Askı Halat Tertibatının Uygun Maliyetli Tasarımı ve Alan Verimliliğine Etkisi

Bu Komponent, paket asansör inovasyonunun ana unsurlarından biridir.

Modern asansörün gelişimden önce, vinç halatları doğal liflerden yapılıyordu ve özellikle de madencilik yapılan alanlarda malzemelerin taşınması için kullanılıyordu. Bu tür ortamlar liflerin çabuk çürümesine yol açan zorlu ortamlar olduğu için lifler birden bire kopabiliyordu.

Bu yüzden askı tertibatının en önemli unsurlarından biri her zaman dayanıklılık olmuştur. İlk metal halat teli Alman bir maden mühendisi olan Wilhelm Albert tarafından 1834 yılında icat edildi. Bu tel halatlar Almanya’nın Clausthal kentinde Harz dağlarındaki madende kullanılıyordu. Bu sırada Albert halatların periyodik olarak denetlenebileceği daha güvenilir bir yöntem ile geleneksel lif halatlardan ve o bölgede demir madeninde kullanılan, pek de güvenilir olmadığı ispatlanmış olan vinç zincirlerinden daha uzun süre dayanan bir materyal arayışındaydı. Burulmuş çelikten yapılan ilk metal halat her biri dört telden oluşan üç kordondan oluşuyordu ve bir göbeği yoktu. Bu yapıda bütün teller dışarıdan görülüyordu. (Resim 1). Bu kullanıcıların. vinç halatlarına bakışını değiştirebilirdi.

O zamandan sonra lif halat ve demir zincirlerin üstünlüğü ve daha dayanıklı olması nedeniyle tel halatlar hızla kabul gördü. Rutin kontroller yapıldığı takdirde aşınma belirtileri rahatlıkla görülebildiği için tel halatları birden bire kopmuyordu. Bu da halatın tamamen bozulmadan önce değiştirilmesini mümkün kılıyordu.

Aradan 180 yıl kadar geçmesine rağmen durum hala değişmedi: tel halat şeklindeki çelik tabanlı askı tertibatı hala dünya çapında asansör askı tertibatının temel unsuru olup askı tertibatının değiştirilmesini “öngörme” kavramı bugün hala geçerliliğini korumaktadır.

Asansör tasarımının bir diğer unsuru asansör kuyusu içerisindeki yerin etkin kullanımıdır. Aynı boyutlarındaki daha geniş daha geniş kabinler için daha küçük aksam kullanımı istenir. Tahrik kasnakları küçüldükçe motor daha hafif ve daha pahalı hale gelir. Motor maliyeti ve dolayısıyla da ağırlığı yaratılan tork ile doğru orantılıdır. “Alternatif” askı tertibatlarının kullanılan aksamının boyutunu küçültene kadar bu ikinci gerekliliği yerine getirmek bir hayli güç olmuştu.

Eğilme oranını azaltıp askı tertibatını poliüretan ile kaplamak başka bir sorunu beraberinde getirdi: objektif ve tanınabilir güvenilir bir ıskartaya çıkarma kriteri belirlenmesi.

Bu makalenin amacı derin bir analize girmeden, nihai kullanıcılar için toplam maliyet üzerindeki etkileri ve uygulama örneklerini anlamak için ana kavramlara değinerek yukarıdaki konulara genel bir değerlendirme yapmaktır.

Askı Tertibatı Türleri

Farklı asansör türleri ile ilgili herhangi bir değerlendirme yapmadan önce piyasadaki askı tertibatlarına göz atmak gerekecektir. Geleneksel tel halatların dışında küçük çaplı halatlar, poliüretan kaplı halatlar ve kaplanmış çelik kayışlar bulunur.(Resim 2)

Her askı tertibatının burada genel olarak değerlendirilen kendi artı ve eksileri vardır. Belli bir askı tertibatının diğerlerine tercih edilmesinin çok katı kuralları olmamakla birlikte bütün asansör tasarımcılarının da bildiği üzere asansörün kullanım alanına, çevresel koşullarına ve trafiğine göre değerlendirme yapılmalıdır. Daha sonra motor ebatına ve asansöe kuyusunun verimli kullanımına dikkat edilmelidir. Motor masraflarından tasarruf ederken yer kısıtları ile başa çıkmanın bir kaç yolu vardır.(Resim 3)

Motorun torkunu azaltmanın en basit yolu 1:1’den 2:1 askı tertibatına geçmektir. Bu sistem, motor ölçüsünden tasarruf sağlar fakat aynı zaman da paket asansörün mekanik karmaşasında bir takım dezavantajlara yol açar. (Resim 3’teki 1 nolu gösterim).

İkinci olasılık ise askı tertibatının eğilme oranını azaltmak, D:d<40 düzeyine getirmektir (küçük çaplı tel halatlar veya poliüretan kaplı halatlar). Bu durumda motor ölçüsü makul bir biçimde azalır, alan verimliliği de oldukça tutarlı bir hale gelir. Ancak küçük çaplı tel halatlar EN 81-20 kapsamında değildir ve bu yüzden de küçük çaplı tel halat üreticilerinin bir risk değerlendirmesi yapması ve onaylı bir bilgelendirme kuruluşundan bir tebliğ belgesi almaları gerekir. İşin olumlu tarafında ise küçük çaplı tel halatların bir güncelleme ile EN 81-20’ye dahil edilmesi düşünülmektedir. (Resim3’teki 2 nolu gösterim).

Üçüncü opsiyon ise çelik kaplı kayışları değerlendirmektir. Bu senaryoda en küçük tahrik kasnağının kullanılması hem motor maliyetinde büyük bir tasarruf sağlar hemde alan verimliliğini arttırır. Buradaki zorluk bu çözümün patentli olmasıdır.(Resim 3’teki 3 no lu gösterim).

Alternatif askı tertibatlarından birinde karar kılarken aynı kuyu ölçüsü içerisinde kabin ebatının ne kadar değişebileceğini de göz önünde bulundurmak gerekir.(Resim 3’teki 2 ve 3 no lu gösterim). Resim 4’te bütün mekanik parçaların kabinin arka kısmında olduğu düşünüldüğünde, orjinaldeki L ebadının %30 ile %40 oranında azalmış olduğu şeklindeki kabin alanındaki kazanç rahatlıkla görülebilmektedir.

Yukarıda yer alan varsayım, bazı durumlarda, daha önce yalnızca altı kişilik bir asansör kurmanın mümkün olduğu yerde sekiz kişilik bir asansör kurma olasılığını beraberinde getirebilir. Ayrıca bir blok halinde asansör bulunan yerleşim yerlerinde bir tane daha az asansör koyup yine aynı sayıda trafiği kaldırma kapasitesi de sağlar

Trafik modelinin yinede zemin katta ki durak kapısında bekleme zamanını arttırmayacak şeklide değerlendirilmesi gerekir. Alternatif olarak, aynı sayıda fakat kabin kapasitesi daha fazla olan asansör kullanarak trafik kaldırma kapasitesi makul bir oranda arttırılabilir.

Burada bahsedilen bütün değerlendirmeler az katlı ve orta sayıda katlı binalar için geçerlidir. Çok katlı binalarda veya ağır yük taşınması gereken durumlarda bu makalenin kapsamı dışında kalan başka unsurlarında göz önünde bulundurulması gerekir. Az katlı veya orta sayıda katlı özel projelerin ihtiyaçlarına göre bu alternatiflerden biri kullanılarak alternatif askı tertibatı olmadan elde edilemeyecek tasarruf sağlanabilir.

Değiştirme Kriterinin Belirlenmesi

Asansör askı tertibatının geliştirilmesi ve iyileştirilmesi her zaman gözle kontrol kavramıyla ilişkilendirilmiştir. Küçük tel halat ve kayış uygulamalarının ilki piyasaya çıktığında en önemli nokta değiştirme kriterlerinin nasıl kolay ve güvenilir bir biçimde saptanabileceğiydi.

Geleneksel tel halatların değiştirilme kriteri gözle muayeneye tabidir: çapta küçülme olup olmadığına, teldeki kırıkların adedine, deforme olan noktalara, renk değiştirme olup olmadığına, vb bakılır. Bu kural ISO 4344′ ün kullanımda olan asansör halatların değiştirilme kriterlerinin listelendiği EK E’ de belirtilmektedir. Resim 5’teki halattaki kırık tellerin sayısına göre yapılacak değiştirmeye dair bu kuraldan bşr alıntı yer almaktadır.

Kırık tellerin adedi değiştirme kriterlerinden biri olup tek kriter değildir. Hiçbir kırık telin olmamasına rağmen halatın değiştirilmesi gereken durumlar olabilir; çapın nominal değerinden %6′ nın üzerinde daralması gibi. Ayrıca dışarıdan kaynaklanan bir hasarın açık işareti (titreşimden kaynaklanan) yorulma veya aşınma) olacak şekilde dış tellerden kırmızı toz çıktığında da halatların değiştirilmesi gerekir.

ISO 4344′ den alınan tablonun son satırında belirtildiği gibi iki kordon arasındaki tek bir tel kırılması olması da halatın acilen değiştirilmesi için bir diğer kriterdir. Bu kriter halatları denetleyenlerin dikkat etmesi gereken önemli bir kriterdir çünkü bu durum halatın göbeğinin yoğunluğunu yitirdiğinin ve dış kordonun birbirine sıkıştığı anlamına gelir.Böyle bir durum tespit edildiğinde halatın daha kapsamlı bir şekilde incelenmesi gerekir.

Küçük Çaplı Halatlar ve Çelik Kaplı Kayışlar

Halatın değiştirilmesi hususunda askı tertibatının en fazla gerilen kısmının belirlenmesi yapılması gereken ilk iştir. Genelde bu kısım kabinin en sık kullanılan katta (genelde zemin kat) olduğunda tahrik kasnağının yakınındadır. Resim 6′ daki gibi tahrik kasnağı ve saptırma kasnağı olan 1:1 askı tertibatını ele alalım. Bu durumda kabin zemin katta durduğunda, askı tertibatının kabin yukarıya doğru çıkmaya başlar başlamaz tahrik kasnağı ve saptırma kasnağından geçecek bir “L” kısmı vardır. Meskenlerin neredeyse %80’inde asansörün zemin kattan seyrine başladığı göz önünde bulundurulduğunda askı tertibatının bu kısmı değiştirme kriterlerinin görülmeye başlanacağı en çok gerilen kısımdır. Bu nedenle muayenenin bu noktadan başlayıp diğer kısımlara ve askı tertibatının yuvalara girdiği noktalara doğru genişletilmesi gerekir.

Askı elemanının doğası ne olursa olsun, kaplanmış olsa da olmasa da bu prensip geçerliliğini korur. Halat donanım sistemine göre, söz konusu bu kısım elemanın daha sık eğileceği kasnak sayısına bağlı olarak daha kısa veya daha uzun olacaktır.

Gözle muayene deformasyonun veya yüzey sıyrıklarının ilk görülebileceği belirli bir bölümde gerçekleştirilir. İlk gözle muayenenin ardından kırık tellerin görünüp görünmediğini ve tellerin kaplamayı delip delmediğini görmek için belirlenen noktaların daha kapsamlı olarak incelenmesi gerekir.

Askı tertibatı üretici tarafından önerilen ISO 4344 Ek A’ da belirtilen bakım talimatlarına uyulmalıdır. Herhangi bir şüpheye düşüldüğünde üreticinin veya yetkili birinin tavsiyesine başvurulmalıdır.

Askı Tertibatının Kalan Ömrünün Tahmin Edilmesi

Alternatif askı tertibatı konusundan bir takım yeni yaklaşımlar; ölçülebilir bir ömür belirlemek, tahribatsız teknoloji ile bir izleme sistemi veya ikisi birden. Ölçülebilir bir ömür için basit ve geri bükme deneyinin yapılabileceği bir laboratuvar test ortamı kurulumu hazırlamak önemlidir. Resim 7′ de örnek bir kurulum görülmektedir.

Askı ortamının çap ve kanal şeklinin ayrıntılarıyla birlikte beklenen tahrik kasnağı ve saptırma kasnağı kombinasyonunda test edilmesi gerekir. Çalışır durumdayken beklenen ömür kombinasyon formülü kullanarak halat donanım sisteminin her bir elemanının ömrüne göre hesaplanır. Bu hesaba göre, sistemin kullanımda kalma ömrünün ne kadar kaldığını izlemek için asansöre bir tur sayacı takılır. Sayaç takmak sistemin düzgün çalıştığından emin olmak için yapılan gözle muayenenin yerine geçmez. Çevresel faktörler ve öngörülemeyen diğer nedenler askı tertibatında hasara yol açabilir ve değiştirilmesini gerektirebilir.

Kalan ömrü belirlemek için başvurulan ikinci yöntem ise manyeto-endüktif, akım akışı web kamerasıyla görsel izleme ve diğer yollarla tahribatsız bir metodoloji kullanmaktır. Bir örnek olması açısından manyeto-endüktif testi inceleyelim. Bu analizi tercih etmenin nedeni diğerlerinden daha uygun olması değil, madencilik ve teleferik gibi alanlarda kullanılan halatlarda bu yöntemin daha fazla kullanılmasıdır. Bu yöntemde incelenen halat parçasını doyum noktasına giren sabit bir mıknatıs kullanılır. Yani halat eksenel yönelimli manyetik akı içine konulur. Bir kesinti meydana geldiğinde, manyetik akı çizgileri radyal olarak dağılır ve tespit bobinleri tarafından tespit edilir.(Resim 8)

Manyeto-endüktif yöntemi halatın daha fazla aşınmaya maruz kaldığı anda sinyaldeki değişim izleyen bir test türüdür. Titreşimli aşınma yorulması ve dahili aşınma devam ettikçe sinyalde daha fazla bir artış görülür. Sinyalleri inceleyerek tel halatın durumuna dair bir takım sonuçlara varılabilir ve bir uzman bu durumu değerlendirebilir. Daha da önemlisi, bu durumda halatın en çok gerilen kısmı kolaylıkla görülebilir ve bu kısmın gözle muayenesi yapılabilir.

Montaj zamanında bir inceleme yapıp her yıl bu incelemeyi tekrarlayarak durumdaki değişimi gözlemlemek önemlidir. Bazı durumlarda bu cihaz asansöre kalıcı olarak monte edilerek gerçek zamanlı bir izleme yapılarak daha kapsamlı bir inceleme gerektiren durumlarda bakım şirketine bildirim gönderebilir. Bu da bizi bu noktada askı tertibatı ile entegre edebilecek öngörüye dayanan bakım meselesine getiriyor.

Öngörüye Dayalı Bakım İşlemlerini Yerine Getirmek için Askı Tertibatı Kullanmak

Şimdi de saha da nasıl bir bakım gerektiğine dair bilgi edinmek için askı tertibatı civarına monte edilen sensörlerden nasıl yararlanabileceğimizi göreceğiz. Genel sensör setinde aşağıdaki unsurlar yer alabilir:

  • Üç eksenli bir akselerometre: Kabine monte edilir. Asansörün seyri ile alakalı bütün titreşimi tespit eder.
  • Yük tartma cihazı: Bu sensör kabindeki yükü algılar ve asansörün seyri sırasında zıplama ve klavuz sürtünmesinden kaynaklanan dikey değişimi de değerlendirebilir.
  • Tahribatsız rest cihazı: Tahrik kasnağı civarına monte edilir. Bu tür bir cihaz askı tertibatındaki aşınmayı gerçek zamanlı olarak takip edebilir. Bu da farklı teknolojilerle sağlanabilir. (manyeto-endüktif, akım darbesi, webcam gibi)
  • Geçit: Toplanan bilgileri sürüş kalitesi ve olası anomaliler açısından belli bir algoritma dahilinde değerlendirmek üzere uzaktaki bir buluta iletmeye yarar.

İncelenen durum, üç eksenli hızlanma sensörünün kabine monte edildiği ve temel nedeninin asansör sisteminin başka bir parçasından kaynaklansa bile, askı tertibatından gelen bir miktar titreşimin tespit edildiği durumdur. Frekans analizine ve kaydedilen sinyalin zaman ölçümüne göre sorunun kaynağı belirlenebilir. Böylelikle bakım şirketi nereye bakacağını bilerek ve yanında değiştirilecek yedek parçaları getirerek asansörün bulunduğu yere bir ziyarette bulunabilir.

Tespit edilen titreşimden kaynaklanan temel nedeni anlayacak bir algoritma geliştirmek zorlu bir süreçtir, ancak uygun testler yapıldığı takdirde imkansız değildir.

Askı Tertibatının Aşınması

Askı tertibatı sürekli bir aşınmaya tabidir. Yapılan frekans analizi dikey titreşimin belli bir zaman içerisinde hafifçe arttığını ve trafiğin artmasıyla birlikte aniden zirve yaptığını gösteriyorsa askı tertibatının öncelikle gözle muayenesi yapılmalıdır. Değiştirmeyi gerektirecek bir belirti görülemeyebilir. Dikey zıplamanın zaman içinde ölçümünü yaparak halatın titreşimli aşınma yorulmasına maruz kalıp kalmadığını herhangi bir sıkıntı yaratmadan önce tespit edebiliriz.

Dönüşten Kaynaklanan Titreşim

Tamamen farklı bir senaryo ise titreşimin frekansının bir şekilde seyahat hızı ile ilişkili periyodik salınımla ilgili olup olmadığıdır. Bu durumda, söz konusu olgunun makaralı yatakların ya da rotatif kütlenin başka bir özelliğinden mi kaynaklandığını anlamak için kasnakların incelenmesi gerekir.

Askı Ortamındaki Eşit Gerilim

Titreşimin bir diğer olası kaynağı ise halatların eşit gerginliklerini yitirmesi olabilir. Bu durumda, frekansın bazı nedensellik parametreleri vardır ancak kuyudaki kabinin belirli bir yeriyle alakalıdır.

İnvertör Parametrelerinin Etkileri

Sürüş konforunu etkileyen diğer titreşimler motorun kullanımındaki invertör parametreleriyle ilişkilendirilebilir. Bu durumda, kabin içindeki titreşimler hızlanma ve/veya yavaşlama esnasında artabilir. Burada kaib içindeki yük miktarı da etkili olabilir.

Askı Ortamının Etkileri ile İlgili Sonuçlar

Yukarıda anlatıldığı gibi, askı ortamının titreştiğini görmemiz üzerine dikkatimizi askı ortamına odaklamamız gerekmeyeceğini anlayabiliriz. Titreşim frekansının spesifik spektrumunu analiz ederek, söz konusu olgunun karakterini daha iyi anlayabilir ve temel nedenini asansör sisteminin diğer elemanlarında arayabiliriz.

Sonuç

Bu makalede askı tertibatının paket asansör sisteminin genel tasarımına nasıl katkıda bulunabileceğini ve güvenli çalışma ve öngörüye dayalı değerlendirme yapma konusunda nasıl yardımcı olabileceğini gördük. Ayrıca belli durumlarda uygun askı ortamı seçimi binanın asansör maliyetini ve trafik yönetimini de etkileyebilir.

Akıllı bir tasarımcı alternatif askı tertibatlarının sağlayacağı faydaları göz önünde bulundurarak kendi değerlendirmesini yapacaktır.

Kaynak
Dr. Nicola İmbimbo
elevatorworld.com

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir