آسانسورها بخش جدایی‌ناپذیر معماری مدرن هستند و طراحی قطعات آسانسور نقش مهمی در حمل‌و‌نقل عمودی روان و کارآمد دارد. با افزایش تقاضا برای ساختمان‌های بلندتر و آسانسورهای سریع‌تر، طراحان آسانسور با چالش بهبود عملکرد و کارایی قطعات آسانسور روبه‌رو هستند.

در این مقاله به اصول طراحی قطعات آسانسور با تمرکز بر بهبود عملکرد و کارایی آن‌ها می پردازیم. اما قبل از هرچیز لازم است با قطعات مختلف آسانسور آشنا شویم.

قطعات آسانسور و کارکرد آن‌ها

برخی از اجزای کلیدی آسانسور به‌شرح زیر هستند.

• کابین آسانسور Elevator Car)): محفظه‌ای است که مسافران یا کالاها را بین طبقات مختلف جابه‌جا می‌کند.
• درب و اپراتور درب (Doors and Door Operator) درب‌های آسانسور وظیفه دسترسی به کابین و آب‌بندی چاهک را در هنگام حرکت آسانسور بر عهده دارند. اپراتور درب، باز و بسته‌شدن درها را کنترل کرده و اغلب به حسگرهایی برای ایمنی مجهز است.
• وزنه تعادل Counterweight))» وزنه تعادل، بار کابین آسانسور را متعادل می‌کند و مقدار انرژی لازم برای حرکت آن را کاهش می‌دهد.
• ریل راهنما Guide Rails)) ریل‌های راهنما، ریل‌های عمودی یا مایل هستند که کابین آسانسور و وزنه تعادل در امتداد آن‌ها حرکت می‌کنند. آن‌ها ثبات کابین را فراهم کرده و یک حرکت صاف و بدون لرزش را تضمین می‌کنند
• مکانیسم بالابر :(Hoist Mechanism) مکانیسم بالابر وظیفه بلندکردن و پایین‌آوردن کابین آسانسور را بر عهده دارد؛ که شامل یک موتور الکتریکی، یک سیستم چرخ یا قرقره و مجموعه‌ای از طناب‌ها یا کابل‌هایی است که به کابین و وزنه تعادل متصل می‌شوند.
• سیستم کنترل Controls Drive)): سیستم کنترل، عملکرد آسانسور را مدیریت می‌کند؛ شامل کنترل‌کننده است که سیگنال‌های حسگرهای مختلف را تفسیر کرده و حرکت کابین آسانسور و همچنین رابط کاربری در کابین و در هر طبقه را کنترل می‌کند.
• تجهیزات ایمنی Safety Devices) ): گاورنرهای سرعت بیش از حد، ترمزهای ایمنی، دکمه‌های توقف اضطراری و قفل‌هایی که از باز شدن درب‌ها جلوگیری می‌کنند از جمله آن‌ها هستند.
• سیستم‌های اضطراری Emergency Systems)): آسانسورها به سیستم‌های اضطراری مختلفی از جمله روشنایی اضطراری، دستگاه‌های ارتباطی اضطراری و سیستم‌های پشتیبان برق مجهز هستند.
• سیستم بافینگ Buffing System)): بافرها که در پایین چاه آسانسور قرار دارند، برای جذب انرژی و به حداقل رساندن آسیب در صورت توقف یا ضربه ناگهانی طراحی شده‌اند.

اکنون که با قطعات مختلف آسانسور آشنا شدیم، می‌توانیم به سراغ اصول طراحی قطعات آسانسور با تمرکز بر بهبود عملکرد و کارایی برویم. در این‌جا اصول طراحی تعدادی از قطعات آسانسور را بررسی می‌کنیم.

(Elevator Car)طراحی قطعات آسانسور: کابین آسانسور

اصول طراحی کابین آسانسور به‌شرح زیر است:

ظرفیت آسانسور

برای طراحی اصولی و ایمن کابین آسانسور، تعیین ظرفیت حمل بر اساس تعداد نفرات بسیار اهمیت دارد. ظرفیت مناسب نه‌تنها بر ایمنی، بلکه بر انتخاب موتور، سیستم تعلیق و اجزای سازه‌ای آسانسور نیز اثرگذار است.

• آسانسور چهار‌نفره: 300 کیلو
• آسانسور پنج‌نفره: 375 کیلو
• آسانسور 6 نفره: 650 کیلو
• آسانسور 8 نفره: 600 کیلو
• آسانسور 12 نفره: 1 تن

ابعاد کابین

در طراحی کابین آسانسور، ظرفیت و ابعاد آن باید با توجه به نوع کاربری، تعداد افراد و الزامات ایمنی به‌دقت تعیین شود.

• آسانسور چهار‌نفره: عرض ۹۰۰ میلی‌متر / عمق ۱۰۰۰ میلی‌متر/ ارتفاع ۲۲۰۰ میلی‌متر
• آسانسور پنج‌نفره: عرض ۱۱۰۰ میلی‌متر/ عمق ۱۰۰۰ میلی‌متر/ ارتفاع ۲۲۰۰ میلی‌متر
• آسانسور 6 نفره: عرض ۱۱۰۰ میلی‌متر / عمق ۱۱۰۰ میلی‌متر / ارتفاع ۲۲۰۰ میلی‌متر
• آسانسور 8 نفره: عرض ۱۱۰۰ میلی‌متر/ عمق ۱۴۰۰ میلی‌متر / ارتفاع ۲۲۰۰ میلی‌متر
• آسانسور 12 نفره: عرض ۱۱۰۰ میلی‌متر/ عمق ۲۱۰۰ میلی‌متر/ ارتفاع ۲۲۰۰ میلی‌متر

در نظر گرفتن ظرفیت و ابعاد استاندارد برای کابین، نه‌تنها عملکرد آسانسور را بهینه می‌کند، بلکه تجربه کاربری ایمن و راحتی را نیز تضمین می‌نماید.

اصول طراحی قطعات آسانسور: درب و اپراتور درب (Doors and Door Operator):

درب آسانسور و سیستم اپراتور آن از اجزای حیاتی در کنترل دسترسی، ایمنی کاربران و هماهنگی با عملکرد کلی آسانسور محسوب می‌شوند.

• آسانسور چهار‌نفره: عرض بازشوی ۷۰۰ میلی‌متر / ارتفاع ۲۰۰۰ میلی‌متر
• آسانسور پنج‌نفره: عرض ۸۰۰ میلی‌متر / ارتفاع ۲۰۰۰ میلی‌متر
• آسانسور 6 نفره: عرض ۸۰۰ میلی‌متر / ارتفاع ۲۰۰۰ میلی‌متر
• آسانسور 8 نفره: مشابه قبلی
• آسانسور 12 نفره: مشابه قبلی

تطبیق ابعاد درب با ظرفیت کابین و اطمینان از عملکرد صحیح اپراتور، نقش مهمی در افزایش ایمنی و کاهش خطاهای عملکردی ایفا می‌کند.

(Counterweight) اصول طراحی قطعات آسانسور: وزنه تعادل

اصول طراحی قطعات آسانسور برای وزنه تعادل شامل موارد زیر است:

• محاسبه بار: وزن کل کابین آسانسور، حداکثر ظرفیت نامی آن و هرگونه بار اضافی مانند روشنایی و تزئینات داخلی باید در وزن محاسبه شود. وزنه تعادل باید طوری طراحی شود که این بار را به‌طور موثر متعادل کند.
• متعادل‌کردن سیستم: وزنه تعادل برای متعادل‌کردن وزن کابین آسانسور و کاهش بار کلی موتور بالابر طراحی شده است. بالانس مناسب وزنه اهمیت زیادی دارد.
• وزن متناسب: وزنه تعادل باید متناسب با وزن کابین آسانسور باشد (تقریباً 40-50٪ وزن کل ماشین، وزن کابین بارگیری‌شده)
• مصالح ساخت: مواد متداول برای ساخت وزنه عبارتند از: چدن، سرب و بتن.

در طراحی وزنه تعادل آسانسور، هدف اصلی ایجاد تعادل پایدار بین وزن کابین و نیروی محرکه سیستم است. برای دستیابی به این هدف، ابتدا باید وزن کل کابین شامل ظرفیت نامی، بارهای اضافی مانند سیستم روشنایی و تزئینات داخلی به‌دقت محاسبه شود. وزنه تعادل باید به‌گونه‌ای طراحی شود که بتواند این بار را به‌طور مؤثر جبران کرده و فشار وارده بر موتور بالابر را کاهش دهد. در اغلب موارد، وزن وزنه تعادل معادل حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد از کل وزن کابین بارگیری‌شده در نظر گرفته می‌شود. علاوه بر محاسبات وزنی، انتخاب مصالح مناسب نیز اهمیت زیادی دارد؛ چدن، سرب و بتن از جمله متریال‌های رایج در ساخت این قطعه هستند. در نهایت، بالانس دقیق وزنه تعادل، شرط لازم برای عملکرد ایمن، مصرف انرژی بهینه و افزایش عمر مفید آسانسور به‌شمار می‌رود.

(Guide Rails) اصول طراحی قطعات آسانسور: ریل راهنما

اصول طراحی طراحی قطعات آسانسور برای ریل راهنما به‌شرح زیر است:

• انتخاب مواد: ریل‌های راهنما معمولاً از فولاد با کشش سرد یا سایر آلیاژهای با مقاومت بالا ساخته می‌شوند.
• شکل قطعه: ریل‌های راهنما معمولاً دارای شکل T هستند. این شکل برای ایجاد ثبات و کاهش حرکت جانبی کابین آسانسور در طول حرکت مناسب است.
• صافی سطح: سطح ریل‌های راهنما باید سطح صافی داشته باشند تا اصطکاک و سایش با کابین آسانسور کاهش یابد.
• نوارها و روان‌کاری: نوارهای روان‌کاری اغلب از پلی اورتان یا سایر مواد کم‌اصطکاک ساخته شده و برای کاهش اصطکاک روی ریل قرار می‌گیرند.
• اتصالات: در ساختمان‌های بلندتر، بخش‌های متعددی از ریل راهنما ممکن است به هم متصل شوند. طراحی و تراز مناسب اتصالات ریل ضروری است.
• دستگاه‌های ضد‌لغزش: دستگاه‌های ضد‌لغزش برای جلوگیری از جابه‌جایی کابین آسانسور در امتداد ریل‌های راهنما در هنگام توقف طراحی می‌شوند. مقاومت در برابر خردگی: ریل‌های راهنمای آسانسور در معرض شرایط محیطی مختلفی قرار دارند و مقاومت در برابر خردگی برای طول عمر آن‌ها بسیار مهم است.

راهنمای انتخاب قطعات مناسب برای آسانسور

(Hoist Mechanism) اصل طراحی قطعات آسانسور: مکانیسم بالابر

مکانیسم بالابر یکی از حیاتی‌ترین اجزای سیستم آسانسور است که وظیفه اصلی آن، بالا و پایین‌بردن کابین می‌باشد. طراحی این بخش باید بر پایه محاسبه دقیق ظرفیت بار صورت گیرد؛ به‌طوری‌که مجموع وزن کابین، وزنه تعادل، سرنشینان و سایر بارهای احتمالی به‌درستی در نظر گرفته شود. در صورتی که از سیستم طناب و شیو استفاده شود، انتخاب نوع و جنس طناب‌ها و همچنین آرایش آن‌ها (تعداد و نحوه چینش) اهمیت ویژه‌ای در تضمین ایمنی و کارایی خواهد داشت. طراحی شیارهای چرخ‌ها نیز باید به‌گونه‌ای انجام شود که سایش طناب‌ها را به حداقل رسانده و حرکت یکنواخت و بی‌لرزی فراهم کند. انتخاب موتور بالابر باید با توجه به توان و گشتاور مورد نیاز صورت گیرد تا شتاب‌گیری، کاهش سرعت و توقف آسانسور با ایمنی کامل انجام شود. از سوی دیگر، کنترل دقیق سرعت و شتاب برای تجربه حرکتی راحت و ایمن ضروری است. در نهایت، طراحی سیستم مکانیسم بالابر باید شامل حفاظت در برابر سرعت بیش از حد باشد تا در صورت بروز هرگونه اختلال، از وقوع حادثه جلوگیری کند.

سؤالات متداول (FAQ)

1. طراحی قطعات آسانسور شامل چه اجزایی می‌شود؟
طراحی قطعات آسانسور شامل اجزای اصلی مانند کابین آسانسور، درب و اپراتور درب، وزنه تعادل، ریل راهنما، مکانیسم بالابر، سیستم کنترل، تجهیزات ایمنی، سیستم‌های اضطراری و بافر (سیستم بافینگ) است.

2. چرا طراحی صحیح کابین آسانسور اهمیت دارد؟
طراحی کابین آسانسور باید متناسب با ظرفیت و ابعاد استاندارد باشد تا ضمن اطمینان از ایمنی کاربران، فضای کافی و راحتی لازم را برای حمل مسافر یا بار فراهم کند.

3. ظرفیت استاندارد آسانسورهای رایج چقدر است؟
ظرفیت آسانسور معمولاً بر اساس تعداد نفرات تعریف می‌شود. به‌عنوان مثال، آسانسور ۴ نفره ۳۰۰ کیلوگرم، ۶ نفره ۶۵۰ کیلوگرم و ۱۲ نفره ۱۰۰۰ کیلوگرم ظرفیت دارد.

4. وظیفه وزنه تعادل در آسانسور چیست؟
وزنه تعادل برای متعادل‌کردن وزن کابین و کاهش فشار روی موتور بالابر به‌کار می‌رود. این کار باعث افزایش بهره‌وری انرژی و کاهش مصرف برق می‌شود.

5. ریل راهنمای آسانسور چه نقشی دارد؟
ریل‌های راهنما، کابین و وزنه تعادل را در مسیر خود هدایت کرده و از انحراف یا لرزش جلوگیری می‌کنند. کیفیت، جنس، و شکل این ریل‌ها در ایمنی و حرکت روان آسانسور نقش حیاتی دارد.

6. مکانیسم بالابر از چه اجزایی تشکیل شده است؟
مکانیسم بالابر شامل موتور، قرقره، طناب‌ها یا کابل‌ها و شیارهای هدایت‌کننده است که با هم حرکت عمودی کابین را ممکن می‌سازند.

7. چه نوع موتورهایی در آسانسورها استفاده می‌شود؟
موتورهای آسانسور باید دارای توان و گشتاور کافی برای حمل بار، شتاب‌گیری، ترمزگیری ایمن و کنترل سرعت باشند. معمولاً از موتورهای جریان متناوب (AC) یا جریان مستقیم (DC) استفاده می‌شود.

8. چرا استفاده از تجهیزات ایمنی در طراحی آسانسور ضروری است؟
تجهیزات ایمنی مانند گاورنر، ترمز ایمنی و سیستم توقف اضطراری، از وقوع حوادث در صورت بروز خطا یا سرعت بیش از حد جلوگیری می‌کنند و برای حفظ جان سرنشینان ضروری هستند.

9. سیستم بافر (Buffer) در آسانسور چه وظیفه‌ای دارد؟
بافرها در پایین چاه آسانسور نصب می‌شوند و در صورت سقوط یا توقف ناگهانی کابین، انرژی را جذب کرده و مانع از بروز آسیب جدی می‌شوند.

10. آیا اصول طراحی در آسانسورهای مسافری و باربر متفاوت است؟
بله. آسانسورهای مسافری بر راحتی، ابعاد مناسب و طراحی داخلی تمرکز دارند، در حالی که آسانسورهای باربر باید از نظر ظرفیت، مقاومت مکانیکی و تحمل وزن تقویت شده باشند.

سخن آخر

طراحی قطعات آسانسور که یک کار حرفه‌ای و بسیار پیچیده است بر مبنای محاسبات مختلف و در نظر گرفتن نوع آسانسور، سیستم و ظرفیت انجام می‌شود. ما در این‌جا، اصول طراحی برخی از قطعات آسانسور را بررسی کردیم. از .این‌که تا انتهای مقاله با ما همراه ما بودید متشکریم

منابع

Key Elevator Components

Parts of Elevator and Its Function

The Modern Elevator

Elevator Counterweights Features