مصعد ركاب الجر

يعد الاهتزاز الأفقي للمصعد عاملاً حاسماً يؤثر على راحة الإنسان. يكون الأشخاص عمومًا حساسين لترددات الاهتزازات التي تتراوح بين 1 و25 هرتز، وتحدث أعلى حساسية بين 0.1 و2 هرتز أفقيًا، و4 و8 هرتز رأسيًا. لذلك، من الضروري تجنب ترددات الاهتزاز هذه أثناء تصميم المصعد. ويتم ذلك من خلال تحليل الترددات الطبيعية لمكونات المصعد لمنع الرنين بينها.

التحليل الديناميكي هو أسلوب يستخدم لتحديد السلوك الديناميكي عندما يلعب القصور الذاتي والتخميد دورًا مهمًا. تتضمن السلوكيات الديناميكية النموذجية خصائص الاهتزاز الهيكلي، مثل اهتزاز الهيكل والترددات الطبيعية، وتأثيرات الأحمال المتغيرة بمرور الوقت، وإثارة الأحمال المتناوبة. يمكن للتحليل الديناميكي محاكاة الظواهر الفيزيائية بما في ذلك صدمات الاهتزاز، والأحمال المتناوبة، والأحمال الزلزالية، والأحمال العشوائية.

معادلات التوازن التي يتبعها التحليل الديناميكي هي:

[M]--مصفوفة الكتلة؛

[ج]--مصفوفة التخميد؛

[K]--مصفوفة الصلابة؛

[x]--ناقل الإزاحة؛

x']--ناقل السرعة؛

x"]--ناقل التسارع؛

{F(t)}--متجه القوة؛

ينطبق التحليل الديناميكي على الظروف التي تنطوي على التحميل السريع والاصطدامات. في مثل هذه الحالات، لا يمكن تجاهل تأثيرات قوة التأثير والتخميد. إذا كان الهيكل محددًا بشكل ثابت وسرعة الحمل بطيئة نسبيًا، فإن نتائج الحساب الديناميكي ستكون معادلة لنتائج الحساب الثابت.

نظرًا لأن المشكلات الديناميكية يجب أن تأخذ في الاعتبار القصور الذاتي للهيكل، يجب تحديد معلمات المواد للتحليل الديناميكي، بما في ذلك كثافة المواد. بالإضافة إلى ذلك، يعد المعامل المرن ونسبة بواسون أيضًا من معلمات الإدخال الأساسية.

التحليل النموذجي لنظام المصعد

لتحسين دقة النمذجة وبساطتها، تم تبسيط النموذج عن طريق إزالة الشطب والثقوب المختلفة في الشعاع، وتجاهل بعض المكونات غير المهمة. ثم تم تحديد خصائص المواد والقيود والأحمال. أجرى مهندسونا تحليلًا مشروطًا. أثناء التحليل، كانت إعدادات الخاصية مثل التردد ونوع الحلال مطلوبة. كان تردد الرنين المحسوب كافياً. يتم إجراء تحليل الاستجابة الديناميكية بعد التحليل النموذجي، لذا فإن العوامل ذات الصلة بالكتلة-تعتبر حاسمة بالنسبة لنموذج الحساب.

حساب محاكاة التحليل النموذجي

من الناحية النظرية، يمكن الحصول على عدد لا نهائي من أشكال الوضع. ومن أجل بساطة المحاكاة، يتم أخذ الستة الأولى فقط في الاعتبار. يظهر في الشكل مخطط التردد لترتيب الاهتزاز السادس المحسوب بواسطة التحليل النموذجي. كما هو موضح في الشكل، في ظل ظروف عدم التحميل، تكون الترددات الطبيعية لأشكال الوضع الستة الأولى هي 0، 2.5، 5.0، 8.7، 16.8، و25.9 هرتز، على التوالي. مع الأخذ في الاعتبار ظروف التحميل النصف- والحمولة الكاملة-، بالإضافة إلى تنوع إطار السيارة على ارتفاعات مختلفة، تتم معالجتها بشكل بارامتري، ويتم إدراج تغيرات التردد الطبيعي لإطار السيارة تحت ظروف عدم التحميل-، والحمولة النصفية-، والحمولة الكاملة-، والحمولة السفلية والمتوسطة والعلوية.

تحليل نتائج التحليل النموذجي

1. التردد الطبيعي لنظام إطار السيارة ليس ثابتًا؛ وتختلف قيمته باختلاف الأحمال المسبقة والمواضع.

2. كما هو موضح في الجدول فإن التردد الطبيعي يتناقص مع زيادة الحمل. ولذلك، يمكن زيادة وزن إطار السيارة (أي زيادة وزن السيارة نفسها أو الديكور الداخلي) بشكل مناسب لتقليل تأثير تردد الاهتزاز على جسم الإنسان.

3. تحت نفس الحمل، يميل التردد الطبيعي إلى الزيادة مع زيادة الارتفاع، مع إظهار الطلبات الأعلى تباينًا أكبر. ولذلك، ينبغي اتخاذ تدابير للتخفيف من تأثير التسارع، والحفاظ على منحنى السرعة ضمن نطاق معقول.

أجرينا عمليات محاكاة اهتزاز مشروطة في ظل ظروف تشغيل مختلفة، وحصلنا على نتائج المحاكاة، وقمنا بتحليل العلاقات بين النتائج المختلفة، وحددنا توزيع التردد، وبالتالي منع الرنين مع المكونات الأخرى. وهذا يوفر دعمًا نظريًا قيمًا لتصميم تقليل الاهتزاز للمصاعد.

بالطبع، في التصاميم العملية، يمكن إضافة مكونات تخميد الاهتزاز المطاطية بشكل مناسب إلى الرنين العازل الناتج عن وصلات الصلابة بين المكونات. وبدلاً من ذلك، فإن تحسين بنية الشعاع العمودي عن طريق إضافة مكون عازل في منتصف الشعاع يمكن أن يحقق أيضًا تأثير تقليل الاهتزاز.

نموذج الاهتزاز العمودي لنظام المصعد

مصاعد الركاب الجر هي أكثر أنواع المصاعد استخدامًا في العالم اليوم. يتميز هذا النوع من المصاعد بمزايا مثل السلامة والموثوقية العالية، وارتفاع الرفع العالي، والهيكل المدمج[59]. يتكون النموذج الديناميكي العمودي لهذا النوع من نظام المصاعد من عارضة مباعد لآلة الجر، ومطاط تخميد آلة الجر، ونظام حبل سلكي لحزم الجر (حزمة جر مكافئة)، وإطار السيارة ووسادة تخميد إطار السيارة، وسلسلة التعويض، ونابض رأس الحبل، وما إلى ذلك. في عملية النمذجة الفعلية، يمكن تبسيطها بشكل أكبر. عند النمذجة، من الضروري النظر فيما إذا كان المصعد يحتوي على جهاز سلسلة تعويض ونظام شد، مما سيؤثر على دقة النظام. بالإضافة إلى ذلك، إذا لم يتم أخذ صلابة سلسلة التعويض في الاعتبار، فيجب أيضًا أخذ خصائصها الكتلية في الاعتبار.

التحليل الديناميكي هو أسلوب يستخدم لتحديد السلوك الديناميكي عندما يلعب القصور الذاتي والتخميد دورًا مهمًا. تشمل السلوكيات الديناميكية النموذجية خصائص اهتزاز الهيكل، مثل الاهتزاز والتردد الطبيعي للهيكل، أو تأثير الحمل المتغير مع مرور الوقت، أو إثارة الحمل المتناوب. وتشمل الظواهر الفيزيائية التي يمكن للتحليل الديناميكي محاكاتها: تأثير الاهتزاز، والحمل المتناوب، والحمل الزلزالي، والحمل العشوائي، وما إلى ذلك.

    

     

   

اختبار تأثير حذاء دليل الأسطوانة

 

أحذية التوجيه الأسطوانية لها تأثير كبير على الاهتزاز الأفقي للمصاعد.

 

   

 

نتائجنا

 

1. تم إجراء التحليل الإحصائي على المكونات الرئيسية للمصعد. أولاً، تم فحص القوة الهيكلية لمكونات السلامة، وذلك بشكل أساسي من خلال تحليل الضغط لإطار مقصورة المصعد. تم الحصول على خرائط كنتورية لتحليل الإجهاد والانفعال والتشوه الكلي للمكونات الرئيسية لإطار السيارة (العارضة العلوية، والعارضة العمودية، والعارضة السفلية). وأظهر التحليل أن القوة تلبي معايير السلامة بالكامل.

 

2. تم إجراء التحليل النموذجي على إطار عربة المصعد بالكامل، للحصول على الترددات الطبيعية وصور الاهتزاز لإطار عربة المصعد في ظل ظروف تشغيل مختلفة. تم تحليل الاهتزاز-السادس للمصعد وقوانين الاهتزاز الخاصة به، مما كشف عن تأثير المعلمات على اهتزاز المصعد. تم تحديد توزيع التردد، وبالتالي منع الرنين مع المكونات الأخرى وتوفير دعم نظري قيم لتصميم تقليل اهتزاز المصعد.

 

3. تم إنشاء نموذج محاكاة الاهتزاز العمودي 9-DOF لمصعد الجر 2:1. تم استخدام برنامج MATLAB الهندسي لحل مشكلة تباين الترددات الطبيعية لكل نظام مع الحمل Q وارتفاع الرفع H. بناءً على البيانات، تم تحليل تأثير بعض المكونات على الترددات الطبيعية لنظام المصعد: في ظل اختلافات صلابة مختلفة لمنصات التخميد، يزداد التردد الطبيعي للنظام مع زيادة الصلابة؛ حمل المصعد Q له تأثير صغير نسبيًا على تغيرات الصلابة، لكن وضع السيارة أكثر حساسية ويختلف بشكل كبير؛ يزداد التردد الطبيعي لنظام المصعد مع زيادة صلابة الزنبرك، لكن الزيادة تتباطأ بعد أن تصل الصلابة إلى قيمة معينة.

 

4. تم اختبار النموذج الأولي والتحقق منه. باستخدام أداة اهتزاز PMT، تم اختبار ظروف تشغيل المصعد المختلفة، وتمت مقارنة بيانات المحاكاة، وتم اقتراح تدابير التحسين. تم اختبار النموذج الأولي للمصعد المستبدل: انخفض الحد الأقصى لتردد الاهتزاز أثناء الحركة لأعلى من 44.6 هرتز تحت الحمل الكامل إلى 18.7 هرتز، بينما انخفض الحد الأقصى لتردد الاهتزاز أثناء الحركة لأسفل من 67 هرتز تحت الحمل الكامل إلى 34.6 هرتز، مما حقق تأثير اهتزاز مثالي نسبيًا.