Ứng dụng sợi carbon trong thang máy và vận chuyển dọc

Thang máy là một máy dành cả đời để chiến đấu với trọng lượng của chính nó. Mỗi kilogam ô tô, khung, cửa và dây thừng phải được tăng tốc, củng cố và phanh hàng ngàn lần một năm, và mỗi kilogam trọng lượng phản đối phải được treo trên trục. Đó là lý do tại sao ngành công nghiệp vận tải dọc đã yên tĩnh trở thành một trong những thị trường thú vị nhất cho các hợp chất sợi carbon: một khi khối lượng di chuyển giảm, kích thước động cơ giảm, tiêu thụ năng lượng giảm, tuổi thọ dây thừng và lưỡi kéo dài, và toàn bộ máy trở nên nhanh hơn và đơn giản hơn cùng một lúc. Bài viết này xem xét nơi sợi carbon, sợi aramid và sợi oxy hóa trước được sử dụng trên thang máy, thang cuốn và ngành công nghiệp vận chuyển dọc rộng hơn, và cách người mua hoặc kỹ sư nên chỉ định chúng.

1. Kinematics của trọng lượng trong vận chuyển dọc

Bắt đầu với tính toán của một thang máy cân bằng. Động cơ kéo chỉ cần di chuyển sự khác biệt giữa khối lượng xe và phản trọng lượng, cộng với hành khách. Giảm khối lượng của xe và dây chuyền, và phản trọng lượng có thể được giảm bằng cùng một số lượng, vì vậy động cơ, phanh, trục, đường ray hướng dẫn và tải cấu trúc đều giảm cùng nhau. Tiết kiệm vài trăm kg trong lắp ráp di chuyển trở thành tiết kiệm hơn một tấn trong tổng thể máy.

1.1 Tại sao di chuyển khối lượng quyết định mọi thứ khác

Tiêu thụ năng lượng, dòng điện đỉnh cao, kích thước phanh, đường kính dây thừng và đầu trục đều là hạ lưu của khối lượng di chuyển. Trong một tòa nhà cao tầng khối lượng di chuyển được chi phối bởi chính hệ thống treo, và trong một thang máy nhà khối lượng di chuyển quan trọng bởi vì toàn bộ sản phẩm phải phù hợp với một cấu trúc trong nước mà không có phòng máy. Cả hai đầu thị trường đều kéo theo cùng một hướng: cấu trúc nhẹ hơn và các thành viên treo nhẹ hơn.

1.2 Nơi thiết kế máy truyền thống đâm vào tường

Dây thép là một giải pháp trưởng thành và sẽ không biến mất, nhưng nó có mối quan hệ cố định giữa đường kính, tải phá vỡ và khối lượng mỗi mét. Trục cao hơn có nghĩa là dây thừng dài hơn, và dây thừng dài hơn không chỉ nặng hơn, nó kéo dài hơn và cần kéo nhiều hơn. Ở một số chiều cao trục, khối lượng dây thừng trở thành một phần có ý nghĩa của tải trọng. Khung xe hơi thép mạnh mẽ nhưng nặng, trọng lượng trang trí nhôm nhưng mềm mại và nhạy cảm với mệt mỏi tại các khớp, và cả hai vật liệu cần bảo vệ chống ăn mòn trong trục ẩm ướt và môi trường biển.

1.3 Những gì ngành công nghiệp cần từ một vật liệu

Vật liệu cấu trúc lý tưởng cho thang máy là cứng, mạnh mẽ, chịu mệt mỏi, ổn định về chiều, không ăn mòn, không từ tính và tuân thủ cháy. Nó cũng nên dễ dàng để laminate thành khung và dễ dàng để máy vào dấu khung. Polyme tăng cường sợi carbon bao gồm hầu hết danh sách đó, và hai khoảng trống mà nó để lại, cụ thể là hiệu suất nhiệt độ trong lửa trục và hành vi tác động trong một số thành phần, được lấp đầy bởi sợi oxy hóa trước và sợi aramid tương ứng.

2. Thành viên treo sợi carbon và vành đai

Sợi carbon thành công rõ ràng nhất trong ngành công nghiệp không phải là một bảng điều khiển ô tô hoặc cửa. Đó là vành đai phẳng treo thang máy, và gia đình các thành viên căng thẳng hợp chất đã phát triển xung quanh nó.

2.1 Sợi dây và thắt đai phẳng

Một vành đai thép được phủ với một lõi của các thành viên căng thẳng sợi carbon thay thế một số dây thừng thông thường bằng một yếu tố phẳng duy nhất. Cốt lõi sợi carbon mang tải trọng với rất ít căng thẳng, cho phép một cây kéo nhỏ hơn và một động cơ nhỏ hơn, và áo khoác urethane cung cấp kéo và bảo vệ lõi khỏi mài mòn. Bởi vì vành đai nhẹ hơn nhiều so với thép mà nó thay thế, năng lượng cần thiết để di chuyển hệ thống treo chính nó rơi, và vành đai kéo dài tốt trong một lắp đặt không có phòng máy được sắp xếp đúng cách.

2.2 Cáp du lịch nhẹ

Cáp đi theo xe mang điện và truyền thông đến một khối lượng di chuyển, vì vậy trọng lượng của nó là một hình phạt xuất hiện dưới dạng kéo thêm, mệt mỏi và mệt mỏi ở bán kính uốn cong. Thiết kế cáp sử dụng các thành viên cường độ sợi cường độ cao làm giảm khối lượng và cải thiện tuổi thọ linh hoạt, và sợi aramid là một lựa chọn phổ biến nơi độ cứng quan trọng như độ cứng. Giảm khối lượng cáp di chuyển cũng làm giảm phản trọng lượng phải được cung cấp để bù đắp cho nó.

2.3 Tùy chọn Thống đốc và dây an toàn

Hệ thống an toàn và quản trị được quản lý bởi các mã và phê duyệt, vì vậy sự thay thế tổng hợp chậm hơn so với các bộ phận cấu trúc. Khi một thành phần căng thẳng hợp chất được sử dụng, yêu cầu quan trọng là hành vi kéo dài và mệt mỏi được ghi lại dưới tải bền vững, bởi vì một yếu tố treo thư giãn trong một thập kỷ là không thể chấp nhận được. Các nhà cung cấp làm việc trên các bộ phận này cung cấp dữ liệu vỡ kéo, đường cong mệt mỏi căng thẳng và kết quả uốn cong chứ không chỉ là tải phá vỡ ngắn hạn.

3. Cấu trúc xe hơi, khung và nền tảng

Trên thắt lưng và xung quanh cửa là một cơ hội thứ hai, lớn hơn. Mỗi bảng điều khiển và khung được loại bỏ khỏi xe làm giảm tải trọng trên hệ thống treo và đường ray hướng dẫn.

3.1 Khung xe và bảng nền tảng

Dây chuyền và nền tảng xe hơi là các cấu trúc ép hoặc ép, và tấm sợi carbon, ống và hồ sơ ép cho phép một khung cứng với độ dày tường thấp hơn nhiều so với thép tương đương. Độ cứng cụ thể cao hơn có nghĩa là độ lệch dưới tải được kiểm soát với ít vật liệu hơn, và bề mặt không ăn mòn giữ cho cấu trúc ổn định trong một trục ẩm ướt. Các tấm sandwich với da sợi carbon và lõi được đánh giá là lửa cung cấp một nền tảng phẳng, cứng nhắc và tấm tường cũng mang theo kết thúc nội thất.

3.2 Cửa, đồ nội thất và đổ bộ

Xe hơi và cửa hạ cánh là một trong những bộ phận đạp xe nhất của bất kỳ lắp đặt nào. Một tấm cửa sợi carbon đủ nhẹ để giảm nhiệm vụ của người vận hành và động cơ và đủ cứng để giữ phẳng sau nhiều năm sử dụng, và cấu trúc tổng hợp không bị rỉ hoặc gỉ như tấm thép. Bàn đổ bộ, tấm chỉ báo, rào tay và đồ nội thất trục được hưởng lợi từ sự kết hợp tương tự của độ cứng, khối lượng thấp và khả năng miễn ăn mòn, và bản chất không từ của vật liệu tránh can thiệp với cảm biến vị trí.

3.3 Thang máy nhà và máy phòng-ít gói

Trong khu vực dân cư và thương mại nhỏ, các hạn chế khác nhau và trường hợp của các chất tổng hợp thậm chí rõ ràng hơn. Một thang máy nhà phải đi vào một cầu thang hiện có, cần một ổ đĩa nhỏ gọn và một chiếc xe nhẹ vì cấu trúc hỗ trợ không bao giờ được thiết kế cho thang máy. ống sợi carbon và tấm gia công cho phép nhà sản xuất xây dựng một khung mỏng, tự hỗ trợ có thể được lắp ráp tại chỗ, và các thành phần sợi oxy hóa trước xử lý nhiệm vụ cách nhiệt và rào cản cháy xung quanh ổ đĩa và tấm xe hơi.

4. Thiết bị phòng máy và các thành phần ổ đĩa

Phòng máy, hoặc không gian máy móc nhỏ gọn của một thang máy không có phòng máy, chứa các bộ phận quay và tương tác nơi giảm inertia và chống ăn mòn cả hai đều trả.

4.1 Vỏ động cơ, khung và trục lái

Một trục ổ đẩy sợi carbon làm giảm inertia quay và nâng tần số uốn cong tự nhiên đầu tiên, giúp một máy kéo không bánh răng chạy yên tĩnh. Khung động cơ, khoang lắp đặt và tấm giường máy bằng sợi carbon làm giảm khối lượng trên cấu trúc đầu trục và loại bỏ nhu cầu sơn và mạ kẽm. Bởi vì vật liệu không từ tính, nó có thể được sử dụng gần mạch từ tính mà không biến dạng trường.

4.2 Vòng bánh và các thành phần hướng dẫn

Giày hướng dẫn, vỏ hướng dẫn con lăn và các yếu tố cấu trúc của một lắp ráp lưỡi là ứng cử viên cho sợi carbon nơi độ cứng và khối lượng thấp. Con lăn và các thành phần hướng dẫn được hưởng lợi từ sợi aramid trong lớp mài mòn và tác động, vì aramid đặc biệt cứng và không mài mòn đối với bề mặt đường sắt. Cả hai vật liệu đều ở nhà trong môi trường trục bởi vì cả hai đều không ăn mòn khi ngưng tụ hình thành vào một buổi sáng lạnh.

4.3 Thành phần thang cuốn và di chuyển đi bộ

Bàn thang cuốn, các thành phần bước và pallet, cấu trúc hướng dẫn rào tay và đồ nội thất tấm chải đều chạy trong nhiều thập kỷ trong các tòa nhà công cộng nơi cả ngoại hình và chi phí bảo trì đều quan trọng. Hồ sơ sợi carbon và tấm cung cấp một cấu trúc cứng, nhẹ và ổn định, trong khi sợi aramid tăng khả năng chịu đựng tác động ở các điểm phơi nhiễm và sợi oxy hóa trước cung cấp rào cản cháy phía sau lớp phủ và xung quanh các thành phần ổ đĩa.

5. Nhiệm vụ vật liệu cháy, nhiệt và an toàn

Vận chuyển dọc là một sản phẩm an toàn cho cuộc sống, vì vậy các quyết định vật chất bị hạn chế bởi các mã và hậu quả của sự thất bại. Vật liệu tổng hợp trả lời những hạn chế đó khi lớp cụ thể và bằng chứng kiểm tra được chọn một cách cố ý.

5.1 Thực tế kiểm tra cháy cho nội thất xe hơi

Bức tường, trần, sàn và cửa xe có yêu cầu về hiệu suất cháy và giải pháp tổng hợp là một hệ thống chứ không phải là một vật liệu duy nhất. Một lớp da sợi carbon có thể được kết hợp với một lõi được đánh giá là lửa và một lớp thấm hoặc khoáng sản, và các lớp mặt sợi oxy hóa trước có thể được thêm vào nơi không dễ cháy. Chìa khóa là kiểm tra lắp ráp khi nó sẽ được lắp đặt, bởi vì một tấm laminate đi qua một mình có thể không đi qua với chất dính và kết thúc được sử dụng trong sản xuất.

5.2 Sợi oxy hóa trước trong phanh và nhiệt vụ

Sợi oxy hóa trước là một vật liệu không nóng chảy, chống cháy không cháy hoặc nóng chảy ở nhiệt độ phục vụ, và nó được sử dụng làm tăng cường miếng phanh, cách nhiệt xung quanh các thành phần máy, như một rào cản phía sau các tấm và như cảm thấy bên trong không gian máy móc. Nó cũng giữ được tốt trong điều kiện bụi bụi, rung của một thang cuốn, nơi len khoáng có thể định cư và nén theo thời gian.

5.3 Sợi aramid trong tác động và chống nổ

Khi một sự thất bại sẽ giải phóng năng lượng, sợi aramid kiếm được vị trí của nó như một lớp hấp thụ năng lượng. Nó được sử dụng trong lớp lót bảo vệ xung quanh thiết bị lái xe, trong bảo vệ va chạm cho đồ nội thất trục phơi nhiễm và trong bọc chứa cho các thành phần áp suất hoặc năng lượng cao. Vải Aramid cũng là một lựa chọn tự nhiên cho thiết bị mềm như nâng dây chuyền, bao phủ dây chuyền và chăn bảo vệ được sử dụng trong quá trình lắp đặt và cải tạo thang máy, nơi một bộ phận kim loại không được trầy xước nội thất ô tô hoàn thành.

6. Ma trận lựa chọn vật liệu cho vận chuyển dọc

Ma trận dưới đây lập bản đồ điểm nhiệm vụ trong một hệ thống vận chuyển dọc theo dạng sản phẩm phù hợp với nó và vật liệu thông thường mà nó thường thay thế.

6.1 Đọc ma trận

Đọc mỗi hàng như một gói thay vì một mua đơn lẻ. Hình thức sản phẩm, lý do nó được chọn và giải pháp thông thường mà nó thay thế thuộc về nhau, và hầu hết các lắp đặt kết hợp nhiều hàng cùng một lúc. Giá trị thương mại của một nhà cung cấp duy nhất là lớn nhất khi vành đai, hồ sơ cấu trúc, tấm, felt và dệt may bảo vệ đến với tài liệu nhất quán và giao hàng phối hợp, bởi vì thang máy được lắp ráp theo một thứ tự cố định và một mặt hàng bị thiếu dừng lại toàn bộ xây dựng.

7. Thông số kỹ thuật, kiểm tra và chứng nhận

Vận chuyển dọc được quy định, và vật liệu tổng hợp vào ngành công nghiệp thông qua bằng chứng kiểm tra được đánh dấu cửa. Một nhà cung cấp hiểu rằng sẽ làm cho quá trình phê duyệt của người mua ngắn hơn.

7.1 Tiêu chuẩn, mã và đường mòn giấy

Các bộ phận tổng hợp cho thang máy có đủ điều kiện đối với tiêu chuẩn an toàn thang máy áp dụng cho khu vực và đối với các tiêu chuẩn vật liệu và cháy cho lắp ráp nói chung. Trong thực tế, một gói dự án bao gồm giấy chứng nhận vật liệu với khả năng truy xuất lô, báo cáo thử nghiệm cơ học và vật lý, báo cáo thử nghiệm cháy cho lắp ráp hoàn thành và khi có liên quan dữ liệu leo thang và mệt mỏi. Sự nhất quán giữa giấy chứng nhận và lô sản xuất quan trọng như chính các con số, bởi vì sự thay thế trong chuỗi cung ứng có thể làm vô hiệu hóa một sự phê duyệt.

7.2 Kiểm tra mệt mỏi, uốn cong và kéo

Một phần tử treo trong thang máy có thể thấy hàng triệu chu kỳ tải trong suốt cuộc đời của nó, và một cánh cửa có thể chu kỳ hàng trăm lần một ngày trong hai thập kỷ. Do đó, thử nghiệm tập trung vào mệt mỏi căng thẳng cho các thành viên treo, mệt mỏi uốn cong trên đường kính trục thực sự được sử dụng và thử nghiệm chu kỳ của bản lề, con lăn và khóa trên các tấm di chuyển. Kiểm tra kéo và mòn của một vành đai được phủ được thực hiện trên hình học lưỡi thực tế, bởi vì tuổi thọ của vành đai là một thuộc tính hệ thống chứ không phải là một thuộc tính vật liệu.

7.3 Kiểm tra trong một tuổi thọ dài

Các thành phần tổng hợp được kiểm tra bằng kiểm tra thị giác, kiểm tra vòi và, nếu có, các phương pháp siêu âm hoặc phóng xạ. Sản phẩm hữu ích nhất khi chuyển giao là một dòng cơ sở được ghi lại: hồ sơ lô vật liệu, bản vẽ được xây dựng, hồ sơ sắp xếp và mô-men xoắn và ảnh của các khớp quan trọng. Với một dòng cơ bản trong tay, mỗi cuộc kiểm tra tiếp theo trở nên nhanh hơn và mỗi quyết định về sửa chữa hoặc thay thế trở thành bằng chứng thay vì đoán.

8. Tại sao Tanchain cho các chương trình vận chuyển dọc

Một dự án vận chuyển dọc cần một đối tác vật liệu có thể bao gồm các nhiệm vụ cấu trúc, treo và an toàn mà không mất sự nhất quán giữa chúng. Tanchain sản xuất sợi carbon, sợi chủ yếu, vải, prepreg, ống pultruded, hồ sơ và tấm gia công cho khung hợp chất, bảng điều khiển, lõi vành đai và phạm vi thành phần ổ đĩa, cùng với sợi aramid, sợi chủ yếu và vải cho tác động, mặc và nhiệm vụ dệt bảo vệ, và sợi chủ yếu, sợi, sợi, cảm thấy và vải pre-oxy hóa để cách nhiệt nhiệt độ cao, tăng cường phanh và rào cản cháy.

Phạm vi đó có nghĩa là một đơn đặt hàng mua đơn có thể bao gồm một chiếc xe hơi, một bộ bảng điều khiển nội thất, một tấm giường máy, thông số kỹ thuật lõi vành đai, một rào cản cháy cảm thấy và một bộ lắp đặt slings, với tài liệu nhất quán và lập lịch phối hợp. Giấy chứng nhận vật liệu, khả năng theo dõi lô và dữ liệu kỹ thuật được cung cấp như tiêu chuẩn, và nhóm của chúng tôi hỗ trợ giai đoạn thông số kỹ thuật với lựa chọn sản phẩm và hướng dẫn ứng dụng.

Xem phạm vi sản phẩm sợi carbon Tanchain, sợi aramid và sợi oxy hóa trước, hoặc gửi cho chúng tôi bố trí xe hơi, dữ liệu trục và chu kỳ nhiệm vụ. Nhóm kỹ thuật của chúng tôi sẽ xem xét khối lượng di chuyển, sự sắp xếp treo và các yêu cầu về cháy và an toàn, đề nghị các mẫu sản phẩm cho mỗi phần của hệ thống và cung cấp một gói vật liệu hoàn chỉnh cho ứng dụng vận chuyển dọc, từ thành viên treo đến cách nhiệt phía sau bảng điều khiển xe hơi.