سیستم تعلیق آسانسور و انواع آن

مزایای سیستم ۴ به ۱ نسبت به ۲ به ۱

پیش از متداول شدن بکارگیری وزنه تعادل، اغلب مکانیزم های آسانسور از نوع وینچی بوده است. در دهه ۱۹۴۰ استفاده از سیم بکسل در آسانسور رایج شده و پیش از آن از طناب استفاده می گردید. بکارگیری وزنه تعادل در صنعت آسانسور، منجر به کاهش توان موتور گردیده همچنین امکان استفاده از تعداد بیشتری سیم بکسل را مقدور ساخت است. در صنعت آسانسور سیستم تعلیق آسانسور های کششی که آنرا Roping System Elevator و یا Elevator Roping Ratio می شناسند بنا به کاربرد مورد نیاز می تواند به انواع مختلف طراحی گردد.

سیستم تعلیق ۱ به ۱

ساده ترین سیستم تعلیق در آسانسور کششی سیستم تعلیق ۱ به ۱ می باشد. در این نوع سیستم تعلیق سیم بکسل، از یک طرف بر روی کابین آسانسور فیکس شده و از طرف دیگر بر روی وزنه تعادل نصب می گردد. این سیستم در آسانسورهای قدیمی و نیز موتورهای گیربکس دار بدلیل محدودیت سرعت بیشترین استفاده را دارد. سرعت چرخش فلکه موتور با سرعت کابین و وزنه تعادل برابر است. یک نکته لازم به ذکر است در آسانسورهای پرسرعت نیز بدلیل نیاز به استفاده از حداکثر سرعت موتور، سیستم ۱ به ۱ استفاده شده است.

مزایای سیستم یاد شده عبارتند :

•  سادگی نصب
• تجهیزات کمتر
• طول سیم بکسل کمتر
• کاهش تلفات انرژی بدلیل کمتر بودن فلکه ها

کاربرد ها :

• آسانسور های قدیمی
• موتور های گیربکس دار
• آسانسور های پرسرعت

معایب :

• تمام بار استاتیک به فلکه اصلی وارد می شود
• نیاز به قدرت بیشتر موتور
• بار دینامیکی بیشتر

سیستم تعلیق ۲ به ۱

با متداول شدن موتور های گیرلس در اوایل دهه ۹۰ میلادی، سیستم تعلیق ۲ به ۱ نیز برای این نوع از موتور ها متداول گردید. در این نوع سیستم تعلیق سرعت گردش فلکه موتور دو برابر سرعت حرکت کابین و وزنه تعادل می باشد از اینرو آنرا دو به یک می نامند. با توجه به محدودیت سرعت در موتورهای گیربکس دار  و اتلاف انرژی در سرعت های زیاد سیستم یاد شده کمتر برای موتورهای گیربکس دار  استفاده می گردد. اما در موتورهای گیرلس ( بدون گیربکس ) با تغییر تعداد قطب در استاتور سرعت موتور تغییر نموده از اینرو می توان به سرعت های زیاد با کمترین اتلاف دست یافت. از اینرو برای آسانسور های تا ۳ متر برثانیه مسافربر نیز از سیستم ۲ به ۱ استفاده می گردد.

در سیستم ۲ به ۱ نیاز به تعبیه فلکه بر روی کابین و وزنه تعادل می باشد. بصورت کلی برای کابین سه نوع و برای وزنه تعادل دو نوع چیدمان فلکه کاربرد دارد.

برای آسانسورهای موتورخانه دار، بسته به شرایط فلکه کابین می تواند یک یا دو عدد باشد. دو عدد فلکه می تواند در بالای کابین یا در پایین کابین تعبیه گردد. بدیهی است با توجه به محل تعبیه کابین لازم است تاثیر آن بر عمق چاله و یا فضای سرویسکار در بالای کابین نیز بررسی گردیده تا افزایش تعداد فلکه منجر به ایراد استانداردی نگردد.

در آسانسور های بدون موتورخانه، عموما نمی توان از یک فلکه بر روی کابین استفاده نمود زیرا بدلیل قطر شفت کم فلکه به ابعاد  کابین اصطلاحا سایه موتور بر روی کابین افتاده که برای عدم بروز مغایرت استانداردی لازم است سقف چاه از زیر فلکه موتور در نظر گرفته شده که این امر منجر به افزایش مقدار بالاسری مورد نیاز گردیده که در خیلی از پروژه ها امکان تامین آن مقدور نمی باشد.

از اینرو استفاده از دو فلکه در بالای کابین و یا دو فلکه در زیر کابین از استقبال بیشتری در نزد طراحان برخوردار است. درخصوص وزنه تعادل نیز عموما فلکه در بالا قرار گرفته و استفاده از یک یا دو عدد فلکه وابسته به دهنه ریلها، سرعت حرکت و مقدار بار وزنه تعادل دارد.

مزایای سیستم یاد شده عبارتند :

• نصف شدن بار استاتیک
• نصف شدن بار دینامیکی
• نصف شدن نیروی وارد بر سیم‌بکسل‌ ها
• کاهش توان موتور
• کاهش مصرف انرژی بدلیل توان کمتر موتور
• کاهش مصرف بدلیل استاده از موتور گیرلس ( سنکرون مغناطیس دائم )
• کنترل بهتر موتور توسط تابلو
• حرکت نرم‌ تر کابین

کاربرد ها :

• موتور های گیرلس
• آسانسور های مسافر بر
• سرعت تا ۳ متر بر ثانیه

معایب :

• افزایش تعداد فلکه ها
• افزایش طول سیم بکسل ها

سیستم تعلیق ۳ به ۱، ۵ به ۱، ۷ به ۱

سیستم های تعلیقی که با عدد فرد ۳، ۵، ۷، ۹، ۱۱ برای موتور استفاده می گردد در اصل ترکیبی از یک یا چند سیستم دو به یک و یک به یک بوده، بدلیل متعادل نبودن سیستم تعلیق یاد شده، همچنین سختی بالانس نمودن کابین و نیز یافتن مرکز ثقل، کمتر استفاده می گردد.

سیستم تعلیق ۴ به ۱

در سیستم تعلیق ۴ به یک سرعت موتور چهار برابر سرعت کابین و وزنه تعادل می باشد. به عنوان مثال درصورتی که سرعت حرکت خطی سیم بکسل بر روی فلکه موتور ۱m/s باشد. در سیستم یک به یک کابین و وزنه تعادل با سرعت ۱m/s جابجا می شوند. اگر همین موتور در سیستم تعلیق ۲ به یک استفاده گردد، سرعت کابین و وزنه تعادل ۰٫۵m/s بوده و اگر همان موتور با سرعت حرکت خطی سیم بکسل معادل ۱m/s در سیستم ۴ به یک استفاده گردد سرعت حرکت کابین و وزنه تعادل ۰٫۲۵m/s است.

لذا با توجه به  نسبت معکوسی که بین سرعت کابین و موتور درصورت افزایش سیستم تعلیق وجود دارد دو گزینه محتمل خواهد بود. استفاده از این سیستم برای آسانسورهای مسافر بر با تعداد نفرات زیاد به عنوان مثال بیش از ۲۰ نفر که در این صورت برای دستیابی به سرعت های معمول ۱m/s یا ۱٫۶m/s برای کابین و وزنه تعادل لازم است از موتوری با ۴ برابر سرعت یاد شده استفاده نمود. در گزینه دوم که بسیار مورد استقبال قرار گرفته استفاده در آسانسور های باربر و خودرو بر می باشد.

در آسانسور های باربر با ظرفیت جابجایی بیش از ۲ تن و نیز آسانسور های خودرو بر مکانیزم یاد شده کارایی داشته زیرا در این نوع آسانسور ها فراخوان آسانسور بسیار کم بوده با توجه به عدم نیاز به تلف شدن زمان برای انتظار و عدم تشکیل صف برای استفاده عموم، درصورتی که از کابین آسانسور با سرعت های  m/s 0.5, 0.45, 0.4, 0.35, 0.3, 0.25, 0.2, 0.15, 0.1 استفاده گردد منجر به نارضایتی کاربران نشده، کاهش سرعت ضمن افزایش ایمنی، بار وارده بر سیم بکسل ها نیز کاهش یافته و از موتور هایی با توان کمتر می توان استفاده نمود.

یک سیستم تعلیق ۴ به یک باید بار کابین و وزنه تعادل بر روی چهار سیم بکسل تقسیم گردیده بگونه ای که یکی از این سیم بکسل ها در فیکسینگ سقف/موتورخانه فیکس شده و بار یک طرف سیم بکسل به موتور وارد می گردد. از اینرو عملا یک چهارم وزن کابین به موتور اعمال شده در حالی که در سیستم دو به یک نصف وزن و در سیستم یک به یک کل وزن کابین باید توسط موتور حمل گردد.

مزایای سیستم یاد شده عبارتند :

• نصف شدن بار استاتیک نسبت به دو به یک
• نصف شدن بار دینامیکی نسبت به دو به یک
• نصف شدن نیروی وارد بر سیم ‌بکسل ‌ها نسبت به دو به یک
• کاهش توان موتور نسبت به دو به یک
• کاهش مصرف انرژی نسبت به دو به یک
• مناسب برای آسانسورهای باری، خودرو بر و . . .

کاربرد ها :

• موتورهای گیرلس (بدون گیربکس، سنکرون، مغناطیس دائم)
• مسافر بر
• سرعت تا ۳ متر برثانیه

معایب :

•  افزایش تعداد فلکه
• افزایش طول سیم بکسل

سیستم تعلیق ۶ به ۱

در سیستم تعلیق ۶ به یک سرعت موتور شش برابر سرعت کابین و وزنه تعادل می باشد. به عنوان مثال درصورتی که سرعت حرکت خطی سیم بکسل بر روی فلکه موتور ۱٫۲m/s باشد سرعت جابجایی کابین و وزنه تعادل برابر ۰٫۲m/s خواهد بود. شرکت KONE از این سیستم تعلیق در محصول Maxi Space TM که در سال ۲۰۰۶ به عنوان اختراع ثبت نموده جهت حذف وزنه تعادل برای آسانسور خانگی استفاده نموده است.

سرعت کابین در طراحی Maxi Space 1 m/s،  ظرفیت ۴۵۰ kg، قدرت موتور ۱۰ KW فیوز اصلی ۱۶ A مقدار مصرف انرژی ۱۹۸۰ کیلووات ساعت در سال، مقدار تولید دی اکسید کربن ۹۶۰ kg در سال می باشد.

سیستم تعلیق ۱۰ به ۱

در سیستم تعلیق ۱۰ به یک سرعت موتور ۱۰ برابر سرعت کابین و وزنه تعادل می باشد. به عنوان مثال درصورتی که سرعت حرکت خطی سیم بکسل بر روی فلکه موتور ۲m/s باشد سرعت جابجایی کابین و وزنه تعادل برابر ۰٫۲m/s خواهد بود. شرکت KONE از این سیستم تعلیق در محصول Maxi Space TM که در سال ۲۰۰۶ به عنوان اختراع ثبت نموده جهت حذف وزنه تعادل برای آسانسور خانگی استفاده نموده است.

سرعت کابین در طراحی Maxi Space 0.63 m/s،  ظرفیت ۶۳۰ kg، قدرت موتور ۸ KW فیوز اصلی ۱۶ A مقدار مصرف انرژی ۲۱۰۰ کیلو وات ساعت در سال، مقدار تولید دی اکسید کربن ۱۰۲۰ kg در سال می باشد.

سایر سیستمهای تعلیق

بنا به نیاز می توان سیستم های تعلیق ۸ به ۱، ۱۲ به ۱ و . . . را نیز طراحی نمود. نکته حائز اهمیت کاهش سرعت حرکت کابین با افزایش سیستم تعلیق بوده از اینرو این نوع سیستم بسیار کمتر و برای مصارف خاص مانند بارهای بسیار سنگین و یا در مواردی حذف وزنه تعادل کاربرد دارد.