limitatorul de viteză: centrifugal, reglat la 1,8 ..2,15 m/s;

-Diametrul roții de fricțiune: 630 mm;

-Motorul electric de acționare: ASTA 200M/4-16;

-Puterea motorului electric: 6 KW;

-Raportul de transmitere al reductorului: 61:2;

Forțele de frecare aplicate cabinei și contragreutății s-au considerat de tip coulombian, cu valoare fixă, introduse direct în programul de calcul.

Programul de calcul cu numele L06Ascensor.exe atașat la prezenta a luat în considerare și modificarea vitezei de deplasare în timpul mișcării, respectiv trecerea de la viteza de demarare la viteza de regim și, în final, trecerea din nou la viteză redusă pentru frânare înainte de oprire. Programul de calcul oferă rezultatele sub formă grafică care prezintă deplasările cabinei, contragreutății, turația roții de antrenare precum și tensiunile din cabluri funcție de timp. Situațiile de funcționare normala sau anormală, cu alunecare, sunt redate prin marcaje grafice corespunzătoare în cadrul acelorași grafice.

CAPITOLUL 5

SIMULAREA COMPORTĂRII DINAMICE A UNUI ASCENSOR DE PERSOANE

5.1. Analiza dependenței funcționale dintre parametrii principali

Un aspect important în analiza comportării în timpul exploatării a unui ascensor de persoane este dat de corelația dintre parametrii funcționali principali (sarcina utilă, greutatea cabinei) și parametrii sistemului (coeficientul de frecare dintre cablul de acționare și roata de antrenare, precum și unghiul de înfașurare al cablului pe roată). Pe baza relației:

(5.1)

din care rezultă inecuația de legătură dintre greutatea cabinei și sarcina utilă maximă

(5.2)

se poate evalua evoluția greutații necesare a cabinei în funcție de doi dintre parametri, considerând o valoare constantă (aleasă în mod convenabil din practica curentă) pentru cel de-al treilea parametru.

Astfel, în figura 4.1 este prezentată evoluția greutații cabinei în funcție de sarcina utilă și de coeficientul de frecare, considerând ca unghiul de înfășurare al cablului pe roata de antrenare este de 180o. Se observă o majorare accentuată a valorii necesare greutății cabinei pentru sarcini utile mari și valori scăzute ale coeficientului de frecare (aproximativ de trei ori sarcina utilă pentru coeficienți de frecare sub 0.1).

În figura 5.2 este reprezentată evoluția greutății cabinei în funcție de sarcina utilă și respectiv de unghiul de înfășurare, coeficientul de frecare având valoarea constantă (egală cu 0,16). Din analiza diagramei din figura 5. 2 se observă o puternică legătură între cei trei parametri, majorarea sarcinii utile odată cu scăderea unghiului de înfășurare conducând la o creșterea a valorii necesare pentru greutatea cabinei.

În figura 5.3 se consideră cazul în care sarcina utilă are valoarea de 5000 N (adică 6 persoane x 80 kg/pers) și este prezentată evoluția greutății cabinei în funcție de cei doi parametri funcționali: unghiul de înfășurare și respectiv coeficientul de frecare. Ținând cont de expresia (5.2) este evident faptul că pentru unghiuri de înfășurare mici și coeficienți de frecare reduși se impune o valoare superioară a greutății cabinei, observație ce rezultă și din analiza diagramei din figura xx.3.

5.2. Ipoteze de lucru utilizate în simularea dinamicii ascensorului

În conformitate cu cele prezentate în capitolele anterioare ale acestui studiu, în special în paragrafele referitoare la dezvoltarea modelului fizic și respectiv matematic necesar studiului dinamicii ascensorului, abordarea numerică a rezolvării modelului matematic neliniar respectă în totalitate ipotezele simplificatoare considerate anterior. Suplimentar, au fost utilizate următoarele ipoteze de lucru și anume

limitarea duratei de analiză la 6 secunde de la inițierea mișcării, în scopul reducerii timpului necesar simulării (timp de calcul) unei anumite situații de explotare;

analiza regimului tranzitoriu corespunzător demararării sistemului;

considerarea mișcării în sensul ridicării cabinei și, evident, al coborârii contra-greutății;

caracteristica de lucru a motorului electric de acționare, implementată în cadrul modelului numeric, a fost obținută prin liniarizare pe două segmente corespunzătoare zonei de lucru în regim stabil – nominal și respectiv instabil – de pornire;

au fost simulate un număr de suficient de mare de situații de exploatare, unele având carater extremal, în ceea ce privește valorile pe care le pot căpăta parametrii structurali și funcționali ai sistemului (în mod simultan sau independent); în continuare vor fi prezentate doar rezultatele obținute pentru două cazuri considerate a fi sugestive în contextul acestui studiu.

Pentru rezolvarea numerică a modelului computațional al ascensorului a fost utilizată metoda Runge-Kutta de ordinul 4, prin opțiunea disponibilă în mediul de programare și calcul matematic Matlab© și anume instrucțiunea de rezolvare a ecuațiilor și sistemelor de ecuații diferențiale cu condiții inițiale ode45. Aplicația dezvoltată special în acest scop a fost realizată astfel încât să permită modificarea facilă a setului de parametri de intrare și obținerea imediată a rezultatelor aferente.

Valorile numerice pentru parametrii de intrare sunt următoarele

5.3. Analiza comportarii dinamice a ascensorului în regim normal de utilizare

Analiza comportării în regim dinamic de explotare a ascensorului de persoane a fost realizată prin monitorizarea următorilor parametri și anume: deplasarea și viteza cabinei, deplasarea și viteza contra-greutății, deplasarea unghiulară și viteza de rotație a roții de antrenare, tensiunile T1 și T2 din cablurile cabinei și respectiv contra-greutății, momentul (cuplul) motor la axul roții de antrenare, rigiditățile precum și deformațiile longitudinale ale celor două cabluri. În figurile următoare sunt prezentate evoluțiile acestor parametri pe durata de 6 secunde, având în vedere două valori ale coeficienților de frecare vâscoasă dintre cabină/contra-greutate și ghidajele corespunzătoare. Cele două valori sunt 5000 și respectiv 9000 Ns/m, acestea având valori identice pentru ambele elemente în mișcare rectilinie (cabina și contra-greutatea).

În figura 5.4 sunt prezentate evoluțiile deplasărilor și respectiv ale vitezelor cabinei, contra-greutății, roții de antrenare, precum și a tensiunilor T1, T2 din cele două cabluri, pentru prima situație când c = 5000 Ns/m. Corespunzător acestei situații, evoluția turației și momentului la axul roții de antrenare, precum și caracteristica de lucru a motorului electric de acționare – evaluată cu parametrii reduși la axul roții de antrenare – au fost reprezentate în figura 5.5.

O reprezentare spațială a caracteristicii reale (obținute prin simulare computerizată) comparativ cu cea teoretică, ținând cont și de variabila suplimentară timp, este dată în figura 5.6 – caracteristica teoretică a fost reprezentată sub forma unei suprafețe compacte, pentru a suprinde compatibilitatea dintre aceasta și cea reală obținută prin simulare pe modelul considerat.

Corespunzător cazului în care coeficientul de frecare vâscoasă are valoarea de 9000 Ns/m, în figura 5.7 sunt prezentate diagramele deplasărilor și respectiv ale vitezelor cabinei, contra-greutății, roții de antrenare, precum și acele ale tensiunilor T1, T2 din cele două cabluri de legătură.

În figura 5.8 sunt prezentate diagramele de variație în timp ale turației și momentului la axul roții de antrenare, precum și caracteristica de lucru a motorului electric de acționare – evident evaluată cu parametrii reduși la axul roții de antrenare, corespunzător acestui al doilea caz având valoarea specifică c = 9000 Ns/m.

Analog diagramei din figura 5.6, reprezentarea spațială comparativă a caracteristicilor motorului electric de acționare – teoretică și respectiv reală – pe baza parametrilor reduși evaluați la axul roții de antrenare, este prezentată în figura 5.9.

În figura 5.10 sunt reprezentate evoluțiile rigidității celor două cabluri (cabină și respectiv contra-greutate) pentru fiecare dintre situațiile analizate și prezentate în acest studiu, iar în figura 4.11 sunt date evoluțiile deformației longitudinale din cele două cabluri menționate anterior.

5.4. Discuții asupra rezultatelor

Analizând comparativ diagramele din figurile 5.4 … 5.11 rezultă următoarele aspecte importante și anume

pentru cazul amortizării vâscoase mari se observă o reducere a vitezelor de deplasare, atât din punctul de vedere al valorii medii, cât și din cel al amplitudinilor oscilațiilor;

evident că în aceste condiții, deplasările maxime pe durata de timp analizată sunt mai mari în situația amortizării reduse;

variațiile tensiunilor din cele două cabluri sunt mai reduse pentru cazul amotizării puternice, valoarea medie în cele două situații analizate fiind aproximativ egală;

punctul de lucru pe caracteristica motorului electric de acționare are o evoluție comparativă în cele două situații analizate pentru regimul inițial tranzitoriu, după care, în regim stabilizat evoluțiile diferă; astfel, în cazul amortizării vâscoase consistente (c = 9000Ns/m) punctul de lucru oscilează în jurul valorii de maxim a cuplului motor, în timp ce pentru amortizare redusă acesta oscilează în apropierea valorii cuplului nominal;

în mod evident, variațiile totale ale rigidităților celor două cabluri, corespunzătoare domeniului de timp analizat, sunt mai reduse pentru cazul amortizărilor mari;

în ceea ce privește amplitudinile oscilațiilor deformațiilor longitudinale din cele două cabluri, se observă că deși regimul tranzitoriu se manifestă aproximativ la fel în ambele situații analizate, regimul stabilizat are evoluții dinamice mai reduse în cazul amortizărilor consistente, componenta medie fiind aproximativ egală în ambele situații;

o caracteristică comună tuturor parametrilor monitorizați în cele două situații este dată de majorarea frecvenței de oscilație odată cu majorarea amortizării, fapt explicabil în contextul neliniarității modelului considerat cu schimbarea frecventă a zonei de lucru pe caracteristica motorului de acționare ceea ce impune o serie oarecum permanentă de pseudo-regimuri tranzitorii; aici trebuie să se țină seama de liniarizarea pe segmente a caracteristicii reale a motorului de acționare cu introducerea unui punct de discontinuitate corespunzător valorii turației la cuplul maxim.

5.5. Concluzii parțiale

O prezentare sintetică a observațiilor din paragraful anterior conduce la concluzia conform căreia sistemul afectat de amortizări vâscoase considerabile induce în sistem un regim de lucru mai puțin dinamic din punctul de vedere al valorilor vârf-la-vârf ale amplitudinii oscilațiilor mișcărilor elementelor mobile (cabină, contra-greutate, roată de antrenare), dar impune motorului de acționare un regim de exploatare cu tranziții între zona stabilă (nm > nMmax) și cea instabilă (nm < nMmax), în domeniul din vecinătatea momentului (cuplului) motor maxim. Pentru amortizări ceva mai reduse regimul de lucru indus în sistem capătă o dinamică superioară, dar regimul de exploatare al motorului tinde spre zona valorilor nominale, iar osciațiile punctului de lucru se situează în domeniul stabil al caracteristicii (nm > nMmax).

CAPITOLUL 6

CONCLUZII FINALE

În acest studiu au fost prezentate aspectele teoretice care conduc la formularea modelului general al unui ascensor de persoane, model destinat simulării și analizei regimurilor dinamice în timpul exploatării. Evaluarea comportării în regim dinamic poate fi realizată atât pentru faza de demarare, cât și pentru cea de frânare, ambele faze putând fi analizate atât pentru ridicarea, cât și pentru coborârea cabinei. În capitolul anterior al studiului a fost prezentată o aplicație dezvoltată pentru analiza regimului dinamic la demararea cabinei pentru mișcarea de ridicare a acesteia. Evident ca respectiva aplicație poate fi utilizată, cu modificări minore, pentru oricare dintre celelalte trei situații de interes (menționate anterior).

Concluzia generală a acestui studiu urmărește câteva aspecte majore ce justifică și totodată pot periclita consistența și justețea unei analize dinamice a comportării unui ascensor de persoane și anume

existența unor informații suficiente și corecte asupra caracteristicilor structurale și funcționale ale întregului ansamblu modelat (cabină, contra-greutate, cabluri, roată de antrenare, sistem mecanic de antrenare, motorul de acționare, configurația legăturilor dintre elementele componente);

capacitatea de simulare a fenomenelor tranzitorii în strânsă relație cu modelul matematic adoptat și cu metoda de rezolvare disponibilă;

includerea unor aspecte neliniare (precum frecare dintre cablu și roata de antrenare sau cea internă din cablu) trebuie să țină cont atât de capacitatea de modelare – referitor la gama extinsă de parametri pentru care se impune disponibilitatea unor date reale, cât și de resursele computaționale disponibile (software și hardware) pentru rezolvarea unui model de complexitate considerabilă.

În această lucrare a fost prezentat un caz concret de ascensor de persoane astfel încât rezultatele prezentate și analizate în capitolul anterior au avut la bază date reale pentru întreaga gamă de parametri implicați în modelul de calcul. Se face mențiunea că acele aspecte care au fost neglijate/eliminate din cadrul simulării numerice nu au beneficiat de suficiente informații bazate pe date experimentale.

Pentru sistemul analizat s-a constatat o bună corelație între valorile obținute prin simulare computerizată și datele disponibile în urma observațiilor și determinărilor experimentale. Acest fapt constituie o validare a modelului de calcul propus în lucrare și implementat în mediul de programare Matlab©.

Concluzia finală este că utilitatea deosebită a unui astfel de model de calcul este susținută de întreg setul de date de intrare care asigură consistența, justețea, relevanța și, de asemenea, lipsa (minimizarea) aproximărilor cu caracter estimativ din cadrul evaluărilor parametrilor de interes. Chiar în condițiile utilizării unor ipoteze simplificatoare, validarea rezultatelor finale obținute pe baza unor date reale constituie un indicator de performanță deosebită pentru respectivul model dinamic.

BIBLIOGRAFIE

Alămoreana Mircea – Masini de ridicat și de transportat, Volumul I – Editura Tehnica –

Bucuresti – 1996

Alămoreana Mircea – Introducere in dinamica masinilor de ridicat – Editura Tehnica

Bucuresti – 2003

Alămoreana Mircea, Coman Liviu, Nicolescu Șerban – Mașini de ridicat, Vol. 1, Editura

Tehnică, București, 1996, ISBN 973-31-0827-8, ISBN 073-91-0920-7.

Bratu Polidor – Dinamica mașinilor de construcții – Note de curs – 1999

5. Gh. Cauteș, Gh. Oproescu – Ecuații diferențiale, aplicații la studiul dinamicii sistemelor elastice, Editura ZEDAX, Focșani, 2002, ISBN 973-85449-1-2.

6. Gh. Cauteș, Gh. Oproescu – Dinamica sistemelor mecanice neliniare. Editura CEPROHART, Brăila, 2003, ISBN 973-7909-03-8.

7. Gh. Cauteș, Gh. Oproescu – Analiza dinamică a sistemelor elastice neliniare prin simulare numerică. Editura CEPROHART, Brăila, 2004, ISBN 973-7909-089.

8. Gafițeanu M , ș. a. – Organe de mașini , Vol. I , Editura Tehnică ,, București

9. Ionete C., Selișteanu D., Petrișor A. – Proiectarea sistemică asistată de calculator în MATLAB, Reprografia Universității din Craiova, 1995.

10. Constantin ISPAS –Dinamica masinilor si utilajelor-Editura AGIR-2007

11. Leonard N.E., Levine W.S – Using MATLAB to analyze and design Control Systems, Addison-Wesley Publ., SUA, 1995.

12. Marchand P. – Graphics and GUIs with MATLAB, CRC Press, SUA, 1999.

13. Gheorghe OPROESCU. Modelarea fenomenelor dinamice în mașinile de ridicat cu cablu, Editura IMPULS, București 1997, ISBN 973-98409-0-6.

14. Gheorghe OPROESCU, Gina Diana ANGHELACHE – Elemente de dinamica mașinilor de ridicat și transportat Galati University Press 2009 .

15. Gh. Oproescu – Modelarea fenomenelor dinamice în mașinile de ridicat cu cablu, Editura IMPULS, București 1997, ISBN 973-98409-0-6.

16. Oproescu Gheorghe, Năstac Silviu – Elemente de modelare numerică. Editura Libertatea, Brăila, 2000, ISBN 973-99574-5-5

17. Oproescu Gheorghe – Modelarea proceselor dinamice la mașinile de ridicat cu cablu Editura Impuls, Bucuresti, 1997 ISBN 973-98409-0-6, 1997

18. Segal Heinrich – Mașini de ridicat și transportat pentru construcții Editura Didactică și Pedagogică ,, București , 1966

19. Spivakovski A. O Rudenco N. F. – Mașini de ridicat și transportat , Editura Tehnică ,, București , 1953

* – MATLAB User’s Guide, The Mathworks Inc., SUA, 2000.

** https://www.google.ro/search?q=foto+ascensoare+vechi

*** http://www.ascensoare.ro/ascensoare.htm

**** http://www.diamondlift.ro

*****http://www.proidea.ro/elmas-srl-228476/ascensor-persoan

******(http://storage.spatiulconstruit.ro/storproc/gallery/h124/f12480/gallery_item/73162/lift_hidraulic_de_persoane)

*******https://www.google.ro/search?q=principalele+componente+ale+unui+ascensor