Rolie de lift: tipuri, profile caneluri, ghid de inspecție și sfaturi de înlocuire

Ce este un scripete de lift și de ce contează?

Un scripete de lift - numit și scripete în terminologia tehnică - este o roată canelată peste care trec cablurile de lift sau curele de oțel pentru a transmite mișcarea și a susține sarcina cabinei liftului și a contragreutății. Fiecare sistem de ridicare de tracțiune depinde de scripete pentru a redirecționa cursa cablului, pentru a multiplica avantajul mecanic și pentru a transfera forța de antrenare de la mașina de tracțiune la mașină. Fără snopi de lift proiectate, fabricate și întreținute corespunzător, frânghiile s-ar uza rapid, mașina de tracțiune nu ar fi capabilă să miște mașina în mod eficient, iar riscul de alunecare a cablului sau de defecțiune mecanică ar crește dramatic.

Termenii „scripeți de lift” și „rope de lift” sunt folosiți în mod interschimbabil în industrie, deși din punct de vedere tehnic, un scripete se referă în mod specific la un scripete canelat utilizat cu frânghie sau cablu. În ingineria lifturilor, scripetele se referă la roata canelată în sine, în timp ce scripetele se referă uneori la ansamblul complet, inclusiv arborele, rulmenții și carcasa. Indiferent de terminologie, aceste componente se află în centrul sistemului mecanic al fiecărui ascensor de tracțiune, iar geometria, materialul, profilul canelurii și starea lor determină în mod direct performanța ascensorului, durata de viață a cablului și siguranța pasagerilor.

Acest articol acoperă modul în care funcționează scripetele de lift, diferitele tipuri utilizate în sistemele de lift, materialele și standardele de fabricație implicate, cum să le inspectați și să le întreținem și ce să căutați atunci când specificați snopi de schimb. Indiferent dacă sunteți un tehnician de lift, un manager de facilități de clădire sau un inginer care proiectează o nouă instalație, înțelegerea în detaliu a scripetelor de lift este fundamentală pentru a menține sistemele de lift să funcționeze în siguranță și eficient.

Cum funcționează scripetele de lift într-un sistem de tracțiune

Într-un elevator de tracțiune, mașina de antrenare - un motor electric conectat la o cutie de viteze sau un motor cu acționare directă fără angrenaje - rotește un scrii de tracțiune. Cablurile de sârmă de oțel sau curele de oțel acoperite sunt drapate peste snopi de tracțiune, cu cabina ascensorului suspendată pe o parte și contragreutatea pe cealaltă. Frecarea dintre frânghie și canelurile scripetei de tracțiune este cea care conduce mașina în sus și în jos — mașina nu trage frânghia ca un troliu; îl prinde prin tracțiune. Această distincție fundamentală este motivul pentru care profilul canelurii, raportul dintre diametrul frânghiei și sâpul și materialul canelurii au un impact atât de direct asupra performanței sistemului.

Dincolo de scripetul principal de tracțiune, un sistem complet de lift folosește mai multe scripete suplimentare. Snopii deflector redirecționează traseul cablului de la mașina de tracțiune la mașină sau la contragreutate atunci când mașina nu este poziționată direct deasupra carliului de ridicare. Ropii de rulare mențin tensiunea cablului și alinierea corectă prin sistem. În ascensoarele hidraulice cu frânghie și unele sisteme de tracțiune, snopii multipli sunt aranjați într-o configurație cu bloc de scripete pentru a obține un avantaj mecanic - aranjamentele de frânghie 2:1 și 4:1 utilizate în multe sisteme de ascensoare necesită snopi deflector și de rulare pentru a finaliza traseul cablului. Fiecare snopi din sistem contribuie la oboseala de îndoire a cablurilor, astfel încât numărul de snopi, diametrele lor și unghiurile de îndoire afectează toate durata de viață a frânghiilor.

Tipuri de scripete de lift și rolurile lor specifice

O instalație completă de lift folosește mai multe tipuri distincte de snopi, fiecare proiectat pentru o funcție specifică în sistemul de cabluri. Înțelegerea a ceea ce face fiecare tip și unde este localizat ajută la diagnosticarea problemelor și la specificarea înlocuirilor corecte.

Sâpe de tracțiune (Spea de antrenare)

Rotul de tracțiune este elementul principal de antrenare al sistemului de lift. Este montat direct pe arborele de ieșire al mașinii de tracțiune – fie printr-o cutie de viteze, fie direct pe un arbore de motor fără angrenaj – iar rotația sa antrenează cabina ascensorului și contragreutatea prin frecarea cablului. Roțile de tracțiune sunt scripetele cu cea mai mare încărcare din sistem, supuse atât tensiunii complete a cablului, cât și oboselii de îndoire de la cablurile care se flexează continuu peste suprafața scripetelor. Profilul canelurii lor trebuie să fie potrivit cu diametrul cablului, iar materialul canelurii trebuie să ofere o tracțiune adecvată fără a provoca uzura excesivă a cablului. Diametrele scripetelor de tracțiune variază de la aproximativ 320 mm la lifturile rezidențiale mici până la peste 800 mm la sistemele comerciale de mare viteză.

Rotul Deflector

Un snopi deflector este utilizat pentru a redirecționa traseul cablului de la mașina de tracțiune la alinierea verticală corectă peste vagon sau contragreutate atunci când mașina nu este poziționată direct deasupra liniei centrale a carcasei de ridicare. În instalațiile de lift fără încăpere de mașini (MRL), în care mașina de antrenare este montată în partea superioară a cabinei de ridicare, mai degrabă decât într-o cameră de mașini dedicată, snopii deflectori sunt deosebit de importante pentru stabilirea geometriei corecte a cablului. Snopii deflector sunt, de asemenea, utilizați în instalațiile de deasupra sălii de mașini, unde mașina este deplasată față de centrul caii de ridicare. Ele suportă sarcini semnificative de tensiune pe cablu și trebuie să fie dimensionate și susținute pentru a face față acestor forțe fără deformare sau vibrație.

Sâpe auto și snopi de contragreutate

În configurațiile de frânghie 2:1 — în care funia se deplasează dintr-un punct de ancorare fix, în jos în jurul unui snopi de pe cadrul mașinii, înapoi la un deflector sau snopi deasupra capului și în jos până la contragreutate — snopii și contragreutatea sunt montate pe cadrul mașinii și, respectiv, pe cadrul contragreutății. Aceste snopi permit mașinii și contragreutății să se deplaseze la jumătate din viteza cablului unui sistem 1:1, ceea ce reduce viteza necesară a cablului și permite unei mașini de tracțiune mai mici să deplaseze aceeași sarcină. Snopile mașinii trebuie să fie proiectate cu un spațiu adecvat de frânghie în cadrul structurii cadrului mașinii, iar lagărele lor trebuie să suporte întreaga sarcină suspendată a mașinii plus sarcina nominală împărțită între căderile de frânghie.

Sâpe deasupra capului (Spatul secundar)

Snopile aeriene sunt scripete fixe montate în partea superioară a carcasei sau în structura de sus a camerei mașinilor care redirecționează frânghiile între scripetul de tracțiune și scripetul mașinii sau a contragreutății în configurații cu frânghii multi-înveliș sau complexe. În sistemele de cabluri 4:1 utilizate în unele lifturi de marfă cu viteză mică și de mare capacitate, snopi de suprafață multiple completează aranjamentul blocului de scripete. Aceste snopi sunt de obicei mai mici în diametru decât snopii de tracțiune și sunt proiectate în primul rând pentru a redirecționa traseul cablului, mai degrabă decât pentru a oferi tracțiune.

Rotul de compensare

În clădirile înalte în care greutatea cablului devine semnificativă - de obicei în clădirile de peste 30 de metri înălțime deservită - funii sau lanțuri de compensare sunt atârnate sub mașină și contragreutate pentru a echilibra greutatea cablurilor de ridicare pe măsură ce mașina se deplasează. Un scripete de compensare este montat în groapa ascensorului pentru a ghida cablurile de compensare și pentru a menține tensiunea corespunzătoare. Snopii de compensare sunt tensionați de gravitație și trebuie să se poată mișca liber pe verticală în limitele limitelor pentru a permite alungirea cablului și mișcarea dinamică a cablului în timpul funcționării.

Profilele canelurilor pentru fulgi lift și efectul lor asupra duratei de viață a cablului

Profilul canelurii unui scripete de lift este unul dintre aspectele cele mai critice din punct de vedere tehnic ale designului ascensorului, afectând direct atât performanța de tracțiune, cât și rata de uzură a cablului. Trei profiluri principale de caneluri sunt utilizate în snopi de lift, fiecare reprezentând un compromis diferit între tracțiune, presiunea cablului și durata de viață la oboseală a cablului.

Canelură rotundă (canelură în U)

O canelură rotundă are o secțiune transversală circulară cu o rază puțin mai mare decât raza cablului - de obicei, raza canelurii este de 0,53–0,55 ori diametrul cablului. Coarda intră în contact cu canelura pe un arc mare (aproximativ 120–150°), distribuind presiunea de contact uniform pe o zonă largă. Această presiune scăzută de contact produce o deformare minimă a cablului și o durată maximă de oboseală a cablului, făcând snopi cu caneluri rotunde alegerea preferată pentru toate snopii deflectori, snopi auto și snopi deasupra capului unde nu este necesară tracțiunea. Limitarea canelurilor rotunde de pe snopi de tracțiune este că acestea asigură o tracțiune (frecare) mai mică decât canelurile subdecupate, ceea ce poate fi insuficient pentru sistemele cu rapoarte de contragreutate scăzute sau cerințe mari de accelerație.

Undercut V-Groove

O canelură de decupare combină o formă de V cu o degajare cu rază mică în partea de jos. Laturile unghiulare ale canelurii stoarce frânghia, generând un efect de pană care crește semnificativ forța normală dintre frânghie și canelura - și, prin urmare, crește tracțiunea disponibilă - în comparație cu o canelură rotundă sub aceeași tensiune a cablului. Coeficientul de tracțiune care poate fi atins cu o canelură de decupare este de obicei cu 50–80% mai mare decât cu o canelură rotundă cu unghi de canelură echivalent, motiv pentru care canelurile de decupare sunt profilul standard pentru snopi de tracțiune în majoritatea instalațiilor moderne de lift. Compartimentul este o presiune de contact mai mare pe firele de cablu la marginile canelurilor, ceea ce accelerează uzura cablului și reduce durata de viață a cablului la oboseală. Unghiurile canelurilor de decupare variază în mod obișnuit de la 90° la 105°, cu tăieturi mai adânci care oferă o tracțiune mai mare cu prețul unei degradări mai rapide a cablului.

V-Groove (V complet)

O canelură în V completă, fără tăietură, generează tracțiune maximă printr-o acțiune extremă de pană, dar cu prețul unor presiuni de contact foarte mari care provoacă uzura rapidă a cablului. Canelurile în V pline sunt rareori utilizate în snopii de tracțiune moderne a lifturilor de pasageri, dar pot fi găsite în instalații mai vechi sau în unele aplicații pentru lifturile de marfă și de serviciu. Presiunea mare de contact între cablu și canelură într-o canelură în V determină, de asemenea, uzura rapidă a canelurii, necesitând înlocuirea mai frecventă a scripetelor de tracțiune în comparație cu modelele de caneluri subdecupate. Acolo unde se întâlnesc caneluri în V pline în instalațiile existente, starea acestora trebuie evaluată cu atenție în timpul inspecțiilor de întreținere.

Materiale și standarde de fabricație pentru scripete de lift

Ropii de lift sunt fabricați din materiale selectate pentru a oferi combinația corectă de duritate, tenacitate, prelucrabilitate și rezistență la uzură pentru rolul lor în sistem. Tabelul de mai jos rezumă principalele materiale utilizate și caracteristicile acestora:

Ropii liftului trebuie să respecte standardele de siguranță relevante, inclusiv EN 81-20 și EN 81-50 în Europa, ASME A17.1 în America de Nord și GB 7588 în China. Aceste standarde specifică rapoarte minime dintre diametrul snopi la cablu (de obicei, D/d ≥ 40 pentru snopi de tracțiune, unde D este diametrul pasului șapei și d este diametrul cablului), toleranțele profilului canelurii, cerințele privind proprietățile mecanice ale materialului și criteriile de inspecție. Respectarea acestor standarde este obligatorie pentru omologarea tipului de lift și este verificată atât în ​​timpul producției, cât și în timpul inspecțiilor periodice de siguranță.

Raportul D/d: de ce este critic diametrul roții raportat la diametrul cablului

Raportul dintre diametrul pasului roții (D) și diametrul cablului (d) - scris în mod universal ca D/d - este unul dintre cei mai importanți parametri în proiectarea cablului și a sistemului de ruloi. De fiecare dată când o frânghie se îndoaie peste un snopi, firele exterioare ale frânghiei sunt întinse în tensiune, în timp ce firele interioare sunt comprimate. Cu cât snopii sunt mai mici în raport cu frânghia, cu atât este mai puternică această solicitare de încovoiere și cu atât mai repede funia acumulează daune provocate de oboseală. Un raport D/d de 40:1 — minimul impus în mod obișnuit de standardele de siguranță a ascensorului pentru snopi de tracțiune — înseamnă că, pentru o frânghie de 13 mm, diametrul minim de pas al șaptelui este de 520 mm.

Utilizarea unor rapoarte D/d mai mari prelungește semnificativ durata de viață a cablului. Cercetările și datele de teren arată în mod constant că creșterea D/d de la 40 la 60 poate mai mult decât dubla durata de viață a cablului la oboseală sub încărcare echivalentă. Sistemele de ascensoare de mare viteză, cu ciclu mare - cum ar fi cele din clădirile comerciale înalte care fac sute de călătorii pe zi - specifică adesea rapoarte D/d de 60–80 sau mai mari pentru a obține durate de viață acceptabile a cablurilor între înlocuiri. Raportul D/d trebuie menținut pentru toate snopii din sistem, nu doar pentru snopi de tracțiune, deoarece oboseala de îndoire a cablului este cumulată la fiecare snopi cu care frânghia intră în contact în timpul fiecărui ciclu de deplasare. Snopii deflectori și snopii deasupra capului sunt uneori specificate cu diametre mai mici decât snopii de tracțiune, dar contribuția lor la oboseala cablului trebuie luată în considerare în calculul duratei de viață a cablului.

Inspecția scripetelor liftului: ce să verificați și când

Inspecția regulată a stăpilor ascensorului este un element obligatoriu al întreținerii ascensorului în conformitate cu toate standardele majore de siguranță. Inspecția rotilor servește la două scopuri: identificarea roților uzați sau deteriorați înainte ca acestea să provoace deteriorarea cablului sau defecțiunea sistemului și verificarea faptului că sistemul de roți continuă să ofere tracțiune și durată de viață adecvate a cablului. Următoarele elemente de inspecție trebuie incluse în fiecare vizită de întreținere periodică a ascensorului:

• Măsurarea uzurii canelurii: Utilizați un calibre de canelura (un calibre de profil go/no-go potrivit cu profilul nominal de canelură) pentru a măsura adâncimea și profilul fiecărei caneluri. Canelurile care s-au uzat dincolo de toleranța producătorului – de obicei o creștere cu peste 10-15% a razei canelurii sau aplatizarea vizibilă a unui profil de decupare – trebuie să fie reprelucrate sau înlocuit scripetul. Canelurile uzate reduc tracțiunea într-un scrii de tracțiune și măresc presiunea de contact a cablului în snopii deflector, accelerând uzura cablului.
• Starea suprafeței canelurii: Inspectați suprafețele canelurilor pentru zgârieturi, fisuri, spărturi sau coroziune. Scoring - caneluri longitudinale tăiate în canelura roții de fire de cablu rupte - creează concentrații de tensiuni în cablu și accelerează dramatic degradarea cablului. Orice snopi cu caneluri înțepate trebuie reprelucrat pentru a restabili o suprafață netedă a canelurii sau înlocuit dacă adâncimea canelurii ar scădea sub minimă după re-prelucrare.
• Consistența adâncimii canelurii: Măsurați adâncimea canelurii peste toate canelurile pe un scripete cu mai multe caneluri. Adâncimile inegale ale canelurilor cauzează o distribuție inegală a sarcinii între cabluri - canelura cea mai mică poartă cea mai mare sarcină, în timp ce cablurile din canelurile mai adânci poartă mai puțină tensiune. Acest dezechilibru de sarcină accelerează uzura cablului supraîncărcat și reduce factorul de siguranță general al sistemului. Canelurile trebuie prelucrate din nou dacă variația adâncimii depășește 0,5 mm între canelurile de pe același scripete.
• starea rulmentului: Verificați rulmenții roții pentru zgomot, rugozitate sau joc excesiv, rotind rulmentul cu mâna cu cablurile îndepărtate. Rulmenții aspre, zgomotoși sau slăbiți indică defecțiunea lubrifierii sau uzura rulmenților și trebuie înlocuiți prompt. Lagărele defectuoase ale scripetelor permit alinierea greșită a scripetelor care provoacă uzura accelerată a cablului și încărcare anormală asupra arborelui și structurii suport.
• Alinierea scripetelor: Verificați dacă snopii este aliniat corect cu traseul frânghiei - snopi care sunt aliniați greșit fac ca frânghia să ruleze într-un unghi de-a lungul canelurii, generând forțe laterale care uzează frânghia și canalul asimetric și pot face ca frânghia să sară canelura la viteze mari. Alinierea este verificată utilizând un instrument de aliniere cu muchie dreaptă sau cu laser pe fețele scripetelor.
• Stare de protecție a snopilor: Verificați dacă toate dispozitivele de protecție pentru snopi sunt la locul lor, nedeteriorate și poziționate corect pentru a preveni deraierea cablului. Standardele de siguranță impun apărătoare pe toate snopii ascensorului pentru a reține cablul în canelura în cazul unei pierderi bruște de tensiune.

Când să înlocuiți un șapte de lift

Decizia când să înlocuiți un scripete de lift, mai degrabă decât să continuați să o operați sau să reluați canelurile, este o judecată care trebuie să echilibreze siguranța, durata de viață a cablului și costul de întreținere. Următoarele condiții necesită înlocuirea scripetelor sau re-prelucrarea canelurii și ar trebui tratate ca elemente de acțiune obligatorie atunci când sunt identificate în timpul inspecției:

• Uzura canelurilor peste toleranță: Când măsurătorile de măsurare a uzurii canelurilor arată că canelurile s-au uzat în afara toleranței specificate de producător pentru raza canelurii sau geometria de decupare și când rămâne suficient material pentru a permite re-prelucrarea fără a reduce baza canelurii la sub grosimea minimă a peretelui, canelurile trebuie reprelucrate. Dacă nu rămâne material suficient pentru re-prelucrare, înlocuiți scriiul.
• Crăpare sau fractură: Orice fisuri vizibile în corpul roții, butuc sau jantă necesită înlocuirea imediată a roții. Fisurile din snopi de fontă se propagă rapid sub încărcare ciclică și pot duce la fracturi catastrofale. Nu încercați să reparați snopi fisurați prin sudură sau alte mijloace.
• Creșterea canelurii cablului care nu poate fi prelucrată: Dacă întărirea canelurii este suficient de adâncă încât re-prelucrarea pentru a elimina urmele canelurii ar reduce canelura sub adâncimea minimă, este necesară înlocuirea.
• Daune prin coroziune: Coroziune semnificativă pe suprafețele canelurilor sau pe corpul scripetelor în medii cu umiditate ridicată, expunere chimică sau aer sărat de coastă poate necesita înlocuire atunci când adâncimea de pisaj compromite integritatea structurală a scripetelui sau netezimea suprafeței de contact a cablului.
• Uzura carcasei rulmentului: Dacă alezajul carcasei lagărului s-a uzat sau a fost deteriorat astfel încât pista exterioară a rulmentului nu poate fi ținută în siguranță, scriitul trebuie înlocuit - încercarea de a utiliza rulmenți supradimensionați sau compuși de reparare adezivi într-o carcasă uzată nu este o practică de siguranță acceptabilă în sistemele de lift.

Scripete de lift în sisteme moderne MRL și de mare viteză

Tehnologia liftului fără încăpere de mașini (MRL), care a devenit tipul de instalație dominant pentru clădirile cu înălțimi mici până la mijlocii de la sfârșitul anilor 1990, a introdus noi provocări și configurații pentru sistemele de rulote de lift. În instalațiile MRL, mașina de tracțiune este montată în interiorul căii de ridicare - de obicei în partea de sus - și geometria cablului trebuie stabilită folosind snopi deflectori poziționați în spațiul restrâns al structurii căii de ridicare. Acest lucru impune cerințe mult mai mari în ceea ce privește precizia poziționării scripetelor, proiectarea suportului structural și planificarea accesului la întreținere decât instalațiile convenționale din camera mașinilor. Snopii deflector MRL sunt adesea integrati în ansamblul plăcii de bază ale mașinii sau montați pe suporturi de oțel dedicate, sudate sau prinse cu șuruburi pe structura cajei de ridicare.

Ascensoarele de mare viteză care deservesc clădirile înalte - cele care călătoresc cu 4 m/s și mai sus - impun cerințe severe asupra performanței scripetelor de tracțiune. La viteze mari, vibrațiile frânghiei, efectele aerodinamice și forțele dinamice de impact la punctele de intrare și ieșire ale frânghiei cresc toate substanțial. Ropile de tracțiune de mare viteză sunt în mod invariabil din oțel forjat sau fontă ductilă de înaltă rezistență, echilibrate cu precizie pentru a minimiza vibrațiile, echipate cu rulmenți de înaltă precizie și proiectate cu profile de caneluri atent optimizate care reduc la minimum oboseala cablului, menținând în același timp tracțiunea adecvată. Apariția sistemelor de curele din oțel acoperit plat (cum ar fi Multibelt de la Schindler și Gen2 de la Otis) pentru viteze de până la 4 m/s a introdus snopi căptușiți cu poliuretan ca alternativă la snopii din fier canelat, oferind o funcționare mai silențioasă și o durată de viață mai lungă a curelei în aplicații cu înălțime mijlocie, simplificând în același timp fabricarea snopii în comparație cu caneluri de precizie.