اخبار بهینه سازی قاب کابین آسانسور کششی -

با شتاب گرفتن شهرنشینی و افزایش تعداد ساختمان‌های بلند-، آسانسورها به عنوان تجهیزات اصلی برای حمل و نقل عمودی، به طور فزاینده‌ای کاربرد گسترده‌ای پیدا می‌کنند. طبق آمار صنعت، نزدیک به 1000 تولید کننده آسانسور در کشور من وجود دارد و رقابت در بازار در حال تشدید است. کاهش هزینه ها و افزایش کارایی از طریق بهینه سازی محصول به یک موضوع کلیدی برای صنعت تبدیل شده است. آسانسورهای کششی، به عنوان نوع اصلی آسانسور، پس از یک قرن توسعه، فناوری پشتیبانی خود را به بلوغ رسانده اند. ساختار آنها از هشت سیستم اصلی تشکیل شده است: سیستم کشش، سیستم خودرو و سیستم هدایت. سیستم کابین مستقیماً بار را تحمل می کند، در حالی که قاب کابین به عنوان چارچوب ساختاری کابین دارای طراحی است که مستقیماً بر عملکرد ایمنی آسانسور و هزینه ساخت تأثیر می گذارد. جرم بیش از حد قاب ماشین می تواند منجر به ضایعات مواد و طراحی اضافی شود. در حالی که یک وزنه خیلی سبک می تواند نیازهای بار را برآورده نکند و خطر ایمنی ایجاد کند.

ما تحقیقات بهینه‌سازی را روی ساختار قاب کابین آسانسور کششی با استفاده از نرم‌افزار شبیه‌سازی عددی برای تحلیل استاتیک و دینامیک قاب انجام دادیم. این رویکرد به ما اجازه می دهد تا به طراحی سبک وزنی دست یابیم و در عین حال ایمنی سازه ای را تضمین کنیم و راه حلی عملی برای بهبود کارایی اقتصادی برای شرکت ها ارائه کنیم.

برای اطمینان از راه‌حل بهینه‌سازی علمی و قابل اعتماد، تیم تحقیقاتی ابتدا از نرم‌افزار شبیه‌سازی عددی حرفه‌ای برای انجام یک تحلیل جامع از خواص مکانیکی قاب کابین آسانسور تحت شرایط عملیاتی مختلف استفاده کرد و از داده‌ها برای طراحی سبک وزن بعدی پشتیبانی کرد.

تجزیه و تحلیل استاتیکی بر شرایط عملیاتی امتیازی و شرایط اضافه بار شدید در عملکرد عادی آسانسور متمرکز شد. هدف اصلی آن شبیه سازی توزیع تنش و جابجایی قاب خودرو با ایجاد یک مدل ساختاری دقیق بود. در طول این تحقیق، تیم ابتدا یک مدل ساختاری سه بعدی از قاب خودرو را با استفاده از نرم افزار SolidWorks ساختند و سپس مدل را با فرمت x_t به نرم افزار تجزیه و تحلیل Abaqus وارد کردند. با توجه به ساختار پیچیده قاب خودرو، برای ساده کردن محاسبات و حفظ دقت تحلیل، جزئیات کوچکی مانند اتصالات، جوش، پیچ و مهره و پخ را حذف کردند. سپس ساختار اصلی به پوسته تبدیل شد و اجزایی مانند قرقره برگشت، گیره ایمنی و کفش راهنما به بدنه های سفت و سخت تبدیل شدند. تنظیمات پارامتر بر اساس استانداردهای واقعی عملیات آسانسور، با قدرت موتور کششی 11.7 کیلووات، وزن کابین 1100 کیلوگرم، سرعت نامی 1.75 متر بر ثانیه، بار نامی 1050 کیلوگرم و ارتفاع بالابری 82.5 متر بود. محدودیت‌های افقی برای شبیه‌سازی وزن واقعی، فشار خودرو و فشار بار تحمل‌شده توسط قاب خودرو به مدل اعمال شد. از عناصر S4R برای مش بندی استفاده شد، با اندازه مش 10 میلی متر، که منجر به 590350 گره و 431287 عنصر شد که دقت مدل را تضمین می کند.

نتایج تجزیه و تحلیل نشان می دهد که در شرایط عملیاتی رتبه بندی شده، حداکثر تنش در قاب خودرو 138.9MPa است که بسیار کمتر از تنش تسلیم مواد است. حداکثر تنش در تماس بین لاستیک ضد لرزش و تیرهای جانبی قاب خودرو رخ می‌دهد و در نتیجه یک تمرکز تنش موضعی به دلیل فشرده‌سازی تماس ایجاد می‌شود. با این حال، این منطقه متمرکز تنها دو عنصر مش را پوشش می دهد و کمترین تأثیر را بر استرس کلی قاب خودرو دارد. محاسبات نشان می دهد که نسبت تنش تسلیم ماده به ضریب ایمنی 1.5 برابر 156.7 MPa (235 MPa/1.5) است و حداکثر تنش 138.9 مگاپاسکال الزامات ایمنی را برآورده می کند.

در شرایط 125 درصد اضافه بار، حداکثر تنش در قاب خودرو به 296.2 مگاپاسکال می رسد که دوباره در نقطه تماس بین لاستیک ضد لرزش و تیرهای جانبی قاب خودرو متمرکز می شود. منطقه تمرکز تنش به چهار سلول شبکه گسترش می یابد، اما تاثیر آن بر تنش کلی ساختاری هنوز محدود است. به غیر از ناحیه تمرکز تنش، حداکثر تنش در نواحی باقی مانده 166.4 مگاپاسکال است. در حالی که کمتر از استحکام تسلیم مواد است، اما کمتر از 1.5 برابر مورد نیاز ضریب ایمنی است. علاوه بر این، حداکثر جابه‌جایی تجمعی قاب خودرو 9.5 میلی‌متر است، که لازمه{10}}پرهیز از عملیات اضافه بار طولانی‌مدت در استفاده واقعی است.

آسانسور باربری آپارتمان

آسانسور مسافری بی صدا

آسانسور ویلا

آسانسور مسافربری تجاری

تجزیه و تحلیل دینامیکی بر شرایط خطر شدید در حین کار آسانسور{0}}پایین کابین و ترمز اضطراری تمرکز می‌کند. در این شرایط، سرعت و شتاب فریم خودرو به صورت دینامیکی در طول زمان تغییر می کند. شبیه سازی های دینامیکی گذرا با استفاده از ماژول Abaqus Explicit انجام می شود. سرعت اولیه، سرعت تماس بین بافر و قاب خودرو است و دامنه تغییر سرعت واقعی در حین کار ورودی برای شبیه‌سازی پاسخ تنش دینامیکی سازه است.

نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که وقتی خودرو به پایین می‌رود، غلظت‌های تنش زیادی در نقطه تماس بین بافر و قاب خودرو رخ می‌دهد و برخی از اجزا به دلیل تنش بیش از حد دچار تغییر شکل پلاستیک می‌شوند. در 0.084 ثانیه پس از پایین آمدن، حداکثر تنش در نقطه ضربه به 248.2 مگاپاسکال می رسد. در حالی که این از حد استحکام ماده 400 مگاپاسکال تجاوز نمی کند و از شکست ساختاری کلی جلوگیری می کند، قاب خودرو توانایی خود را برای عملکرد عادی از دست می دهد. بنابراین، سیستم های حفاظت ایمنی جامع در طراحی و بهره برداری آسانسور برای جلوگیری از پایین آمدن کف کابین ضروری است. در شرایط ترمز اضطراری، حداکثر مقدار تنش قاب خودرو 229.1 مگا پاسکال است که کمتر از تنش تسلیم مواد است و محدوده عمل تنش کوچک است، که تهدیدی برای ایمنی سازه نخواهد بود. این نشان می دهد که سیستم ترمز اضطراری آسانسور می تواند به طور موثری پایداری ساختار قاب کابین را تضمین کند.

بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل مکانیکی، تیم تحقیقاتی دریافتند که تنش کلی قاب خودرو الزامات ایمنی را برآورده می‌کند و حواشی ایمنی قابل‌توجهی در طول عملیات عادی دارد که نشان‌دهنده پتانسیل بهینه‌سازی وزن سبک است. تجزیه و تحلیل بیشتر توزیع تنش هر جزء، تیر متقاطع بالایی را به عنوان هدف بهینه‌سازی هسته شناسایی کرد-مقادیر تنش آن در شرایط عملیاتی مختلف بسیار کمتر از حد ماده بود، که نشان‌دهنده بیشترین پتانسیل بهینه‌سازی است.

با توجه به پایداری طرح ساختاری کلی قاب خودرو، تصمیم گرفتیم که ابعاد کلیدی مانند طول، ارتفاع خم و ارتفاع کلی تیرچه فوقانی را تغییر ندهیم. ما صرفاً بر روی ضخامت تیر متقاطع فوقانی به عنوان تنها متغیر بهینه‌سازی تمرکز کردیم تا از تأثیرگذاری بر تعادل تنش سایر اجزا به دلیل تنظیمات ساختاری جلوگیری کنیم. روش بهینه‌سازی از رویکرد "کاهش گام به گام" استفاده می‌کند که با ضخامت اصلی 6 میلی‌متر شروع می‌شود و هر بار ضخامت را به میزان 0.5 میلی‌متر کاهش می‌دهد. از طریق تحلیل‌های شبیه‌سازی چندگانه، ما عملکرد تنش و وضعیت ایمنی تیر متقاطع بالایی را با ضخامت‌های متفاوت تأیید کردیم و در نهایت راه‌حل بهینه را انتخاب کردیم.

چندین دور تأیید شبیه‌سازی تأیید کرد که کاهش ضخامت تیر متقاطع بالایی از 6 میلی‌متر به 4 میلی‌متر، تعادل بهینه بین عملکرد سازه و سبک‌وزن را به دست آورد. از نظر عملکرد تنش، حداکثر تنش تیر متقاطع فوقانی قبل از بهینه‌سازی تنها 17.08 مگاپاسکال بود که بسیار کمتر از مقاومت تسلیم مواد است. پس از بهینه سازی، حداکثر تنش به 139.5 مگاپاسکال افزایش یافت، که همچنان زیر آستانه ایمنی 156.7 مگا پاسکال است، که نیاز ضریب ایمنی 1.5 برابر را برآورده می کند و خواص مکانیکی پایدار و قابل اعتماد را نشان می دهد.

از نظر سبک وزنی و کنترل هزینه، پس از بهینه سازی، جرم یک تیر متقاطع فوقانی از 29.95 کیلوگرم به 22.46 کیلوگرم، کاهش وزن 7.49 کیلوگرم در هر تیر و درجه سبک وزنی 25 درصد کاهش یافت. کاهش جرم تیر متقاطع فوقانی همچنین به طور غیرمستقیم بار کلی را کاهش می‌دهد-بار تحمل‌کننده قاب خودرو، وضعیت تنش کل سیستم خودرو را بیشتر بهینه می‌کند و چرخه‌ای از "سبک وزن - بار کم - ایمنی بیشتر" را تشکیل می‌دهد.

این تحقیق بر روی طراحی بهینه سازه قاب کابین آسانسور کششی، از طریق تجزیه و تحلیل مکانیکی علمی و بهینه سازی پارامترهای دقیق، نتایج کلیدی زیر را به دست آورد: اول، حداکثر تنش در قاب کابین تحت شرایط عملیاتی نامی 138.9 مگاپاسکال بود، و حداکثر تنش در مناطق غیر متمرکز تحت شرایط اضافه بار 166.4 مگاپاسکال بود که هر دو الزامات مکانیکی اولیه را برآورده می کردند. ثانیاً، سازه تحت شرایط کف خودرو و ترمز اضطراری آسیبی ندیده است، اما خطر پایین آمدن خودرو همچنان یک نگرانی است. سوم، با بهینه‌سازی ضخامت تیر متقاطع فوقانی از 6 میلی‌متر به 4 میلی‌متر، عملکرد ایمنی در حین دستیابی به هدف سبک وزنی 25 درصد حفظ شد.

از دیدگاه صنعت، این تحقیق راه حلی عملی برای افزایش هزینه-صرفه جویی و کارایی- در اختیار سازندگان آسانسور قرار می دهد. با کاهش ضخامت تیر متقاطع بالایی، تولیدکنندگان می توانند به طور مستقیم استفاده از مواد اولیه مانند فولاد را کاهش دهند و در نتیجه هزینه های تولید را کاهش دهند. علاوه بر این، قاب کابین سبک وزن مصرف انرژی را در طول کار آسانسور کاهش می دهد و بازده انرژی کلی تجهیزات را بهبود می بخشد. علاوه بر این، روش «تحلیل مکانیکی - غربالگری متغیر - گام به گام--بهینه‌سازی گام به گام» مورد استفاده در تحقیق نیز الگوی مرجعی برای طراحی بهینه سایر اجزای سازه‌ای در صنعت آسانسور ارائه می‌کند و تبدیل صنعت را از «طراحی تجربی» به «طراحی داده‌ها{9}» ارتقا می‌دهد. محصولات آسانسور به سطح بالاتری از تعادل بین ایمنی و اقتصاد دست می یابند.