ट्रैक्शन एलिवेटर कार फ़्रेम ऑप्टिमाइज़ेशन

जैसे-जैसे शहरीकरण तेज हो रहा है और ऊंची इमारतों की संख्या बढ़ती जा रही है, ऊर्ध्वाधर परिवहन के लिए मुख्य उपकरण के रूप में लिफ्ट का व्यापक रूप से उपयोग हो रहा है। उद्योग के आंकड़ों के अनुसार, मेरे देश में लगभग 1,000 लिफ्ट निर्माता हैं, और बाजार में प्रतिस्पर्धा तेज हो रही है। उत्पाद अनुकूलन के माध्यम से लागत कम करना और दक्षता बढ़ाना उद्योग के लिए एक प्रमुख मुद्दा बन गया है। मुख्य धारा के एलिवेटर के रूप में ट्रैक्शन एलिवेटर ने विकास की एक सदी के बाद अपनी सहायक तकनीक को परिपक्व कर लिया है। उनकी संरचना में आठ प्रमुख प्रणालियाँ शामिल हैं: कर्षण प्रणाली, कार प्रणाली और गाइड प्रणाली। कार प्रणाली सीधे भार सहन करती है, जबकि कार के संरचनात्मक ढांचे के रूप में कार फ्रेम में एक डिज़ाइन होता है जो सीधे लिफ्ट के सुरक्षा प्रदर्शन और विनिर्माण लागत को प्रभावित करता है। अत्यधिक कार फ्रेम द्रव्यमान सामग्री की बर्बादी और निरर्थक डिज़ाइन को जन्म दे सकता है; जबकि बहुत हल्का वजन लोड आवश्यकताओं को पूरा करने में विफल हो सकता है, जिससे सुरक्षा खतरा पैदा हो सकता है।

हमने फ्रेम की स्थैतिकता और गतिशीलता का विश्लेषण करने के लिए संख्यात्मक सिमुलेशन सॉफ्टवेयर का उपयोग करके ट्रैक्शन एलेवेटर कार फ्रेम संरचना पर अनुकूलन अनुसंधान किया। यह दृष्टिकोण हमें संरचनात्मक सुरक्षा सुनिश्चित करते हुए उद्यमों के लिए आर्थिक दक्षता में सुधार के लिए एक व्यावहारिक समाधान प्रदान करते हुए एक हल्के डिजाइन को प्राप्त करने की अनुमति देता है।

वैज्ञानिक और विश्वसनीय अनुकूलन समाधान सुनिश्चित करने के लिए, अनुसंधान टीम ने पहले विभिन्न परिचालन स्थितियों के तहत लिफ्ट कार फ्रेम के यांत्रिक गुणों का व्यापक विश्लेषण करने के लिए पेशेवर संख्यात्मक सिमुलेशन सॉफ्टवेयर का उपयोग किया, जो बाद के हल्के डिजाइन के लिए डेटा समर्थन प्रदान करता है।

स्थैतिक विश्लेषण रेटेड परिचालन स्थितियों और सामान्य लिफ्ट संचालन की अत्यधिक अधिभार स्थितियों पर केंद्रित है। इसका मुख्य उद्देश्य एक सटीक संरचनात्मक मॉडल स्थापित करके कार फ्रेम के तनाव वितरण और विस्थापन का अनुकरण करना था। अनुसंधान के दौरान, टीम ने पहले सॉलिडवर्क्स सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके कार फ्रेम का एक 3डी संरचनात्मक मॉडल बनाया और फिर मॉडल को x_t प्रारूप में अबाकस विश्लेषण सॉफ़्टवेयर में आयात किया। कार फ्रेम की जटिल संरचना को देखते हुए, गणना को सरल बनाने और विश्लेषण सटीकता बनाए रखने के लिए, उन्होंने कनेक्शन, वेल्ड, बोल्ट और चैंफर्स जैसे छोटे विवरण छोड़ दिए। फिर मुख्य संरचना को एक खोल में बदल दिया गया, और रिटर्न पुली, सुरक्षा क्लैंप और गाइड शू जैसे घटकों को कठोर निकायों में सरलीकृत किया गया। पैरामीटर सेटिंग्स वास्तविक एलिवेटर ऑपरेटिंग मानकों पर आधारित थीं, जिसमें 11.7 किलोवाट की ट्रैक्शन मोटर शक्ति, 1100 किलोग्राम की कार का वजन, 1.75 मीटर/सेकेंड की रेटेड गति, 1050 किलोग्राम का रेटेड लोड और 82.5 मीटर की उठाने की ऊंचाई थी। वास्तविक वजन, कार दबाव और कार फ्रेम द्वारा वहन किए गए भार दबाव का अनुकरण करने के लिए मॉडल पर क्षैतिज बाधाएं लागू की गईं। मेशिंग के लिए S4R तत्वों का उपयोग किया गया, जिसका आकार 10 मिमी था, जिसके परिणामस्वरूप 590,350 नोड्स और 431,287 तत्व बने, जिससे मॉडल की सटीकता सुनिश्चित हुई।

विश्लेषण के नतीजे बताते हैं कि रेटेड परिचालन स्थितियों के तहत, कार फ्रेम में अधिकतम तनाव 138.9MPa है, जो सामग्री उपज तनाव से काफी कम है। अधिकतम तनाव एंटी-वाइब्रेशन रबर और कार फ्रेम साइड बीम के बीच संपर्क पर होता है, जिसके परिणामस्वरूप संपर्क संपीड़न के कारण स्थानीयकृत तनाव एकाग्रता होती है। हालाँकि, यह संकेंद्रित क्षेत्र केवल दो जाल तत्वों को कवर करता है और कार फ्रेम के समग्र तनाव पर न्यूनतम प्रभाव डालता है। गणना से पता चलता है कि सामग्री के उपज तनाव का 1.5 गुना सुरक्षा कारक से अनुपात 156.7 एमपीए (235 एमपीए/1.5) है, और 138.9 एमपीए का अधिकतम तनाव सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करता है।

125% ओवरलोड स्थिति के तहत, कार फ्रेम में अधिकतम तनाव 296.2 एमपीए तक बढ़ जाता है, जो फिर से एंटी-कंपन रबर और कार फ्रेम साइड बीम के बीच संपर्क बिंदु पर केंद्रित होता है। तनाव एकाग्रता क्षेत्र चार ग्रिड कोशिकाओं तक विस्तारित है, लेकिन समग्र संरचनात्मक तनाव पर इसका प्रभाव अभी भी सीमित है। तनाव सघनता क्षेत्र के अलावा, शेष क्षेत्रों में अधिकतम तनाव 166.4 एमपीए है। सामग्री की उपज शक्ति से कम होते हुए भी, यह 1.5 गुना सुरक्षा कारक की आवश्यकता से कम है। इसके अलावा, कार फ्रेम का अधिकतम संचयी विस्थापन 9.5 मिमी है, जिससे वास्तविक उपयोग में दीर्घकालिक अधिभार संचालन से बचना आवश्यक हो जाता है।

अपार्टमेंट फ्रेट लिफ्ट

मूक यात्री लिफ्ट

विला लिफ्ट

वाणिज्यिक यात्री लिफ्ट

गतिशील विश्लेषण लिफ्ट संचालन के दौरान अत्यधिक जोखिम वाली स्थितियों पर केंद्रित है {{0} कार बॉटमिंग और आपातकालीन ब्रेकिंग। इन परिस्थितियों में, कार फ्रेम का वेग और त्वरण समय के साथ गतिशील रूप से बदलता है। अबाकस एक्सप्लिसिट मॉड्यूल का उपयोग करके क्षणिक गतिशील सिमुलेशन किया जाता है। प्रारंभिक वेग बफर और कार फ्रेम के बीच संपर्क वेग है, और ऑपरेशन के दौरान वास्तविक वेग परिवर्तन का आयाम संरचना की गतिशील तनाव प्रतिक्रिया को अनुकरण करने के लिए इनपुट है।

सिमुलेशन परिणाम दिखाते हैं कि जब कार नीचे की ओर जाती है, तो बफर और कार फ्रेम के बीच संपर्क बिंदु पर बड़ी तनाव सांद्रता होती है, और अत्यधिक तनाव के कारण कुछ घटक प्लास्टिक विरूपण से गुजरते हैं। बॉटम आउट के बाद 0.084 सेकंड पर, प्रभाव बिंदु पर अधिकतम तनाव 248.2 एमपीए तक पहुंच जाता है। हालांकि यह सामग्री की ताकत सीमा 400 एमपीए से अधिक नहीं है और समग्र संरचनात्मक विफलता को रोकता है, कार फ्रेम सामान्य रूप से संचालित करने की अपनी क्षमता खो देता है। इसलिए, कार को नीचे गिरने से बचाने के लिए एलिवेटर के डिज़ाइन और संचालन में व्यापक सुरक्षा सुरक्षा प्रणालियाँ आवश्यक हैं। आपातकालीन ब्रेकिंग स्थितियों के तहत, कार फ्रेम का अधिकतम तनाव मान 229.1MPa है, जो सामग्री के उपज तनाव से कम है, और तनाव कार्रवाई सीमा छोटी है, जो संरचनात्मक सुरक्षा के लिए खतरा पैदा नहीं करेगी। इससे पता चलता है कि लिफ्ट की आपातकालीन ब्रेकिंग प्रणाली कार फ्रेम संरचना की स्थिरता को प्रभावी ढंग से सुनिश्चित कर सकती है।

यांत्रिक विश्लेषण परिणामों के आधार पर, अनुसंधान टीम ने पाया कि कार फ्रेम का समग्र तनाव सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करता है और सामान्य ऑपरेशन के दौरान महत्वपूर्ण सुरक्षा मार्जिन था, जो हल्के अनुकूलन की क्षमता का संकेत देता है। प्रत्येक घटक के तनाव वितरण के आगे के विश्लेषण ने ऊपरी क्रॉसबीम को मुख्य अनुकूलन लक्ष्य के रूप में पहचाना। विभिन्न परिचालन स्थितियों के तहत इसके तनाव मूल्य सामग्री सीमा से काफी नीचे थे, जो सबसे बड़ी अनुकूलन क्षमता का संकेत देता है।

कार फ्रेम के समग्र संरचनात्मक लेआउट की स्थिरता को ध्यान में रखते हुए, हमने मुख्य आयामों जैसे लंबाई, मोड़ की ऊंचाई और ऊपरी क्रॉसबीम की समग्र ऊंचाई को नहीं बदलने का निर्णय लिया। संरचनात्मक समायोजन के कारण अन्य घटकों के तनाव संतुलन को प्रभावित करने से बचने के लिए हमने एकमात्र अनुकूलन चर के रूप में केवल ऊपरी क्रॉसबीम मोटाई पर ध्यान केंद्रित किया। अनुकूलन विधि ने "कदम-दर-कदम कटौती" दृष्टिकोण को नियोजित किया, जो 6 मिमी की मूल मोटाई से शुरू होता है और एक बार में मोटाई को 0.5 मिमी कम कर देता है। कई सिमुलेशन विश्लेषणों के माध्यम से, हमने अलग-अलग मोटाई के साथ ऊपरी क्रॉसबीम के तनाव प्रदर्शन और सुरक्षा स्थिति को सत्यापित किया, अंततः इष्टतम समाधान का चयन किया।

सिमुलेशन सत्यापन के कई दौरों ने पुष्टि की कि ऊपरी क्रॉसबीम की मोटाई को 6 मिमी से घटाकर 4 मिमी करने से संरचनात्मक प्रदर्शन और हल्केपन के बीच इष्टतम संतुलन प्राप्त हुआ। तनाव प्रदर्शन के संदर्भ में, अनुकूलन से पहले ऊपरी क्रॉसबीम का अधिकतम तनाव केवल 17.08एमपीए था, जो सामग्री उपज ताकत से काफी कम था। अनुकूलन के बाद, अधिकतम तनाव बढ़कर 139.5MPa हो गया, जो अभी भी 156.7MPa की सुरक्षा सीमा से नीचे है, 1.5x सुरक्षा कारक आवश्यकता को पूरा करता है और स्थिर और विश्वसनीय यांत्रिक गुणों का प्रदर्शन करता है।

हल्के वजन और लागत नियंत्रण के संदर्भ में, अनुकूलन के बाद, एक ऊपरी क्रॉसबीम का द्रव्यमान 29.95 किलोग्राम से कम होकर 22.46 किलोग्राम हो गया, प्रति बीम 7.49 किलोग्राम वजन में कमी आई और हल्के वजन की डिग्री 25% हो गई। ऊपरी क्रॉसबीम का कम द्रव्यमान भी अप्रत्यक्ष रूप से कार फ्रेम के समग्र भार को कम करता है, जिससे पूरे कार सिस्टम की तनाव स्थिति को और अनुकूलित किया जाता है, जिससे "हल्के वजन - कम भार - अधिक सुरक्षा" का एक अच्छा चक्र बनता है।

वैज्ञानिक यांत्रिक विश्लेषण और सटीक पैरामीटर अनुकूलन के माध्यम से ट्रैक्शन एलेवेटर कार फ्रेम संरचना के अनुकूलित डिजाइन पर इस शोध से निम्नलिखित प्रमुख निष्कर्ष निकले: सबसे पहले, रेटेड परिचालन स्थितियों के तहत कार फ्रेम में अधिकतम तनाव 138.9 एमपीए था, और अधिभार स्थितियों के तहत गैर-केंद्रित क्षेत्रों में अधिकतम तनाव 166.4 एमपीए था, दोनों बुनियादी यांत्रिक आवश्यकताओं को पूरा करते थे। दूसरा, कार के नीचे गिरने और आपातकालीन ब्रेकिंग की स्थिति में संरचना को समग्र क्षति नहीं हुई, लेकिन कार के नीचे आने का खतरा चिंता का विषय बना हुआ है। तीसरा, ऊपरी क्रॉसबीम की मोटाई को 6 मिमी से 4 मिमी तक अनुकूलित करके, 25% हल्के लक्ष्य को प्राप्त करते हुए सुरक्षा प्रदर्शन को बनाए रखा गया था।

उद्योग के दृष्टिकोण से, यह शोध एलिवेटर निर्माताओं को व्यावहारिक लागत बचत और दक्षता बढ़ाने वाला समाधान प्रदान करता है। ऊपरी क्रॉसबीम की मोटाई को कम करके, निर्माता सीधे स्टील जैसे कच्चे माल के उपयोग को कम कर सकते हैं, जिससे उत्पादन लागत कम हो जाएगी। इसके अलावा, हल्का कार फ्रेम लिफ्ट संचालन के दौरान ऊर्जा की खपत को कम करता है, जिससे उपकरण की समग्र ऊर्जा दक्षता में सुधार होता है। इसके अलावा, अनुसंधान में उपयोग की जाने वाली "मैकेनिकल विश्लेषण - वेरिएबल स्क्रीनिंग - चरण{7}दर्य-चरण अनुकूलन" विधि एलिवेटर उद्योग में अन्य संरचनात्मक घटकों के अनुकूलित डिजाइन के लिए एक संदर्भ प्रतिमान भी प्रदान करती है, जो उद्योग के "अनुभवजन्य डिजाइन" से "डेटा-संचालित डिजाइन" में परिवर्तन को बढ़ावा देती है, और एलिवेटर उत्पादों की मदद करती है। सुरक्षा और अर्थव्यवस्था के बीच उच्च स्तर का संतुलन प्राप्त करें।