Lift Penumpang Ruang Mesin

Desain Rangka Utama Lift Penumpang Ruang Mesin - Studi Kasus di Filipina

Volkspace menggunakan-studi kasus dunia nyata dari Filipina untuk menjelaskan secara singkat pertimbangan yang harus dipertimbangkan saat merancang rangka mesin elevator.

Rangka mesin elevator, sebagai komponen penting dalam elevator penumpang yang diarahkan, menopang gabungan berat (W) gerbong elevator, beban, sistem penyeimbang, dan massa motor, tali traksi, dan rantai kompensasi. Bertindak sebagai struktur pendukung antara balok-beban dan mesin traksi, yang memerlukan jaminan kekuatan dan kekakuan.

Studi Kasus

Parameter lokasi elevator: Lift penumpang dengan ruang mesin, kecepatan tetapan v=1.75 m/s, beban tetapan Q=1,350 kg, berat mobil P=1,200 kg. Mesin traksi dan struktur rangka ditunjukkan pada Gambar 1. Katrol traksi merupakan struktur kantilever, dan rangka dibagi menjadi rangka atas dan rangka bawah. Untuk mencegah sedikit kemiringan dan guncangan deformasi rangka mesin traksi ke arah sisi berkas traksi ketika gerbong elevator dimuati 1,25 kali beban tetapan, tim teknik kami menginstruksikan pelanggan untuk melakukan-pengelasan tulangan di lokasi.

Proses Perhitungan dan Analisis

Rentang Tali Kawat (l_halNilai) Kondisi Standar

Menurut standar desain umum, nilai lPP maksimum adalah 660mm. Gaya pada rangka alat berat dihitung berdasarkan dimensi yang relevan dan beban pengenal maksimum. Beban tetapan maksimum Q=2000kg, berat gerbong elevator P=1800kg, berat tali kawat dan rantai kompensasi, dll., M_baja + M_kompensasi= 300kg, berat mesin traksi=800kg, dan koefisien keseimbangan elevator dihitung sebagai 0,5. Tegangan pada rangka utama dalam kondisi pengaktifan rem pengaman dianalisis (dengan asumsi koefisien tumbukan rem pengaman adalah 2). Struktur tiga-dimensi frame utama ditunjukkan pada Gambar 3.

Data Perhitungan

Massa total pada sisi mobil:

G = 2 × (P + 1.25 × Q + W_baja + W_pengimbang) × gn=2 × (1800 + 1.25 × 2000 + 300) × 9.81=90,252 (N);

Jadi, gaya tarik tali baja pada sisi mobil adalah T1=G/2=45,126 N.

Massa total sisi penyeimbang:

W=(P + 0.5 × Q) × gn=(1800 + 0.5 × 2000) × 9.81=27,468 (N);

Oleh karena itu, tegangan tali kawat baja pada sisi penyeimbang adalah T2=W1=W2=W/2=13,734 (N).

Mesin traksi berbobot 800 kg dan berbobot W_{_daya tarik} = M_{_daya tarik} × 9.81 = 7,848 N. W_{_daya tarik}= 8,000 N. Lihat Gambar 4 untuk diagram gaya terperinci.

Seperti terlihat pada Gambar 4, kondisi gaya yang paling tidak menguntungkan terjadi ketika sudut θ mendekati 0.
Dalam hal ini, T2=W1=W2, oleh karena itu:

T1 = 45,126 N, T2 = 13,734 N, T_{_total} = T1 + T2 = 58,860 N.
Mendukung gaya reaksi RA-RB: T_{_total} × (1 + 104.5/160) + W_{_tarikan} / 2 = 101,227 N.
Gaya reaksi pendukung RC-RD: -T_{_total} × (104.5/160) + W_{_tarikan} / 2 = -34,537 N.

Dimana: RA, RB, RC, dan RD masing-masing adalah gaya reaksi tumpuan di titik A, B, C, dan D pada rangka.

Catatan: Tanda positif dan negatif menunjukkan arah gaya yang berlawanan.

Perhitungan momen lentur yang ditimbulkan oleh gaya pada rangka traktor:

Dengan menggunakan nilai 660 mm untuk lPP, kita mendapatkan θ ≈ 10 derajat , dan W1×sinθ=2384 N.

Seperti terlihat pada Gambar 5, momen lentur yang dihasilkan oleh W1×sinθ (searah jarum jam) adalah:

MW1×sinθ=W1×sinθ×382.5=911,880 (N·mm).

Momen lentur yang dihasilkan oleh T1 adalah:

MT1=T1×(480/2)=10,830,240 (N·mm);

Momen lentur yang dihasilkan oleh T2 adalah:
MT2=T2×(480/2)=3,296.160 (N·mm).

Seperti terlihat pada Gambar 6, perbedaan momen lentur antara T1 dan T2 (berlawanan arah jarum jam) adalah

M_T1-T2 = M_T1 - M_T2= 10,830,240 - 3,296,160=7,534,080 (N.mm).

Perbedaan antara MT1-T2 dan momen lentur MW1 × sinθ adalah

M = M_T1-T2 - M_{W1 × dosaθ}= 7,534,080 - 911,880=6,622,200 (N.mm).

Hasil analisa menunjukkan bahwa momen lentur yang dihasilkan oleh T1 dan T2 jauh lebih besar dibandingkan dengan momen lentur yang dihasilkan oleh W1×sinθ, artinya momen lentur yang dihasilkan dari selisih keduanya berlawanan arah jarum jam.

Seperti terlihat pada Gambar 7, gaya yang ditimbulkan oleh momen lentur M pada rangka utama adalah
f = 6,622,200 / 560 / 2 = 5,913 (N).

Gaya-gaya di titik A, B, C, dan D dihitung sebagai berikut:
R_A = (R_A - R_B) / 2 + f = 101,227 / 2 + 5,931 = 56,527 (N);
R_B = (R_A - R_B) / 2 - f = 101,227 / 2 - 5,913 = 44,701 (N);
R_C = (R_C - R_D) / 2 + f = -34,537 / 2 + 5,913 = -11,356 (N);
R_D = (R_C - R_D) / 2 - f = -34,537 / 2 - 5,913 = -23,182 (N).

Berdasarkan analisa di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rentang lPP normal, deformasi dan tegangan rangka atas dan bawah mesin traksi pada kondisi pengaktifan rem pengaman memenuhi persyaratan seperti terlihat pada Gambar 8 dan 9.

Nilai IPP yang bukan-standar

Menurut statistik riset pasar, pada elevator penumpang-ruang mesin dengan kapasitas muatan 1.250 hingga 1.350 kg, bila beban penyeimbang diposisikan di belakang, hal berikut akan terjadi: bila satu katrol dikonfigurasikan di bagian atas mobil, nilai lPP meningkat, menyebabkan peningkatan lebar rangka bawah, sehingga memengaruhi defleksi keseluruhan seluruh rangka.

Berdasarkan kasus lapangan di atas, dengan kapasitas beban 1350 kg dan beban penyeimbang yang ditempatkan di belakang, nilai lPP mencapai 840 mm, mewakili struktur desain yang tidak standar. Selain itu, untuk memenuhi persyaratan gaya traksi, blok penyeimbang tambahan ditambahkan ke bagian bawah mobil, sehingga meningkatkan-bobot diri. Gaya-gaya pada titik-titik yang bersesuaian, dihitung menggunakan metode yang dijelaskan di atas, dan hasil yang diperoleh melalui analisis perangkat lunak ditunjukkan pada Gambar 10 dan 11.

Analisa menunjukkan bahwa semakin besar nilai lPP maka kekuatan rangka keseluruhan memenuhi syarat, namun deformasi keseluruhan semakin besar. Hal ini karena peningkatan nilai lPP akan meningkatkan lebar rangka bawah sehingga mempengaruhi ketahanan lentur secara keseluruhan (lihat Gambar 12).

Rencana respons

Mengenai masalah yang disebutkan di atas, peningkatan nilai lPP yang tidak standar menyebabkan peningkatan nilai lRL pada frame bawah. Pada Gambar 13, panah menunjukkan peningkatan bentang baja saluran, yang mengakibatkan peningkatan deformasi, yang pada gilirannya meningkatkan deformasi rangka atas. Untuk mengatasi masalah struktural ini, baja saluran pada posisi yang ditunjukkan oleh garis pemandu pada Gambar 14 diorientasikan ulang sehingga permukaan baja saluran yang lebih besar menghadap ke luar. Hasil analisis perangkat lunak untuk struktur modifikasi ini adalah sebagai berikut:

Dengan menerapkan gaya-gaya yang dihitung pada Bagian 2.2 makalah ini pada model, hasil analisis ditunjukkan pada Gambar 15 dan 16. Dapat dilihat bahwa struktur yang dimodifikasi secara signifikan meningkatkan ketahanan terhadap deformasi. Direkomendasikan agar struktur non-standar dirancang berdasarkan pendekatan ini.

Kesimpulan

Berdasarkan analisis data di atas, untuk mencegah sedikit guncangan pada rangka yang disebabkan oleh pelebaran rangka bawah yang menyebabkan deformasi rangka atas, struktur ini dapat diadopsi dengan tetap memastikan kemudahan pemasangan komponen di lokasi. Produk standar dapat dirancang sesuai dengan struktur yang ditunjukkan pada Gambar 14, yang tidak hanya meningkatkan kekuatan secara signifikan tetapi juga memberikan ketahanan yang sangat baik terhadap deformasi; selain itu, tidak menambah biaya apa pun dibandingkan dengan struktur aslinya. Yang terpenting, ini memaksimalkan nilai lPP sekaligus memenuhi persyaratan gaya traksi.