Тягов пътнически асансьор

Хоризонталната вибрация на асансьора е решаващ фактор, влияещ върху комфорта на хората. Хората обикновено са чувствителни към честоти на вибрации между 1 и 25 Hz, като най-високата чувствителност е между 0,1 и 2 Hz хоризонтално и 4 и 8 Hz вертикално. Следователно е важно да се избягват тези честоти на вибрации по време на проектирането на асансьора. Това се постига чрез анализиране на естествените честоти на компонентите на асансьора, за да се предотврати резонанс между тях.

Динамичният анализ е техника, използвана за определяне на динамичното поведение, когато инерцията и затихването играят значителна роля. Типичното динамично поведение включва структурни вибрационни характеристики, като например вибрациите на конструкцията и естествените честоти, ефектите от променящите се във времето натоварвания и променливото възбуждане на натоварването. Динамичният анализ може да симулира физически явления, включително вибрационни удари, променливи натоварвания, сеизмични натоварвания и произволни натоварвания.

Уравненията на равновесието, последвани от динамичния анализ, са:

[M]-Матрица на масата;

[C]--Демпингова матрица;

[K]--Матрица на коравина;

[x]--Вектор на изместване;

x']-Вектор на скоростта;

x"]--Вектор на ускорението;

{F(t)}--Вектор на силата;

Динамичният анализ е приложим при условия, включващи бързо натоварване и ударни сблъсъци. В такива случаи ефектите от силата на удара и затихването не могат да бъдат пренебрегнати. Ако конструкцията е статично детерминирана и скоростта на натоварване е сравнително ниска, резултатите от динамичното изчисление ще бъдат еквивалентни на резултатите от статичното изчисление.

Тъй като динамичните проблеми трябва да отчитат инерцията на конструкцията, параметрите на материала трябва да бъдат дефинирани за динамичен анализ, включително плътността на материала. Освен това модулът на еластичност и коефициентът на Поасон също са основни входни параметри.

Модален анализ на асансьорна система

За да се подобри точността и простотата на моделирането, моделът беше опростен чрез премахване на различни фаски и дупки в гредата и игнориране на някои маловажни компоненти. След това бяха зададени свойства на материала, ограничения и натоварвания. Нашите инженери извършиха модален анализ. По време на анализа бяха необходими настройки на свойства като честота и тип решаващ инструмент. Изчислената резонансна честота беше достатъчна. Анализът на динамичния отговор се извършва след модален анализ, така че факторите,-свързани с масата, са от решаващо значение за изчислителния модел.

Симулация на модален анализ

Теоретично могат да се получат безкраен брой форми на мода. От съображения за опростяване на симулацията се вземат предвид само първите шест. Честотната диаграма на шестия вибрационен ред, изчислен чрез модален анализ, е показана на фигурата. Както е показано на фигурата, при условия без -натоварване естествените честоти на първите шест форми на мода са съответно 0, 2,5, 5,0, 8,7, 16,8 и 25,9 Hz. Като се имат предвид условията на половин{11}}натоварване и пълно-натоварване, както и вариациите на рамката на автомобила на различни височини, той се обработва параметрично и са изброени вариациите на естествената честота на рамката на автомобила при не-натоварване, половин-натоварване, пълно-натоварване и условия на долно, средно и горно натоварване.

Анализ на резултатите от модален анализ

1. Естествената честота на системата на рамката на автомобила не е постоянна; стойността му варира в зависимост от различните предварителни натоварвания и позиции.

2. Както е показано в таблицата, естествената честота намалява с увеличаване на натоварването. Следователно, теглото на рамката на автомобила (т.е. увеличаване на теглото на самия автомобил или интериорната декорация) може да бъде подходящо увеличено, за да се намали въздействието на честотата на вибрациите върху човешкото тяло.

3. При едно и също натоварване естествената честота има тенденция да се увеличава с увеличаване на височината, като по-високите порядки показват по-голяма вариация. Следователно трябва да се вземат мерки за смекчаване на влиянието на ускорението, поддържайки кривата на скоростта в разумен диапазон.

Проведохме симулации на модални вибрации при различни работни условия, получихме резултатите от симулацията, анализирахме връзките между различните резултати и идентифицирахме честотното разпределение, като по този начин предотвратихме резонанс с други компоненти. Това предоставя ценна теоретична подкрепа за дизайна на асансьорите за намаляване на вибрациите.

Разбира се, при практически дизайни гумените компоненти за гасене на вибрации могат да бъдат подходящо добавени към буферния резонанс, причинен от връзките на коравина между компонентите. Алтернативно, подобряването на структурата на вертикалната греда чрез добавяне на буферен компонент в средата на гредата също може да постигне ефект на намаляване на вибрациите.

Вертикален вибрационен модел на асансьорна система

Тяговите пътнически асансьори са най-широко използваният тип асансьори в света днес. Този тип асансьор има предимства като висока безопасност и надеждност, висока височина на повдигане и компактна конструкция[59]. Вертикалният динамичен модел на този тип асансьорна система се състои от дистанционна греда на тяговата машина, амортизираща гума на тяговата машина, система от телени въжета на теглителна ролка (еквивалентна теглителна ролка), рамка на кабина и амортизираща подложка на рамката на кабината, компенсационна верига, пружина на главата на въжето и т.н. В действителния процес на моделиране той може да бъде допълнително опростен. При моделирането е необходимо да се вземе предвид дали асансьорът има устройство за компенсираща верига и система за опъване, което ще повлияе на точността на системата. Освен това, ако не се вземе предвид твърдостта на компенсационната верига, трябва да се вземат предвид и нейните масови характеристики.

Динамичният анализ е техника, използвана за определяне на динамичното поведение, когато инерцията и затихването играят важна роля. Типичното динамично поведение включва вибрационните характеристики на конструкцията, като например вибрациите и естествената честота на конструкцията, ефекта от промяната на товара с времето или променливото възбуждане на товара. Физическите явления, които динамичният анализ може да симулира, включват: вибрационно въздействие, променливо натоварване, сеизмично натоварване, произволно натоварване и др.

    

     

   

Тест за удар на обувката на ролковия водач

 

Ролковите водачи оказват значително влияние върху хоризонталните вибрации на асансьорите.

 

   

 

Нашите резултати

 

1. Беше извършен статичен анализ на основните компоненти на асансьора. Първо беше проверена структурната здравина на предпазните компоненти, основно чрез анализ на напрежението на рамката на кабината на асансьора. Получени са контурни карти за анализ на напрежението, деформацията и общата деформация на основните компоненти на рамата на автомобила (горна греда, вертикална греда и долна греда). Анализът показа, че здравината напълно отговаря на стандартите за безопасност.

 

2. Беше извършен модален анализ на цялата рама на кабината на асансьора, като се получиха собствените честоти и вибрационни изображения на рамката на кабината на асансьора при различни работни условия. Вибрацията от шести-порядък на асансьора и нейните вибрационни закони бяха анализирани, разкривайки влиянието на параметрите върху вибрациите на асансьора. Беше идентифицирано честотното разпределение, като по този начин се предотврати резонанс с други компоненти и се осигури ценна теоретична подкрепа за дизайна за намаляване на вибрациите на асансьора.

 

3. Създаден е модел за симулация на вертикални вибрации с 9 DOF на 2:1 тягов асансьор. Използван е инженерен софтуер MATLAB за решаване на вариациите на естествените честоти на всяка система с товар Q и височина на повдигане H. Въз основа на данните беше анализирано влиянието на определени компоненти върху собствените честоти на асансьорната система: при различни вариации на твърдост на амортизиращите подложки естествената честота на системата се увеличава с увеличаване на твърдостта; натоварването на асансьора Q има сравнително малко влияние върху промените в твърдостта, но позицията на кабината е по-чувствителна и варира значително; собствената честота на асансьорната система се увеличава с увеличаване на твърдостта на пружината, но увеличението се забавя, след като твърдостта достигне определена стойност.

 

4. Прототипът е тестван и проверен. С помощта на вибрационен инструмент PMT бяха тествани различни условия на работа на асансьора, сравнени са данните от симулацията и бяха предложени мерки за подобрение. Замененият прототип на асансьора беше тестван: максималната честота на вибрации по време на движение нагоре намаля от 44,6 Hz при пълно натоварване до 18,7 Hz, докато максималната честота на вибрации по време на движение надолу намаля от 67 Hz при пълно натоварване до 34,6 Hz, което напълно постигна сравнително идеален вибрационен ефект.