آسانسور گیلان

ترمز ایمنی آسانسور یکی از حیاتی‌ترین اجزای سیستم حفاظتی هر آسانسور محسوب می‌شود که وظیفه اصلی آن توقف کامل و ایمن کابین در صورت بروز سرعت غیرمجاز یا سقوط آزاد است. این سیستم مستقل از ترمز اصلی موتور عمل می‌کند و تنها در شرایط اضطراری فعال می‌گردد. ترمز ایمنی به‌عنوان آخرین خط دفاعی در برابر حوادث مرگبار عمل کرده و طراحی آن بر اساس اصول مهندسی دقیق و استانداردهای بین‌المللی صورت می‌گیرد. بدون وجود ترمز ایمنی کارآمد، هرگونه نقص در سیستم ترمز معمولی یا قطع برق می‌تواند به حوادث فاجعه‌بار منجر شود.

تاریخچه استفاده از ترمز ایمنی به اواخر قرن نوزدهم میلادی و اختراع ایلیشا اوتیس بازمی‌گردد. اوتیس اولین ترمز ایمنی را در سال ۱۸۵۲ میلادی اختراع کرد که بر اساس مکانیزم گیره‌های فولادی بود که در صورت شل شدن طناب، روی ریل‌های راهنما قفل می‌شدند. این اختراع نقطه عطفی در تاریخ صنعت آسانسور محسوب می‌شود و باعث شد تا آسانسورها به وسیله‌ای قابل اعتماد برای حمل‌ونقل عمودی تبدیل شوند. امروزه ترمزهای ایمنی بسیار پیشرفته‌تر شده‌اند و از مکانیزم‌های پیچیده‌تری مانند گاورنر گریز از مرکز و سیستم‌های الکترومغناطیسی بهره می‌برند.

اهمیت ترمز ایمنی زمانی آشکارتر می‌شود که بدانیم طبق استانداردهای بین‌المللی، هر آسانسور باید حداقل یک سیستم ترمز ایمنی مستقل داشته باشد که قادر باشد کابین را در سرعت تعیین‌شده متوقف سازد. این سیستم باید به‌گونه‌ای طراحی شود که حتی در صورت قطع کامل برق یا نقص در تمام سیستم‌های کنترلی، همچنان قادر به عملکرد صحیح باشد. در واقع، ترمز ایمنی یک مکانیزم کاملاً مکانیکی است که وابستگی به انرژی الکتریکی ندارد و همین استقلال آن را به عاملی بسیار مطمئن تبدیل کرده است.

ترمزهای ایمنی آسانسور بر اساس مکانیزم عملکرد، محل نصب و نوع کاربرد به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. شناخت دقیق هر یک از این انواع برای تکنسین‌ها و مهندسان نگهداری آسانسور ضروری است، زیرا هر نوع مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارد و در شرایط متفاوتی بهینه‌ترین عملکرد را ارائه می‌دهد. در ادامه به بررسی جامع انواع ترمزهای ایمنی می‌پردازیم.

گاورنر گریز از مرکز رایج‌ترین نوع سیستم تشخیص سرعت بیش‌ازحد در آسانسورهاست. این دستگاه که معمولاً در بالای چاهک آسانسور یا در اتاق ماشین نصب می‌شود، از طریق یک طناب به مکانیزم ترمز ایمنی روی کابین متصل است. گاورنر شامل دو وزنه چرخشی است که با افزایش سرعت چرخش، به‌علت نیروی گریز از مرکز به سمت بیرون پرتاب شده و اهرم‌های فعال‌کننده را آزاد می‌کنند. هنگامی که سرعت کابین از حد مجاز تعیین‌شده فراتر رود، گاورنر طناب را قفل کرده و این عمل باعث فعال شدن ترمز ایمنی روی کابین می‌شود. این سیستم کاملاً مکانیکی بوده و نیازی به انرژی الکتریکی ندارد.

ترمز گیره‌ای یا ایمنی ریل مستقیماً روی شاسی کابین نصب می‌شود و در صورت دریافت سیگنال از گاورنر، ریل‌های راهنمای آسانسور را محکم درگیر کرده و کابین را متوقف می‌سازد. این نوع ترمز به دو شکل لحظه‌ای و تدریجی طراحی می‌شود. نوع لحظه‌ای با یک ضربه ناگهانی ریل را قفل می‌کند و برای آسانسورهای با سرعت پایین مناسب است، درحالی‌که نوع تدریجی با ایجاد اصطکاک کنترل‌شده، کابین را به‌آرامی متوقف کرده و برای آسانسورهای پرسرعت کاربرد دارد. گیره‌های ایمنی معمولاً از فولاد سخت‌کاری شده ساخته می‌شوند تا بتوانند فشارهای بالای ناشی از توقف ناگهانی را تحمل کنند.

ترمز لنگرگاهی یکی از انواع قدیمی‌تر اما هنوز هم پرکاربرد ترمزهای ایمنی است. در این نوع، لنت‌های اصطکاکی روی یک دیسک یا لنگر دوار فشار داده می‌شوند و از این طریق چرخش متوقف می‌گردد. این ترمزها ساده و قابل اعتماد هستند و در بسیاری از آسانسورهای کششی با سرعت متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرند. نگهداری از لنت‌های ترمز لنگرگاهی نسبتاً آسان است و در صورت سایش می‌توان آنها را تعویض کرد. با این حال، در سرعت‌های بسیار بالا، عملکرد این نوع ترمز محدودیت‌هایی دارد و ترجیحاً از ترمزهای دیسکی یا گیره‌ای استفاده می‌شود.

ترمز دیسکی مشابه ترمزهای دیسکی مورد استفاده در خودروها عمل می‌کند و شامل یک دیسک فولادی متصل به محرک و کالیپرهایی با لنت‌های اصطکاکی است. این ترمزها قدرت توقف بسیار بالایی دارند و در آسانسورهای پرسرعت و با ظرفیت بالا به‌کار می‌روند. یکی از مزایای اصلی ترمز دیسکی، پراکندگی حرارت بهتر نسبت به ترمز لنگرگاهی است که باعث می‌شود در استفاده‌های مکرر عملکرد خود را حفظ کند. همچنین اندازه کوچک‌تر این ترمزها نصب آسان‌تری را فراهم می‌سازد و فشار یکنواخت‌تری بر دیسک وارد می‌کند.

ترمزهای الکترومغناطیسی از یک الکترومغناطیس برای فعال‌سازی مکانیزم ترمز استفاده می‌کنند. در حالت عادی، جریان الکتریکی یک فنر را فشرده نگه می‌دارد و ترمز آزاد است. با قطع برق یا دریافت سیگنال اضطراری، فنر آزاد شده و لنت‌های ترمز را روی سطح مورد نظر فشار می‌دهد. این سیستم سرعت واکنش بسیار بالایی دارد و در آسانسورهای مدرن و هیدرولیکی کاربرد فراوانی پیدا کرده است. مکانیزم فنری به این معناست که ترمز در حالت پیش‌فرض فعال است و برای آزادسازی آن به انرژی الکتریکی نیاز می‌باشد.

سیستم ترمز ایمنی آسانسور از چندین جزء مکانیکی حساس تشکیل شده است که هر کدام نقش مشخصی در فرآیند توقف اضطراری ایفا می‌کنند. درک دقیق عملکرد هر یک از این اجزا برای عیب‌یابی، نگهداری و تعمیرات صحیح ضروری است. هر جزء باید طبق مشخصات فنی دقیقی طراحی، نصب و نگهداری شود تا در لحظه نیاز بدون نقص عمل کند. در این فصل به بررسی تفصیلی هر یک از اجزای اصلی می‌پردازیم.

عملکرد ترمز گاورنر بر اساس اصول فیزیک گریز از مرکز استوار است. این سیستم به‌عنوان یک حسگر سرعت مستقل عمل کرده و در صورت تشخیص سرعت غیرمجاز، فرآیند توقف اضطراری را آغاز می‌کند. درک دقیق مراحل فعال‌سازی گاورنر برای هر تکنسین آسانسوری الزامی است، زیرا این دانش پایه‌ای برای عیب‌یابی و آزمایش صحیح سیستم فراهم می‌کند. فرآیند عملکرد گاورنر شامل مراحل زیر است:

ترمز ایمنی روی ریل یا همان گیره ایمنی، مکانیزمی است که مستقیماً با ریل‌های راهنمای آسانسور درگیر شده و کابین را متوقف می‌سازد. این ترمز به دو شکل اصلی لحظه‌ای و تدریجی طراحی می‌شود که هر یک ویژگی‌ها و کاربردهای مختص به خود را دارند. انتخاب نوع مناسب ترمز ریل به عوامل متعددی از جمله سرعت نامی آسانسور، ظرفیت حمل بار و نوع نصب بستگی دارد.

ترمز لحظه‌ای ساده‌ترین نوع گیره ایمنی است که در آن فک‌ها به‌صورت ناگهانی و با یک حرکت سریع روی ریل قفل می‌شوند. این نوع ترمز شامل یک گوه فولادی است که بین فک و ریل قرار می‌گیرد. هنگامی که مکانیزم فعال‌سازی حرکت می‌کند، گوه به داخل شیار ریل هل داده شده و با ایجاد قفل مکانیکی کامل، کابین را در مسیر خود متوقف می‌سازد. توقف ناگهانی باعث ایجاد شتاب منفی قابل توجهی می‌شود که باید در محدوده مجاز استاندارد باشد. به همین دلیل، استفاده از ترمز لحظه‌ای فقط برای آسانسورهایی با سرعت نامی حداکثر ۰.۶۳ متر بر ثانیه مجاز است.

ترمز تدریجی برای آسانسورهای با سرعت بالاتر طراحی شده است و در آن فک‌ها به‌جای قفل ناگهانی، به‌صورت تدریجی روی ریل فشار داده می‌شوند. این فشار تدریجی از طریق یک مکانیزم بادامک یا صفحه فنری کنترل می‌شود که نیروی فشاری فک‌ها را در طول مسیر توقف به‌صورت خطی یا غیرخطی افزایش می‌دهد. نتیجه این مکانیزم، توقف نرم‌تر کابین با کاهش تدریجی سرعت است که شتاب منفی کمتری ایجاد می‌کند و برای سرنشینان ایمنی بیشتری دارد. طبق استاندارد EN 81، شتاب توقف برای سرنشینان نباید از یک برابر شتاب گرانش فراتر رود.

هنگام فعال‌سازی ترمز ایمنی روی ریل، نیروهای مکانیکی قابل توجهی ایجاد می‌شوند. نیروی اصلی شامل وزن کابین و بار آن به سمت پایین و نیروی اصطکاک بین فک‌ها و ریل در خلاف جهت حرکت است. ترمز باید بتواند انرژی جنبشی کابین را در کوتاه‌ترین فاصله ممکن جذب کند و به حرارت تبدیل سازد. فاصله توقف بسته به سرعت در لحظه ترمزگیری، نوع ترمز و وزن کل کابین متفاوت است. در آسانسورهای مدرن، فاصله توقف به‌طور دقیق محاسبه و در اسناد فنی ثبت می‌شود تا در بازرسی‌ها قابل بررسی باشد.

ترمزهای ایمنی آسانسور باید الزاماً مطابق با استانداردهای بین‌المللی و ملی طراحی، تولید، نصب و نگهداری شوند. این استانداردها الزامات فنی دقیقی را برای عملکرد، آزمایش و ایمنی سیستم‌های ترمز تعیین می‌کنند و رعایت آنها نه‌تنها یک الزام قانونی بلکه یک ضرورت مهندسی برای تضمین امنیت سرنشینان است. عدم رعایت استانداردها می‌تواند منجر به نقص در عملکرد ترمز و در نتیجه بروز حوادث جانی شود.

مجموعه استانداردهای EN 81 معتبرترین و گسترده‌ترین استانداردهای بین‌المللی در زمینه ایمنی آسانسورها محسوب می‌شوند. بخش‌های مرتبط با ترمز ایمنی شامل موارد زیر است: استاندارد EN 81-20 الزامات ایمنی و قواعد ساختاری آسانسورهای الکتریکی را مشخص می‌کند و شامل مواردی مانند حداقل تعداد ترمزهای ایمنی، سرعت فعال‌سازی و فاصله توقف مجاز است. استاندارد EN 81-50 قواعد طراحی و محاسبات قطعات ایمنی از جمله ترمزهای ایمنی را تعیین می‌کند و شامل روش‌های آزمایش و ضوابط پذیرش است.

استاندارد ASME A17.1 کد ایمنی آسانسور و پله برقی استاندارد اصلی در ایالات متحده آمریکا و بسیاری از کشورهای آمریکای لاتین است. این استاندارد الزامات مشابهی با EN 81 دارد اما در برخی جزئیات تفاوت‌هایی وجود دارد. به‌عنوان مثال، روش آزمایش ترمز ایمنی و سرعت‌های فعال‌سازی ممکن است متفاوت باشند. تکنسین‌هایی که در کشورهای مختلف کار می‌کنند باید با هر دو استاندارد آشنایی داشته باشند تا بتوانند سیستم‌هایی مطابق با هر دو مجموعه استاندارد را نصب و نگهداری کنند.

در ایران، استانداردهای ملی مبتنی بر استانداردهای EN 81 تدوین شده‌اند. استاندارد ملی شماره ISMIRI 8526-1 و ISMIRI 8526-4 الزامات ایمنی و قواعد طراحی آسانسورهای الکتریکی و هیدرولیکی را در ایران تعیین می‌کنند. طبق قوانین ایران، تمام آسانسورهای جدید باید قبل از بهره‌برداری گواهینامه تاییدیه صلاحیت از سازمان ملی استاندارد دریافت کنند و بازرسی‌های دوره‌ای نیز الزامی است. بازرسان رسمی آسانسور باید دوره‌های آموزشی را گذرانده و مجوز فعالیت از وزارت کار داشته باشند.

نگهداری و بازرسی منظم ترمز ایمنی آسانسور تنها راه تضمین عملکرد صحیح آن در لحظه نیاز است. آمار حوادث آسانسور نشان می‌دهد که بخش قابل توجهی از حوادث ناشی از عدم نگهداری مناسب و بازرسی‌های ناکافی بوده است. یک برنامه نگهداری پیشگیرانه جامع باید شامل بازرسی‌های روزانه، ماهانه، فصلی و سالانه باشد و هر بازرسی باید به‌طور دقیق در دفتر نگهداری ثبت شود.

یکی از شایع‌ترین مشکلات ترمز ایمنی، عدم فعال‌سازی آن در لحظه نیاز است. این مشکل معمولاً ناشی از زنگ‌زدگی اتصالات متحرک، سایش بیش از حد فک‌ها، تنظیم نادرست فنرها یا کشش ناکافی طناب گاورنور است. در صورتی که گاورنر در سرعت تعیین‌شده فعال نشود، باید فوراً بررسی و تنظیم مجدد شود. مشکل دیگر، فعال‌سازی ناخواسته ترمز ایمنی در حین عملکرد عادی آسانسور است که معمولاً به‌علت شل شدن طناب گاورنور یا خرابی سنسورهای سرعت رخ می‌دهد.

روان‌کاری منظم تمام اتصالات متحرک سیستم ترمز ایمنی از اهمیت بالایی برخوردار است. باید از روان‌کننده‌های مناسب استفاده شود که در دماهای مختلف عملکرد خود را حفظ کنند. بررسی وضعیت سطح ریل‌های راهنما و تمیز کردن آنها از گرد و غبار و روغن‌های اضافی باید به‌طور منظم انجام شود. هرگونه آسیب دیدگی، ترک یا خوردگی در فک‌های ایمنی باید فوراً رفع شود و قطعات معیوب تعویض گردند. همچنین باید اطمینان حاصل کرد که فاصله بین فک‌های ایمنی و ریل‌ها در محدوده مجاز تعیین‌شده توسط سازنده قرار دارد.