การเพิ่มประสิทธิภาพโครงรถลิฟต์ฉุด

ในขณะที่การขยายตัวของเมืองเร่งตัวขึ้นและจำนวนอาคารสูง-ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ลิฟต์ซึ่งเป็นอุปกรณ์หลักสำหรับการขนส่งแนวดิ่งกำลังถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้น จากสถิติอุตสาหกรรม ในประเทศของฉันมีผู้ผลิตลิฟต์เกือบ 1,000 ราย และการแข่งขันในตลาดก็รุนแรงขึ้น การลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์กลายเป็นประเด็นสำคัญสำหรับอุตสาหกรรม ลิฟต์แบบดึงซึ่งเป็นลิฟต์ประเภทกระแสหลักได้พัฒนาเทคโนโลยีสนับสนุนให้ครบกำหนดหลังจากการพัฒนามาเป็นเวลาหนึ่งศตวรรษ โครงสร้างประกอบด้วยระบบหลัก 8 ระบบ ได้แก่ ระบบฉุดลาก ระบบรถยนต์ และระบบนำทาง ระบบรถรับน้ำหนักโดยตรง ในขณะที่โครงรถซึ่งเป็นโครงโครงสร้างของรถ มีการออกแบบที่ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพความปลอดภัยของลิฟต์และต้นทุนการผลิต มวลโครงรถที่มากเกินไปสามารถนำไปสู่การสิ้นเปลืองวัสดุและการออกแบบที่ซ้ำซ้อน ในขณะที่น้ำหนักที่เบาเกินไปอาจไม่ตรงตามข้อกำหนดในการบรรทุก ซึ่งก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัย

เราทำการวิจัยการปรับให้เหมาะสมที่สุดเกี่ยวกับโครงสร้างโครงรถของลิฟท์ฉุด โดยใช้ซอฟต์แวร์จำลองเชิงตัวเลขเพื่อวิเคราะห์สถิตยศาสตร์และไดนามิกของเฟรม แนวทางนี้ช่วยให้เราได้การออกแบบที่มีน้ำหนักเบาในขณะเดียวกันก็รับประกันความปลอดภัยของโครงสร้าง โดยเป็นโซลูชันที่ใช้งานได้จริงสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจสำหรับองค์กร

เพื่อให้มั่นใจถึงโซลูชันการเพิ่มประสิทธิภาพทางวิทยาศาสตร์และเชื่อถือได้ ทีมวิจัยได้ใช้ซอฟต์แวร์จำลองเชิงตัวเลขระดับมืออาชีพเพื่อทำการวิเคราะห์อย่างครอบคลุมเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกลของโครงรถลิฟต์ภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน โดยให้การสนับสนุนข้อมูลสำหรับการออกแบบน้ำหนักเบาในภายหลัง

การวิเคราะห์ทางสถิตมุ่งเน้นไปที่สภาวะการทำงานที่ได้รับการจัดอันดับและสภาวะการใช้งานเกินพิกัดขั้นรุนแรงของการทำงานของลิฟต์ตามปกติ วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อจำลองการกระจายความเค้นและการเคลื่อนตัวของโครงรถโดยการสร้างแบบจำลองโครงสร้างที่แม่นยำ ในระหว่างการวิจัย ทีมงานได้สร้างแบบจำลองโครงสร้าง 3 มิติของโครงรถโดยใช้ซอฟต์แวร์ SolidWorks จากนั้นนำเข้าแบบจำลองไปยังซอฟต์แวร์วิเคราะห์ Abaqus ในรูปแบบ x_t เนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อนของโครงรถ ทำให้การคำนวณง่ายขึ้นและรักษาความแม่นยำในการวิเคราะห์ จึงละเว้นรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ เช่น การเชื่อมต่อ รอยเชื่อม โบลท์ และลบมุม จากนั้นโครงสร้างหลักก็ถูกแปลงเป็นเปลือก และส่วนประกอบต่างๆ เช่น รอกกลับ แคลมป์นิรภัย และรองเท้านำก็ถูกทำให้กลายเป็นตัวถังที่แข็งง่าย การตั้งค่าพารามิเตอร์เป็นไปตามมาตรฐานการทำงานของลิฟต์จริง โดยมีกำลังมอเตอร์ฉุด 11.7kW น้ำหนักรถ 1100 กก. ความเร็วพิกัด 1.75 ม./วินาที น้ำหนักบรรทุกพิกัด 1,050 กก. และความสูงในการยก 82.5 ม. ข้อจำกัดในแนวนอนถูกนำมาใช้กับโมเดลเพื่อจำลองน้ำหนักจริง แรงดันรถ และแรงดันโหลดที่เกิดจากโครงรถ องค์ประกอบ S4R ถูกนำมาใช้สำหรับการสร้างตาข่าย โดยมีขนาดตาข่าย 10 มม. ทำให้มีโหนด 590,350 โหนดและองค์ประกอบ 431,287 ชิ้น ทำให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำของโมเดล

ผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าภายใต้สภาวะการทำงานที่กำหนด ความเค้นสูงสุดในโครงรถคือ 138.9MPa ซึ่งต่ำกว่าความเค้นครากของวัสดุมาก ความเค้นสูงสุดเกิดขึ้นที่การสัมผัสกันระหว่างยางป้องกันการสั่นสะเทือน-กับคานด้านข้างของโครงรถ ส่งผลให้เกิดความเข้มข้นของความเค้นเฉพาะจุดเนื่องจากการบีบอัดที่หน้าสัมผัส อย่างไรก็ตาม พื้นที่รวมนี้ครอบคลุมเพียงองค์ประกอบตาข่ายสองชิ้นเท่านั้น และมีผลกระทบน้อยที่สุดต่อความเค้นโดยรวมของโครงรถ การคำนวณแสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนของความเค้นครากของวัสดุต่อปัจจัยด้านความปลอดภัย 1.5 เท่าคือ 156.7 MPa (235 MPa/1.5) และความเค้นสูงสุด 138.9 MPa ตรงตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย

ภายใต้สภาวะโอเวอร์โหลด 125% ความเค้นสูงสุดในโครงรถจะเพิ่มขึ้นเป็น 296.2 MPa โดยอีกครั้งจะมุ่งไปที่จุดสัมผัสระหว่างยางกันการสั่นสะเทือน-กับคานด้านข้างของโครงรถ พื้นที่ความเข้มข้นของความเครียดขยายเป็นเซลล์ตารางสี่เซลล์ แต่ผลกระทบต่อความเค้นเชิงโครงสร้างโดยรวมยังคงมีจำกัด นอกเหนือจากพื้นที่ความเข้มข้นของความเครียดแล้ว ความเครียดสูงสุดในพื้นที่ที่เหลือคือ 166.4 MPa แม้ว่าจะต่ำกว่าความแข็งแรงของผลผลิตของวัสดุ แต่ก็ไม่ถึงข้อกำหนดด้านความปลอดภัย 1.5 เท่า นอกจากนี้ การกระจัดสะสมสูงสุดของโครงรถคือ 9.5 มม. ซึ่งจำเป็นต้องหลีกเลี่ยงการทำงานเกินพิกัดในระยะยาว-ในการใช้งานจริง

ลิฟต์ขนส่งสินค้าอพาร์ทเมนท์

ลิฟต์โดยสารเงียบ

ลิฟต์วิลล่า

ลิฟต์โดยสารเชิงพาณิชย์

การวิเคราะห์แบบไดนามิกมุ่งเน้นไปที่สภาวะที่มีความเสี่ยงสูงระหว่างการทำงานของลิฟต์-การลงจากพื้นรถและการเบรกฉุกเฉิน ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ความเร็วและความเร่งของเฟรมรถจะเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกเมื่อเวลาผ่านไป การจำลองไดนามิกชั่วคราวดำเนินการโดยใช้โมดูล Abaqus Explicit ความเร็วเริ่มต้นคือความเร็วสัมผัสระหว่างบัฟเฟอร์และโครงรถ และแอมพลิจูดของการเปลี่ยนแปลงความเร็วจริงระหว่างการทำงานจะถูกป้อนเข้าเพื่อจำลองการตอบสนองความเค้นแบบไดนามิกของโครงสร้าง

ผลการจำลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อรถไถลลงพื้น ความเค้นขนาดใหญ่จะเกิดขึ้นที่จุดสัมผัสระหว่างบัฟเฟอร์กับโครงรถ และส่วนประกอบบางส่วนเกิดการเสียรูปเนื่องจากพลาสติกเนื่องจากความเครียดที่มากเกินไป ที่ 0.084 วินาทีหลังจากจุดต่ำสุด ความเค้นสูงสุดที่จุดกระแทกจะสูงถึง 248.2 MPa แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่เกินขีดจำกัดความแข็งแรงของวัสดุที่ 400 MPa และป้องกันความล้มเหลวของโครงสร้างโดยรวม แต่โครงรถก็สูญเสียความสามารถในการทำงานตามปกติ ดังนั้นระบบป้องกันความปลอดภัยที่ครอบคลุมจึงมีความสำคัญในการออกแบบและการทำงานของลิฟต์เพื่อป้องกันรถล้ม ภายใต้สภาวะการเบรกฉุกเฉิน ค่าความเค้นสูงสุดของโครงรถคือ 229.1MPa ซึ่งต่ำกว่าความเค้นครากของวัสดุ และช่วงการทำงานของความเค้นมีน้อย ซึ่งจะไม่ก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อความปลอดภัยของโครงสร้าง นี่แสดงให้เห็นว่าระบบเบรกฉุกเฉินของลิฟต์สามารถรับประกันความเสถียรของโครงสร้างโครงรถได้อย่างมีประสิทธิภาพ

จากผลการวิเคราะห์ทางกล ทีมวิจัยพบว่าความเค้นโดยรวมของโครงรถเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย และมีระดับความปลอดภัยที่สำคัญในระหว่างการทำงานปกติ ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพน้ำหนักเบา การวิเคราะห์เพิ่มเติมเกี่ยวกับการกระจายความเค้นของแต่ละองค์ประกอบระบุว่าคานขวางด้านบนเป็นเป้าหมายการปรับให้เหมาะสมหลัก-ค่าความเค้นภายใต้สภาวะการทำงานต่างๆ นั้นต่ำกว่าขีดจำกัดของวัสดุอย่างมาก ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพในการปรับให้เหมาะสมที่สุด

เมื่อพิจารณาถึงความเสถียรของโครงร่างโครงสร้างโดยรวมของโครงรถ เราจึงตัดสินใจว่าจะไม่เปลี่ยนขนาดที่สำคัญ เช่น ความยาว ความสูงของส่วนโค้งงอ และความสูงโดยรวมของคานหน้าส่วนบน เรามุ่งเน้นที่ความหนาของคานขวางส่วนบนเท่านั้น ซึ่งเป็นตัวแปรการปรับให้เหมาะสมแต่เพียงผู้เดียว เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อสมดุลความเค้นของส่วนประกอบอื่นๆ เนื่องจากการปรับโครงสร้าง วิธีการปรับให้เหมาะสมนั้นใช้แนวทาง "การลดทีละขั้นตอน" -ทีละขั้นตอน" โดยเริ่มจากความหนาเดิมที่ 6 มม. และลดความหนาลงครั้งละ 0.5 มม. ด้วยการวิเคราะห์การจำลองหลายครั้ง เราได้ตรวจสอบประสิทธิภาพความเค้นและสถานะความปลอดภัยของคานขวางส่วนบนที่มีความหนาต่างกัน และสุดท้ายก็เลือกวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมที่สุด

การตรวจสอบการจำลองหลายรอบยืนยันว่าการลดความหนาของคานขวางด้านบนจาก 6 มม. เหลือ 4 มม. ทำให้เกิดความสมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างประสิทธิภาพของโครงสร้างและการมีน้ำหนักเบา ในแง่ของประสิทธิภาพความเค้น ความเค้นสูงสุดของคานขวางด้านบนก่อนการปรับให้เหมาะสมคือเพียง 17.08MPa ซึ่งต่ำกว่าความแข็งแรงของผลผลิตวัสดุมาก หลังจากการปรับให้เหมาะสม ความเค้นสูงสุดเพิ่มขึ้นเป็น 139.5MPa ซึ่งยังคงต่ำกว่าเกณฑ์ความปลอดภัยที่ 156.7MPa ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดปัจจัยด้านความปลอดภัย 1.5 เท่า และแสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติทางกลที่มั่นคงและเชื่อถือได้

ในแง่ของการมีน้ำหนักเบาและการควบคุมต้นทุน หลังจากการเพิ่มประสิทธิภาพ มวลของคานขวางส่วนบนเดี่ยวลดลงจาก 29.95 กก. เหลือ 22.46 กก. น้ำหนักลดลง 7.49 กก. ต่อคาน และระดับการมีน้ำหนักเบา 25% มวลที่ลดลงของคานขวางด้านบนยังช่วยลดภาระโดยรวม-ภาระแบริ่งของโครงรถโดยทางอ้อม เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพสถานะความเค้นของระบบรถทั้งหมดให้เหมาะสมยิ่งขึ้น ทำให้เกิดวงจรที่ดีของ "น้ำหนักเบา - โหลดต่ำ - มีความปลอดภัยมากขึ้น"

การวิจัยเกี่ยวกับการออกแบบที่เหมาะสมที่สุดของโครงสร้างโครงรถลิฟต์แบบฉุดลากผ่านการวิเคราะห์ทางกลทางวิทยาศาสตร์และการปรับพารามิเตอร์ให้เหมาะสม ทำให้ได้ข้อสรุปที่สำคัญดังต่อไปนี้ ประการแรก ความเค้นสูงสุดในโครงรถภายใต้สภาวะการทำงานที่กำหนดคือ 138.9 MPa และความเครียดสูงสุดในพื้นที่ที่ไม่มี-ความเข้มข้นภายใต้สภาวะโอเวอร์โหลดคือ 166.4 MPa ซึ่งทั้งสองอย่างตรงตามข้อกำหนดทางกลขั้นพื้นฐาน ประการที่สอง โครงสร้างไม่ได้รับความเสียหายโดยรวมภายใต้สภาวะการชนท้ายรถและการเบรกฉุกเฉิน แต่ความเสี่ยงของการชนท้ายรถยังคงเป็นข้อกังวล ประการที่สาม ด้วยการปรับความหนาของคานขวางด้านบนจาก 6 มม. เป็น 4 มม. ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยยังคงอยู่ในขณะที่บรรลุเป้าหมายการมีน้ำหนักเบา 25%

จากมุมมองของอุตสาหกรรม การวิจัยนี้ช่วยให้ผู้ผลิตลิฟต์ได้รับ{0}}โซลูชันการประหยัดและประสิทธิภาพ-ต้นทุนที่ใช้งานได้จริง ด้วยการลดความหนาของคานขวางด้านบน ผู้ผลิตจึงสามารถลดการใช้วัตถุดิบ เช่น เหล็ก ได้โดยตรง ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการผลิตได้ นอกจากนี้ โครงรถน้ำหนักเบายังช่วยลดการใช้พลังงานระหว่างการทำงานของลิฟต์ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมของอุปกรณ์ นอกจากนี้ วิธี "การวิเคราะห์เชิงกล - การคัดกรองตัวแปร - ทีละ- การเพิ่มประสิทธิภาพขั้นตอน" ที่ใช้ในการวิจัยยังให้กระบวนทัศน์อ้างอิงสำหรับการออกแบบที่เหมาะสมที่สุดของส่วนประกอบโครงสร้างอื่นๆ ในอุตสาหกรรมลิฟต์ ส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงของอุตสาหกรรมจาก "การออกแบบเชิงประจักษ์" เป็น "การออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล-" และช่วยให้ ผลิตภัณฑ์ลิฟต์บรรลุความสมดุลระหว่างความปลอดภัยและความประหยัดในระดับที่สูงขึ้น