Süsinikkiu rakendused liftides ja vertikaalses transpordis

Lift on masin, mis veedab kogu oma elu võitluses oma kaaluga. Iga kilogramm autot, raami, uksi ja köist tuleb kiirendada, tugevdada ja pidurdada tuhandeid kordi aastas ning iga kilogramm vastakaalu tuleb peatada võlli kohale. See on põhjus, miks vertikaalne transporditööstus on vaikselt muutunud üheks kõige huvitavamaks süsinikkiudkomposiitide turuks: kui liikuv mass langeb, langeb mootori suurus, väheneb energiatarbimine, pikeneb köie ja riiva eluiga ning kogu masin muutub samal ajal kiiremaks ja lihtsamaks. Selles artiklis vaadatakse, kus süsinikkiud, aramiidkiud ja eeloksideeritud kiud kasutatakse liftide, eskalaatorite ja laiema vertikaalse transporditööstuse vahel ning kuidas ostja või insener peaks neid täpsustama.

1. Kaalu kinemaatika vertikaalses transpordis

Alustage tasakaalustatud lifti aritmeetikaga. Veemootor peab ainult liikuma erinevust automassi ja vastakaalu ning reisijate vahel. Vähendage auto ja rihma massi ning vastakaalu saab vähendada sama summa võrra, nii et mootor, pidur, rihmad, juhtrööbed ja konstruktsioonikoormused kõik koos vähenevad. Mõne sadu kilogrammi sääst liikuvas komplektis muutub kogumasinas palju üle tonni säästu.

1.1 Miks massi liikumine otsustab kõik muu

Energiatarbus, tippvool, pidurite suurus, köie läbimõõt ja võlli pearuum on kõik liikuva massi allavoolu. Kõrgehoones domineerib liikuvat massi pearustussüsteem ise ja koduliftis on liikuva massi tähtsus, sest kogu toode peab sobima koduse struktuuri ilma masinaruumata. Turu mõlemad otsad tõmbavad samas suunas: kergemad konstruktsioonid ja kergemad riputusliikmed.

1.2 Kui tavapärane masina disain lööb seina

Terasteköis on küps lahendus ja ei kaota, kuid sellel on püsiv suhe läbimõõdu, purkumiskoormuse ja massi meetri kohta. Kõrgemad võllid tähendavad pikemaid köisid ja pikem köis ei kaalu mitte ainult rohkem, see venib rohkem ja vajab rohkem veojõudu. Mõnel võlli kõrgusel muutub üksi köie mass koormuse tähendusväärseks osaks. Terasest autode raamid on tugevad, kuid rasked, alumiiniumistööstused kaaluvad, kuid on liigestes pehmed ja väsimustundlikud ning mõlemad materjalid vajavad niiskuses võllides ja merekeskkonnas korrosioonikaitset.

1.3 Mida tööstus vajab materjalist

Lifti jaoks ideaalne konstruktsioonimaterjal on jäik, tugev, väsimust taluv, mõõtmete stabiilne, mitte-korrodeeriv, mitte-magnetiline ja tulekahjulik. Samuti peaks seda olema lihtne lamineerida raamidesse ja lihtne masinata sulgudesse. Süsinikkiuduga tugevdatud polümeer hõlmab suuremat osa sellest nimekirjast ja kaks lünga, mida see jätab, nimelt temperatuuri toimivus võlli tulekahju ja mõnede komponentide löögikäitumine, on täidetud vastavalt eeloksüdeeritud kiuduga ja aramiidkiuduga.

2. Süsinikkiu peatamise liikmed ja vööd

Kõige nähtavam süsinikkiu edu tööstuses ei ole autopaneel ega uks. See on tasane vöö, mis peatab lifti ja selle ümber kasvanud komposiitpingeliikmete perekond.

2.1 Kompositköesid ja tasased vööd

Kattetud terasvöö süsinikkiu pingeliikidega asendab mitu tavapärast köist ühe tasase elemendiga. Süsinikkiudu tuum kannab koormust väga vähese venitusega, mis võimaldab väiksemat veojõudu ja väiksemat mootorit, ning uretaanjakk annab veojõudu ja kaitseb tuuma kulumise eest. Kuna vöö on palju kergem kui teras, mida see asendab, langeb pearustussüsteemi liikumiseks vajalik energia ja vöö kestab hästi korralikult joondatud masinaruumata paigalduses.

2.2 Kergekaalulised reisikaablid

Autole järgnev liikuv kaabel kandab liikuvale massile võimsust ja kommunikatsiooni, nii et selle enda kaal on karistus, mis ilmneb ekstra lohistamisena, lõhkumisena ja väsimusena painutamisraadiuses. Kaablikonstruktsioonid, mis kasutavad kõrge tugevusega kiudude tugevuse liikmeid, vähendavad massi ja parandavad paindlikkust ja aramiidkiud on levinud valik, kus vastupidavus on sama oluline kui jäikus. Liikuva kaabli massi vähendamine vähendab ka selle kompenseerimiseks vajalikku vastakaalu.

2.3 Kuubaneri ja ohutusköie valikud

Ohutus- ja juhtimissüsteeme reguleerivad koodid ja kinnitused, nii et komposiidivahetus on seal aeglasem kui konstruktsiooniosades. Kui kasutatakse komposiitpingeliiget, on kriitiliseks nõudeks dokumenteeritud roobumise ja väsimuse käitumine püsiva koormuse all, sest kümne aasta jooksul lõõgastuv vedrustuselement ei ole vastuvõetav. Nende osadega töötavad tarnijad annavad mitte ainult lühiajalise katkestamise koormuse, vaid ka horjumise purkumise andmeid, pinge-pinge väsimuse kõveraid ja painutamise tulemusi.

3. Auto konstruktsioonid, Sling raamid ja platvormid

Üle vöö ja ümber uksed on teine, suurem võimalus. Iga autost eemaldatud paneel ja raam vähendab pearustuse ja juhtrööbaste koormust.

3.1 Autode raamid ja platvormide paneelid

Autode slingid ja platvormid on lamineeritud või pultrudeeritud struktuurid ning süsinikkiudplate, toru ja pultrudeeritud profiil võimaldavad jäika raami seina paksusega, mis on palju madalam terasekvivalentist. Suurem spetsiifiline jäikus tähendab, et koormuse all olevat kaldumist kontrollitakse vähema materjaliga ja korrodeerimata pind hoiab struktuuri niiskuses võlli stabiilseks. Süsinikkiu nahkadega võileibapaneelid ja tulekahjulik tuum annavad lameda, jäika platvormi ja seinapaneeli, mis kandab ka sisemise viimistluse.

3.2 Uksed, sild ja maandumismööbel

Auto- ja maandumisuksed on igas paigalduses kõige rohkem jalgrattaga kasutatavad osad. Süsinikkiust uksepaneel on piisavalt kerge, et vähendada käitaja ja mootori töökohustusi, ja piisavalt jäik, et jääda tasaseks pärast aastaid kestnud kasutamist, ning komposiitskonstruktsioon ei pruugi või roosteta nagu leheteras. Maandumislauad, indikaatoripaneelid, käsiraadid ja võlli mööbel saavad kasu sama jäikuse, madala massi ja korrosioonikindluse kombinatsioonist ning materjali mittemagneetiline olemus väldib positsioonitundmise häireid.

3.3 Koduliste liftide ja masinaruumi vähem pakendid

Elu- ja väikesekaubandussegmendis on piirangud erinevad ning komposiitide puhul on see veelgi selgem. Kodulift peab minema olemasolevasse trepisse, vajab kompaktset sõidukit ja kerget autot, sest tugikonstruktsioon ei ole kunagi mõeldud liftiks. Süsinikkiust torud ja töödeldud plaadid võimaldavad tootjal ehitada õhukese, isetoetava raami, mida saab paigaldada kohapeal, ning eeloksideeritud kiudukomponendid käsitlevad isolatsiooni ja tuletõrje ülesandeid sõiduki ja autopaneelide ümber.

4. Masinatuba seadmed ja sõidukite komponendid

Masinaruum või masinaruumata liftita kompaktne masinaruum sisaldab pöörlevaid ja pöörlevaid osi, kus vähenenud inertsia ja korrosioonikindlus maksevad.

4.1 Mootori korpused, kinnistid ja jõuvõllid

Süsinikkiudaga käiguvõll vähendab pöörlemisinertsust ja tõstab esimest loomulikku painutamise sagedust, mis aitab käiguvabal veomasinal vaikselt töötada. Süsinikkiust valmistatud mootoriraamid, kinnituskinnistused ja masina voodiplaadid vähendavad võlli pea struktuuri massi ning eemaldavad värvimise ja tsingimise vajaduse. Kuna materjal ei ole magnetiline, saab seda kasutada magnetringluse lähedal ilma väljamoonutuseta.

4.2 Riivid ja juhendikomponendid

Juhtimisjalatsid, rulli juhendamise korpused ja kihve komplekti struktuurilised elemendid on süsinikkiu kandidaadid, kus jäikus ja madal mass on oluline. Rullid ja juhtkomponendid saavad kasu aramiidkiudest kulumise ja löögikihtides, kuna aramiid on erakordselt tugev ja raudteepinnale mitte abrasiivne. Mõlemad materjalid on kodus võlli keskkonnas, sest kumbki ei korrodeeri, kui kondensatsioon tekib külmal hommikul.

4.3 Eskalaatori komponendid ja liikuvad jalutuskäigud

Eskalaatori balustraadid, sammu- ja kaubaaluste komponendid, käsiraadide juhtkonstruktsioonid ja kammiplaadimööbel töötavad aastakümneid avalikes hoonetes, kus olulised on nii välimus kui ka hoolduskulud. Süsinikkiu profiilid ja paneelid annavad jäika, kerge ja stabiilse struktuuri, samas kui aramiidkiu lisab kokkupuutetaluvust kokkupuutepunktides ja eeloksideeritud kiud pakub tuletõkket katte taga ja liikukomponentide ümber.

5. Tule-, soojuse- ja ohutusmaterjalide kohustused

Vertikaalne transport on eluohutustoode, nii et olulisi otsuseid piiravad eeskirjad ja rikke tagajärjed. Komposiitmaterjalid vastavad nendele piirangutele, kui konkreetne klassi ja katsetõendid valitakse tahtlikult.

5.1 Autode siseruumide tulekahju katsetamise reaalsused

Autoseinad, laed, põrandad ja uksed kehtivad tuletõrjenõuetele ning komposiitlahendus on pigem süsteem kui üksik materjal. Süsinikkiu nahka saab kombineerida tulekindla tuumaga ja intumestsentse või mineraalse kihiga ning eeloksideeritud kiudude katteid saab lisada, kui põletamatus loeb. Võtmeks on testida komplekti, kuna see paigaldatakse, sest laminaat, mis läheb üksi, ei pruugi läbida tootmisel kasutatava liimi ja viimistlusega.

5.2 Eelaksüdeeritud kiud pidurite ja soojustööde puhul

Eelaksüdeeritud kiud on sulamata, leegikindla materjal, mis ei põle ega sula töötemperatuuril, ja seda kasutatakse piduripadi tugevdamisena, masina komponentide ümber soojusisolatsioonina, paneelide taga oleva barjäärina ja masinaruumi sees tunduvana. Samuti püsib see hästi tolmulistes, vibratsioonilistes tingimustes, kus mineraalvilla võib aja jooksul asetuda ja kokku suruda.

5.3 Aramiidkiud löögi- ja lõhkekaitsel

Kui rikke vabastab energiat, teenib aramiidkiud oma koha energiat imendava kihina. Seda kasutatakse jõuseadmete ümbritsevates kaitsevõrdetes, puudutavate võlli mööblide löögikaitses ja rõhu või kõrge energiaga komponentide kinnituspakendites. Aramiidkangas on ka loomulik valik pehmete seadmete jaoks, nagu lifti paigaldamise ja renoveerimise ajal kasutatavad tõsterõivad, rõivakated ja kaitsetekid, kus metalliosa ei tohi valmis auto siseruumi kriimustada.

6. Vertikaalse transpordi materjalide valiku maatriks

Allpool olevas maatriksis kaardistatakse vertikaalse transpordisüsteemi töökoht sellele sobivale tootevormile ja tavalisele materjalile, mida see tavaliselt asendab.

6.1 Matriksi lugemine

Lugege iga rida kui paketti, mitte ühe ostu. Tootevorm, selle valimise põhjus ja tavapärane lahendus, mida see asendab, kuuluvad kokku ja enamik paigaldusi ühendab korraga mitu rida. Ühe tarnija kaubanduslik väärtus on kõige suurem, kui vööd, konstruktsiooniprofiilid, paneelid, vildid ja kaitsetekstiilid saabuvad ühtse dokumentatsiooni ja koordineeritud tarnimisega, sest lift on paigaldatud fikseeritud järjestuses ja puuduv esem peatab kogu ehituse.

7. Spetsifikatsioon, katsetamine ja sertifitseerimine

Vertikaalne transport on reguleeritud ja komposiitmaterjalid sisenevad tööstusse läbi ukse märgistatud testitõendite. Tarnija, kes mõistab, et muudab ostja heakskiidu protsessi lühemaks.

7.1 Standardid, koodid ja paberijälg

Liftide komposiitosad on kvalifitseeritud vastavalt piirkonna kehtivatele liftide ohutusstandarditele ning kogu komplekti materjalide ja tulekahju standarditele. Praktikas sisaldab projektipakett partiide jälgitavusega materjalisertifikaate, mehaanilisi ja füüsilisi katsearuandeid, valmis komplekti tulekahju katsearuandeid ning vajaduse korral roogumise ja väsimuse andmeid. Sertifikaatide ja tootmispartiide vaheline ühtsus on oluline sama palju kui numbrid ise, sest asendamine tarneahelas võib tühistada heakskiidu.

7.2 Väsimuse, paindumise ja tõmbamise katsed

Lifti riputuselement võib oma eluiga näha miljoneid koormustsükleid ja uks võib kaks kümnet aastat sadu korda päevas tsikleerida. Seetõttu keskendub katsetamine pinge-pinge väsimusele pearingi liikmete suhtes, painutamise väsimusele tegelikult kasutatud kõva läbimõõduga ning liikuvate paneelide hingete, rullide ja lukkide tsükli katsetamisele. Kattetud rihma tõmbamise ja kulumise katsetamine toimub reaalse rihma geomeetria alusel, sest rihma eluiga on pigem süsteemi omadus kui materjali omadus.

7.3 Kontroll pika kasutusiga

Kompositkomponendid kontrollitakse visuaalse uurimise, kraanikatsete ja vajaduse korral ultraheli- või röntgenograafiliste meetodite abil. Kõige kasulikum üleandmise tulemus on dokumenteeritud lähteväärtus: materjalide partiide andmed, ehitatud joonised, joondamise ja pöördemomendi andmed ning kriitiliste liigeste fotod. Kui alustase on kätes, muutub iga järgnev inspekteerimine kiiremaks ja iga remondi või asendamise otsus muutub tõenditel põhinevaks, mitte arvamuseks.

8. Miks Tanchain vertikaalsete transpordiprogrammide jaoks

Vertikaalse transpordiprojekti jaoks on vaja ühte materjalipartnerit, kes suudab katta struktuuri-, peatamise- ja ohutuskohustusi, kaotamata nende vahelist ühtsust. Tanchain toodab süsinikkiudkiud, klaapikiud, kangas, prepreg, pultrudeeritud toru, profiili ja mehhaniseeritud plaati komposiitraami, paneeli, rihma tuuma ja sõidukomponendi ulatuse jaoks koos aramiidkiud, klaapikiud ja kangaga löögi-, kulumise- ja kaitsetekstiiliülesannete jaoks ning eeloksideeritud kiudkiud, klaapikiud, lõng, vilt ja kangas kõrgtemperatuuri isolatsiooniks, piduritugevdamiseks ja tuletõketeks.

See vahemik tähendab, et ühekordne ostutellimus võib hõlmata autoliigi, sisepaneeli komplekti, masina voodiplaadi, vöö tuuma spetsifikatsiooni, tuletõrje vilti ja paigaldusliigi komplekti, kooskõlas ühtse dokumentatsiooni ja koordineeritud ajakavaga. Materjalisertifikaadid, partii jälgitavus ja tehnilised andmed on standardselt esitatud ning meie meeskond toetab spetsifikatsioonietappi toote valiku ja rakenduse juhisega.

Sirvi Tanchain süsinikkiu, aramiidkuu ja eeloksideeritud kiudu tootevaliku või saada meile auto paigutus, võlli andmed ja töötsükkel. Meie insenerimeeskond vaatab läbi liikuva massi, pearustuse korralduse ning tulekahju- ja ohutusnõuete, soovitab süsteemi iga osa tootevorme ja pakub vertikaalse transpordirakenduse jaoks täielikku materjalipaketti, alates pearustuse liikmest kuni autopaneeli taga oleva isolatsioonini.