Приложения на въглеродни влакна в асансьори и вертикален транспорт

Асансьорът е машина, която прекарва целия си живот в борба със собственото си тегло. Всеки килограм автомобил, рамка, врата и въже трябва да се ускоряват, подкрепят и спират хиляди пъти годишно, а всеки килограм противовес трябва да бъде окачен над вала. Ето защо вертикалната транспортна индустрия тихо се превърна в един от най-интересните пазари за композити от въглеродни влакна: след като движещата се маса спадне, размерът на двигателя спадне, консумацията на енергия спадне, животът на въжето и скоба се удължи и цялата машина става по-бърза и по-проста в същото време. Тази статия разглежда къде въглеродните влакна, арамидните влакна и предварително окислените влакна се използват в асансьорите, ескалаторите и по-широката вертикална транспортна индустрия и как купувачът или инженерът трябва да ги посочи.

1. Кинематиката на теглото във вертикален транспорт

Започнете с арифметиката на контрабалансиран лифт. Двигателят само трябва да премести разликата между масата на автомобила и контратеглото, плюс пътниците. Намалете масата на автомобила и пръчката и контратеглото може да бъде намалено със същото количество, така че двигателят, спирачките, лопатите, ръководните релси и конструктивните натоварвания да се намалят заедно. Спестяването на няколкостотин килограма в движещата се сглобка се превръща в спестяване на много повече от тон в цялата машина.

1.1 Защо движещата се маса решава всичко друго

Разходът на енергия, пиковият ток, размерът на спирачките, диаметърът на въжето и главата на вала са всички надолу по течението на движещата се маса. В висока сграда движещата се маса е доминирана от самата система за окачване, а в домашен лифт движещата се маса е важна, защото целият продукт трябва да се впише в домашна структура без машинна стая. И двата края на пазара се дърпат в една и съща посока: по-леки конструкции и по-леки елементи на окачването.

1.2 Когато конвенционалният дизайн на машината удари стена

Стоманеното въже е зрело решение и няма да изчезне, но има фиксирана връзка между диаметър, разрушително натоварване и маса на метър. По-високите валове означават по-дълги въжета, а по-дългите въжета не само тежат повече, но и се разтягат повече и се нуждаят от повече тяга. При някаква височина на вала масата на въжето сама по себе си става значим дял от товара. Стоманените рамки за автомобили са силни, но тежки, алуминиевите украшения тежат, но са меки и чувствителни към умората при ставите, а и двата материала се нуждаят от защита от корозия във влажни валове и морски среди.

1.3 Какво се нуждае индустрията от материал

Идеалният конструктивен материал за асансьор е твърд, здрав, толерантен към умора, размерно стабилен, некорозионен, немагнитен и огнен. Също така трябва да е лесно да се ламинира в рамки и лесно да се обработва в скоби. Полимерът, укрепен с въглеродни влакна, обхваща по-голямата част от този списък, а двете празнини, които оставя, а именно температурната ефективност при пожар на вал и поведението на удара в някои компоненти, са запълнени съответно от предварително окислени влакна и арамидни влакна.

2. Въглеродни елементи и колани за окачване

Най-видимият успех на въглеродните влакна в индустрията не е автомобилният панел или вратата. Това е плоският колан, който окачва асансьора, и семейството на композитните елементи на напрежението, които са израснали около него.

2.1 Композитни въжета и плоски колани

Покрит стоманен колан с ядро от въглеродни влакна заменя няколко конвенционални въжета с един плосък елемент. Ядрото от въглеродни влакна носи натоварването с много малко разтягане, което позволява по-малка тяга и по-малък двигател, а уретановата курта осигурява тяга и предпазва ядрото от износване. Тъй като коланът е много по-лек от стоманата, която заменя, енергията, необходима за преместване на самата система за окачване, пада и коланът издържа добре в правилно подравнена инсталация без машинна стая.

2.2 Леки пътуващи кабели

Пътуващият кабел, който следва колата, носи енергия и комуникация към движеща се маса, така че собственото му тегло е наказание, което се появява като допълнително влачене, разкъсване и умора в радиуса на завоя. Кабелни конструкции, които използват високоякостни елементи за устойчивост на влакна, намаляват масата и подобряват живота на гъвкавостта, а арамидните влакна са често срещан избор, където издръжливостта е толкова важна, колкото и твърдостта. Намаляването на масата на пътуващия кабел също намалява контратеглото, което трябва да бъде осигурено, за да го компенсира.

2.3 Опции за управление и въже за безопасност

Системите за безопасност и управление се регулират от кодове и одобрения, така че заместването на композитите е по-бавно там, отколкото в конструктивните части. Когато се използва композитен елемент за напрежение, критичното изискване е документирано поведение на пълзане и умора при продължително натоварване, защото елемент за окачване, който се отпуска в продължение на десетилетие, не е приемлив. Доставчиците, работещи по тези части, предоставят данни за разрушаване на пълзането, криви за умора от напрежение и напрежение и резултати от огъване над повърхността, а не само краткосрочно натоварване на счупването.

3. Автомобилни конструкции, рамки и платформи

Над колана и около вратите е втора, по-голяма възможност. Всеки панел и рамка, премахнати от автомобила, намалява натоварването върху окачването и ръководните релси.

3.1 Рамки и платформи за автомобили

Автомобилните празници и платформи са ламинирани или пултруирани конструкции, а плочата от въглеродни влакна, тръбата и пултруираният профил позволяват твърда рамка с дебелини на стените далеч под стоманния еквивалент. По-високата специфична твърдост означава, че отклонението при натоварване се контролира с по-малко материал, а некорозионната повърхност поддържа структурата стабилна във влажен вал. Сандвич панели с кожи от въглеродни влакна и огнено ядро дават плоска, твърда платформа и стенен панел, който също носи вътрешното покритие.

3.2 Врати, первази и кацащи мебели

Автомобилните и приземните врати са сред най-циклизираните части на всяка инсталация. Панелът на вратата от въглеродни влакна е достатъчно лек, за да намали работата на оператора и двигателя и достатъчно твърд, за да остане плосък след години на употреба, а композитната структура не се задълбочава или ръжда като листова стомана. Парафите за кацане, индикаторните панели, парапетите и мебелите за вал се ползват от същата комбинация от твърдост, ниска маса и устойчивост към корозия, а немагнитният характер на материала избягва смущения с чувстването на позицията.

3.3 Домашен асансьор и пакети с по-малко машинни помещения

В жилищния и малкия търговски сегмент ограниченията са различни и случаят с композитите е още по-ясен. Домашният асансьор трябва да влезе в съществуващо стълбище, се нуждае от компактно задвижване и лек автомобил, защото поддържащата конструкция никога не е била проектирана за асансьор. Тръбите от въглеродни влакна и обработените плочи позволяват на производителя да изгради тънка, самоносяща се рамка, която може да бъде сглобена на място, а предварително окислените компоненти от влакна се справят с изолационните и пожарните бариери около задвижването и панелите на автомобила.

4. Машинно оборудване и компоненти за задвижване

Машинното помещение или компактното машинно пространство на лифт без машинно помещение съдържа въртящи се и въртящи се части, където намалената инерция и устойчивостта на корозия се плащат.

4.1 Корпуси на двигатели, скоби и задвижващи валове

Двигателният вал от въглеродни влакна намалява въртящата инерция и повишава първата естествена честота на огъване, което помага на машината за теглене без предавки да работи тихо. Моторните рамки, монтажните скоби и машинните плочи от въглеродни влакна намаляват масата на структурата на главата на вала и премахват необходимостта от боядисване и поцинкване. Тъй като материалът не е магнитен, той може да се използва близо до магнитната верига без изкривяване на полето.

4.2 Ранти и компоненти за ръководство

Обувки за ръководство, корпуси за ръководство на ролки и структурните елементи на сглобяването на лента са кандидати за въглеродни влакна, където твърдостта и ниската маса са важни. Валките и направляващите компоненти се възползват от арамидните влакна при износване и удари, тъй като арамидът е изключително твърд и не абразивен за повърхността на релсата. И двата материала са у дома в средата на вала, защото нито един от тях не кородира, когато се образува кондензация на студена сутрин.

4.3 Компоненти на ескалаторите и движещи се пътеки

Ескалаторните балустради, компонентите на стъпалата и палетите, ръководните конструкции на парапетите и мебелите за гребени плочи всички работят от десетилетия в обществени сгради, където както външният вид, така и разходите за поддръжка имат значение. Профилите и панелите от въглеродни влакна дават твърда, лека и стабилна структура, докато арамидните влакна добавят толерантност към удара в изложени точки, а предварително окислените влакна осигуряват огнена бариера зад облицовката и около компонентите на задвижването.

5. Пожарни, топлинни и материални задължения за безопасност

Вертикалният транспорт е продукт за безопасност на живота, така че материалните решения са ограничени от кодове и последствията от повреда. Композитните материали отговарят на тези ограничения, когато специфичните качества и доказателства за изпитване са избрани умишлено.

5.1 Реалности за изпитване на пожар за интериора на автомобила

Стените, таваните, подовете и вратите на автомобилите са предмет на изисквания за пожарна ефективност, а композитното решение е система, а не един материал. Кожата от въглеродни влакна може да бъде комбинирана с огнено ядро и интумесцентен или минерален слой, а предварително окислените облицовки от влакна могат да бъдат добавени, където не се счита горимост. Ключът е да се тества монтажът, тъй като ще бъде инсталиран, защото ламинатът, който преминава сам, може да не премине с лепилото и завършването, използвани в производството.

5.2 Предокислени влакна в спирачните и топлинните задачи

Предварително окислените влакна са нетопливи, пламеноустойчиви материали, които не горят или се топят при експлоатационни температури и се използват като подсилване на спирачната подложка, като топлоизолация около компонентите на машината, като бариера зад панелите и като усещане в машинното пространство. Тя също така издържа добре в прашните, вибриращи условия на ескалаторната решетка, където минералната вълна може да се засели и да се сгъсти с течение на времето.

5.3 Арамидови влакна в защита от удари и взриви

Когато отказът би освободил енергия, арамидните влакна печелят мястото си като енергийно поглъщащ слой. Използва се в защитни облицовки около задвижващото оборудване, в защита от удари за изложени мебели за вал и в опаковки за задържане на компоненти под налягане или с висока енергия. Арамидната тъкан също е естествен избор за меко оборудване като повдигане на празници, покрития за празници и защитни одеяла, използвани по време на монтажа и ремонта на асансьора, където метална част не трябва да надрасква завършения интериор на автомобила.

6. Матрица за избор на материали за вертикален транспорт

Матрицата по-долу картографира точката на задължение в вертикална транспортна система към формата на продукта, която й съответства, и конвенционалния материал, който обикновено заменя.

6.1 Четене на матрицата

Прочетете всеки ред като пакет, а не като единична покупка. Формата на продукта, причината за избора му и конвенционалното решение, което заменя, принадлежат заедно и повечето инсталации комбинират няколко реда наведнъж. Търговската стойност на един доставчик е най-голяма, когато коланите, конструктивните профили, панелите, филците и защитните текстили пристигат с последователна документация и координирана доставка, защото асансьорът се сглобява в фиксирана последователност и липсващият елемент спира цялото изграждане.

7. Спецификация, тестване и сертификация

Вертикалният транспорт е регулиран и композитните материали влизат в промишлеността през вратата, маркирана с тестови доказателства. Доставчик, който разбира, че това ще направи процеса на одобрение на купувача по-кратък.

7.1 Стандарти, кодове и хартиен път

Композитните части за асансьори са квалифицирани според приложимите стандарти за безопасност на асансьорите за региона и според материалните и пожарните стандарти за сглобяването като цяло. На практика пакетът от проекти включва сертификати за материали с проследимост на партидите, доклади за механични и физически изпитвания, доклади за изпитвания при пожар за готовия монтаж и, когато е уместно, данни за пълзане и умора. Съгласуваността между сертификатите и производствените партиди е толкова важна, колкото и самите числа, защото заместването в веригата на доставки може да понижи валидността на одобрението.

7.2 Изследване на умората, огъването и тракцията

Елементът на окачване в асансьора може да види милиони цикли на натоварване през живота си, а вратата може да циклира стотици пъти на ден в продължение на две десетилетия. Следователно изпитването се фокусира върху умората от напрежение и напрежение на елементите на окачването, умората от огъване над действително използвания диаметър на лентата и изпитването на цикъла на пантите, ролките и заключителите на движещи се панели. Тестването на влакването и износването на покрития колан се извършва на истинската геометрия на лентата, защото животът на колана е свойство на системата, а не свойство на материала.

7.3 Инспекция през дълъг експлоатационен живот

Композитните компоненти се проверяват чрез визуално изследване, изпитване на крана и, когато е приложимо, ултразвукови или рентгенографски методи. Най-полезният продукт при предаването е документирана базова линия: записи за партидите материали, изградени чертежи, записи за подравняване и въртящ момент и снимки на критични съединения. С базова линия в ръка, всяка последваща инспекция става по-бърза и всяко решение за ремонт или замена става основано на доказателства, а не на предположения.

8. Защо Tanchain за вертикални транспортни програми

Проектът за вертикален транспорт се нуждае от един материален партньор, способен да покрие структурните задължения, задълженията за окачване и безопасността, без да губи последователността между тях. Tanchain произвежда въглеродни влакна, фибри, тъкан, препрег, пултрудна тръба, профил и обработена плоча за композитната рамка, панел, ядро на колана и обхват на компонентите на задвижването, заедно с арамидна нишка, фибри и тъкан за удар, износване и защитни текстилни задължения, както и предварително окислени фибри, нишка, прежда, филц и тъкан за високотемпературна изолация, спирачно укрепване и пожарни бариери.

Този диапазон означава, че една поръчка за покупка може да обхване кола, комплект от вътрешни панели, машинна плоча, спецификация на ядрото на колана, пожарна бариера и комплект от монтажни празници, с последователна документация и координирано планиране. Сертификати за материали, проследимост на партидите и технически данни се предоставят като стандарт, а нашият екип подкрепя етапа на спецификацията с избор на продукт и насоки за прилагане.

Разгледайте продуктовата гама от въглеродни влакна, арамидни влакна и предварително окислени влакна на Tanchain или ни изпратете оформление на автомобила, данни за вала и цикъл на работа. Нашият инженерен екип ще прегледа движещата се маса, разположението на окачването и изискванията за пожар и безопасност, ще препоръча формулярите на продуктите за всяка секция от системата и ще предостави пълен материален пакет за вертикално транспортно приложение, от елемента на окачването до изолацията зад панела на автомобила.