توضیحات
پایه‌گذار علمی و طراح آسانسورهای امروزی، دانشمند و ریاضی‌دان بزرگ، آتوود است. ماشین آتوود عبارت است از دو وزنهای که با یک نخ به یکدیگر مربوط می‌شوند و روی فلکه ای، وزنه‌های فوق به بالا و پایین حرکت می‌کنند.
از بررسی معماری ساختمان‌ها در گذشته می‌توان فهمید که در گذشته توان ساخت ساختمان‌های بلند وجود داشته‌است ولی شاید دلیل اینکه چرا این کار چندان رواج نداشته، وجود پله‌های بسیار بوده‌باشد. این مشکل همچنان پابرجا بود تا اینکه یک مکانیک آمریکایی به نام الیشا اوتیس ایمنی را در بالابر با به‌کارگیری چرخی ضامن‌دار که در صورت پاره‌شدن طناب، اندکی پس از سقوط بالابر را متوقف می‌کرد، فراهم کرد. این اختراع که در سال ۱۸۵۴ در نمایشگاهی در نیویورک پرده‌برداری شد، مقدمه‌ای برای کاربرد گستردهٔ بالابر بود.ناصرالدین شاه در سفرنامه فرنگ خویش در تعریف و توصیف آسانسور می‌گوید: رفتیم به مریض‌خانه سنت توماس ،از مرتبه‌های زیر اسبابی دارند که ناخوش را روی تخت گذاشته از توی اتاق زیر می‌کشند به مرتبه بالا می‌برند. بسیار تماشا داشت که ناخوش حرکت نکند.
در حال حاضر یکی از مشکلات ساختمان‌های بزرگ کافی نبودن فضای در نظر گرفته شده برای آسانسور است. این امر یعنی پیش‌بینی و منظور نمودن فضای کافی با محاسبه تعداد ظرفیت و سرعت مناسب آسانسورها با توجه به ارتفاع و جمعیت ساکن و کاربری ساختمان باید در ابتدای کار یعنی در زمان طراحی ساختمان‌ها مد نظر قرار گیرد؛ وگرنه پس از اجرای ساختمان معمولاً افزایش فضای چاه آسانسور بسیار مشکل و در اکثر موارد غیرممکن است.
آسانسور وسیله‌ای است الکترومکانیکی، در ابتدای اختراع آسانسور به شکل امروزی، بیشتر قطعات و لوازم آسانسورها مکانیکی و الکتریکی بود ولی با پیشرفت علوم در حوزه الکترونیک و نیمه‌هادیها و همچنین ورود حوزه علوم هوش مصنوعی به صنعت این وسیله نیز تکامل یافت و به عنوان یک وسیله کاملاً کاربردی با حوزه سطح دسترسی کاملاً گسترده در بین جوامع شهری قرار گرفت. در طراحی آسانسور علومی همچون مکانیک، برق و الکترونیک، معماری و صنایع مورد استفاده‌است. به همین علت هیچگاه یک متخصص به تنهایی قادر نخواهد بود که یک آسانسور را به تنهایی و با تکیه بر یکی از شاخه‌های علوم طراحی نماید. تا قبل از دهه ۱۹۹۰، عمده اموزش‌ها در این صنعت به صورت اموزش‌های محدود و استاد و شاگردی و صرفاً در کارخانه‌های بزرگ آسانسورسازی معمول بود. به همین سبب آموزش در این صنعت محدود و پنهان بود. برای اولین بار در سال ۱۹۹۵ میلادی اتحادیه آسانسور و پله برقی انگلستان (LEIA) با همکاری پروفسور یانوفسکی و پروفسور جینا بارنی اقدام به برگزاری دوره‌های آموزشی کوتاه مدت ماژولاری در انگلستان نمود که بیشتر مورد استفاده نصابان و متخصصان این کشور بود. در ادامه این اتحادیه با همکاری دانشگاه نورث همپتون انگلستان دوره‌های دانشگاهی این رشته را در مقطع کاردانی و کارشناسی آغاز نمود. اولین دوره این مقاطع در سال ۱۹۹۸ در نورث همپتون انگلستان با هدایت جانات آدامز، برایان واتز، استفان کازمارسیزیک که از اعضای هیئت علمی دانشکده مهندسی مکانیک و علوم کاربردی بودند آغاز شد. از سال ۲۰۰۰ به بعد مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری تخصصی تحت عنوان elevator and escalator engineering آغاز گشت.
آسانسور کششی(موتورخانه دار)
آسانسور کششی قدیمی‌ترین و تطبیق‌پذیر‌ترین نوع آسانسور است. این‌گونه‌ی آسانسور یکی از پر استفاده‌ترین گونه‌های آسانسور چه برای کاربرد خانگی چه برای کاربرد تجاری است. آن‌ها از سیم بکسل، فلکه و وزنه برای حرکت استفاده می‌کنند. در این مجال در آغاز به سؤال آسانسور کششی چیست؟ پاسخ خواهیم داد. سپس درباره‌ی کاربرد آسانسور کششی، انواع آن و همچنین مزایا و معایب آن خواهید خواند.
- آسانسور کششی چیست؟
- کاربرد آسانسور کششی چیست؟
- انواع آسانسور کششی کدام‌ها هستند؟
- مزایا و معایب آسانسور کششی چیست؟
آسانسور کششی چیست؟
همانگونه که در آغاز نیز خواندید، آسانسورهای کششی قدیمی‌ترین نوع آسانسور است. به صورت خلاصه این‌گونه از آسانسورها از کابین، وزنهای متصل به دو سر سیم بکسل که روی قرقره‌ای بزرگ به نام فلکه (Sheave) حرکت می‌کند، تشکیل شده است. وزنه و کابین آسانسور تمایل به دست‌یابی تعادل دارند که در نهایت باعث می‌شود که برای به حرکت در آوردن کابین آسانسور نیاز به انرژی کمی باشد. زمانی که کابین آسانسور به سمت بالا حرکت می‌کند، وزنه به سمت پایین حرکت می‌کند و همچنین زمانی که کابین آسانسور به سمت پایین حرکت می‌کند، وزنه به سمت بالا حرکت می‌کند.
کابین آسانسور و وزنه معمولاً روی ریل‌های عمودی جهت اطمینان از عدم خروج آن‌ها از مسیر نصب می‌شوند. این موضوع اهمیت بسیاری در تأمین امنیت آسانسور در مقابل اتفاقات ناخوشایند و غیرمنتظره دارد. اگرچه در بسیاری از فیلم‌ها ممکن است که ببینیم سیم بکسل آسانسور دچار از هم گسیختگی می‌شود و فاجعه‌ای را می‌آفریند اما باید بدانیم که در حقیقت این موضوع بسیار غیر محتمل است؛ زیرا این سیم‌های بکسل از جنس فولاد هستند و به گونه‌ای ساخته شده‌اند که توانایی تحمل وزنی چندین برابر چیزی را که واقعاً نیاز است را نیز دارند. اگر آسانسور به صورت منظم بازرسی شود، هرگونه مشکل در سیم بکسل می‌تواند تشخیص داده شود و در نتیجه اصلاح شود. حتی در صورت حادثه نیز سیستم‌هایی هستند که می‌توانند سرعت آسانسور را کنترل و از وقوع اتفاقات ناخوشایند جلوگیری کنند.
آسانسور با استفاده از موتور الکتریکی بزرگی که به فلکه متصل است حرکت می‌کند. ویژگی‌های آن‌ها نسبت به کاربرد آسانسور می‌تواند متفاوت باشد. شیوه‌ی سنتی آن استفاده از موتورهای جریان مستقیم متصل به گیربکس حلزونی (Worm gear) است. موتور بسیار سریع‌تر از چیزی که نیاز است عمل می‌کند بنابراین گیربکس حلزونی سرعت آن را پیش از انتقال حرکت به فلکه کاهش می‌دهد.
یکی از محبوب‌ترین انتخاب‌های دیگر برای این سیستم بجز مورد بالا که Geared نامیده می‌شود استفاده از شیوه‌ی گیرلس Gearless است که در آن از گیربکس حلزونی استفاده نمی‌شود. در سطور پایین درباره این دو نوع بیشتر خواهید خواند.
کاربرد آسانسور کششی چیست؟
سرعت آسانسورهای کششی بسیار بالاتر از همتایان هیدرولیکی آن‌هاست. به این دلیل این‌گونه از آسانسورها برای ساختمان‌های مرتفع و مدرن بسیار مناسب است. آن‌ها همچنین حرکتی نرم‌تر و راحت‌تر به نسبت سیستم هیدرولیکی دارند. کاربرد آسانسور کششی جهت کاهش مصرف انرژی نیز مؤثر است. این موضوع به دلیل استفاده از وزنه برای برقراری تعادل کابین است. اما آسانسورهای هیدرولیکی نیاز به وارد کردن فشار و هل دادن کابین برای حرکت آن دارند که در نتیجه انرژی بیشتری را می‌طلبند .
موضوع مهم درباره‌ی آسانسور کششی توجه به چک کردن سیم بکسل و فلکه به صورت منظم است. زمانی که آن‌ها دچار پوسیدگی می‌شوند، کشش میان سیم بکسل و فلکه کاهش می‌یابد و دچار لغزش می‌شود که می‌تواند کارایی آسانسور را کاهش دهد و در صورت نادیده گرفتن، افراد را با خطراتی مواجه کند .
آسانسورهای کششی محدودیت‌های ارتفاعی دارند که در این اواخر با استفاده از مواد جدید قوی‌تر و بهتر همچون فیبر کربن به آن‌ها این امکان را می‌دهد که ارتفاعات بیشتری را نیز پوشش دهند. بنابراین کاربرد آسانسور کششی در ساختمان‌های بسیار بلند نیز کاملاً ممکن است.
انواع آسانسور کششی کدام‌ها هستند؟
همانگونه که در قبل نیز اشاره‌ای کوتاه شد، دو گونه‌ی اصلی در آسانسورهای کششی به نام‌های Geared و Gearless وجود دارد. در این قسمت به شرح هر کدام به صورت مختصر می‌پردازیم.
آسانسورهای کششی Geared: این‌گونه از آسانسورها دارای گیربکسی هستند که به موتور متصل است و چرخی را که سیم بکسل را به حرکت در آورد را می‌راند. این‌گونه از آسانسورها قادر هستند که به سرعتی بین 0.4 تا 2.5 متر بر ثانیه دست یابند. بنابراین این‌گونه از آسانسورهای بدون موتورخانه MRL برای ساختمان‌های کوتاه تا مرتفع مناسب است.
آسانسورهای Geared می‌توانند وزنهای بالایی رو تحمل کنند. البته بسته به تراول و سرعت این ظرفیت تغییر خواهد کرد و هزینه‌ی نصب این‌گونه از آسانسورها به نسبت نوع Gearless کمتر است .
آسانسورهای کششی Gearless: SMR یاموتورخانه کوچک در این‌گونه از آسانسورها از گیربکس استفاده نمی‌شود و سرعت آن‌ها می‌تواند به 14 متر بر ثانیه یا بیشتر نیز برسد. سیم بکسل در این مدل از آسانسورهای کششی به بالای کابین آسانسور متصل است(سیستم 1:1) و به دور فلکه برای به حرکت در آوردن آسانسور پیچیده شده است. سر دیگر سیم بکسل نیز به وزنه برای به دست آوردن تعادل و ثبات سیستم مکانیکی وصل شده است. این‌گونه از آسانسورهای کششی می‌توانند برای ساختمان‌های مرتفع مورد استفاده قرار گیرند.
مزایا و معایب آسانسور کششی چیست؟
آسانسورهای کششی در کنار مزایای بی‌شمار، همچون امکان استفاده در ساختمان‌های مرتفع و سرعت بالا، معایبی نیز دارند. یکی از مهم‌ترین معایب آن‌ها نگهداری سخت است. این موضوع به دلیل آن است که سیستم‌های درونی آسانسورهای کششی به سختی قابل دسترس هستند. موضوع دیگر که باید مورد توجه قرار گیرد آن است که قیمت این‌گونه از آسانسورها معمولاً از آسانسورهای هیدرولیکی همتا بیشتر است. اگرچه آسانسورهای کششی گران‌تر هستند اما در مصرف انرژی از میزان بهره‌وری بالاتری برخوردار هستند. این اختلاف به دلیل تفاوت در شیوه‌های کارکرد آن‌ها است. در آسانسورهای هیدرولیکی زمانی که پمپ روغن قدرت کافی را در مقابل گرانش برای به حرکت در آوردن کابین به سمت بالا تولید می‌کند، زمان پایین آمدن آسانسور قدرت تولید شده از بین می‌رود. اما در آسانسورهای کششی، استفاده از وزنه این امکان را می‌دهد که به قدرت کمتری نیاز باشد. همانگونه که پیش‌تر نیز اشاره شد، آسانسورهای کششی سرعتی بسیار بیشتر از آسانسورهای هیدرولیکی دارند. این درحالی است که حداکثر سرعت برای آسانسورهای هیدرولیکی ۱ متر بر ثانیه است. این دلیل اصلی استفاده‌ی وسیع این‌گونه از آسانسورها در ساختمان‌های مرتفع است. فضای مورد نیاز برای نصب آسانسورهای کششی معمولاً بیشتر و بزرگ‌تر از همتای هیدرولیکی آن است. توجه به تمام این معایب و مزایا برای انتخاب مناسب‌ترین نوع آسانسور بسیار اهمیت دارد.
همانگونه که پیش‌تر نیز خواندید، انتخاب مناسب آسانسور با توجه به مزایا و معایب هر نوع از آسانسورها می‌تواند صورت بگیرد. آسانسورهای کششی در کنار مزایای خود همچون سرعت بالاتر و دسترسی به ارتفاع بیشتر معایبی را نیز همچون نگهداری سخت و هزینه‌ی نصب بالا دارند. کاربرد آسانسور کششی برای برخی از ساختمان‌ها بهترین انتخاب و برای برخی از معایبی برخوردار است. بنابراین با توجه محل مورد استفاده‌ی آن و بررسی مناسب بودن آسانسور کششی برای آن محل جهت نصب این‌گونه از آسانسورها اقدام کنید