Asansör kılavuz ray konsollarının bilgisayar destekli modellenmesi ve deneysel gerilme analizi
Computer aided modeling and experimental stress analysis of elevator guide rail brackets
Yazar: MUHAMMET İSMAİL BARAN
Danışman: PROF. DR. YUSUF AYTAÇ ONUR
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Hızla artan dünya nüfusu, ülkelerin yüksek şehirleşme oranları ve daralan yaşam alanları insanları çok katlı binalarda yaşamak zorunda bırakmıştır. Türkiye'de 4 ve üzeri katlı binalarda asansör zorunluluğu bulunmaktadır. Şubat 2023'te gerçekleşen Maraş merkezli deprem felaketi bir kez daha göstermiştir ki ülkemizdeki binalar ve binalara bağlı transport sistemler ekstra güvenlik önlemleriyle donatılmalıdır. Güvenli bir seyahat için asansörlerde kılavuz raylar ve rayları binaya bağlayan konsollar kritik öneme sahiptir. Olası kötü senaryolara karşı ve konforlu bir seyahat açısından bu komponentlerin iyi analiz edilmeleri gerekmektedir. Yapılan taramalar neticesinde literatürde kılavuz ray konsollarıyla ilgili analizler nümerik hesaplamalarla sınırlı kalmıştır. Çeşitli programlar aracılığıyla yapılan sonlu elemanlar metodu analizleri yazarlar tarafından yeterli bulunmayıp çalışmalarının öneriler kısmında deneysel bir çalışmanın gerekliliğinden bahsedilmiştir. Bu çalışmada Zonguldak ili sınırları içerisinde 800 kg beyan yüküne sahip, 7 duraktan oluşan bir insan asansörünün birebir ölçüleri alınarak TS EN 81-20 standardına göre yük ve mukavemet hesapları yapılmıştır. Analitik hesaplamalar sonucunda kılavuz ray ve dolayısıyla konsol sistemine iletilen kuvvetler tespit edilmiştir. 13 konsolla binaya sabitlenen ray zincirinde, kuyu dibinden makine dairesine doğru 7. konsol sistemi incelenmiştir. Kılavuz ray ve komponentleri Solidworks yazılımıyla modellenmiş, sonlu elemanlar metodu analizi için Ansys yazılımı kullanılmıştır. Konsol sisteminin normal çalışma hareket ve güvenlik tertibatının çalışması durumunda davranışı incelenmiştir. Nümerik olarak hesaplanan gerilmelerin doğruluğunu test etmek için konsol sistemine strain gage sensörü yapıştırılmıştır. SEM analizleri ve gerçek durum deney çıktıları kıyaslanmıştır. Güvenlik tertibatı devredeyken %19,75; normal durum hareket halinde ise %15,46'lık hata ile asansörün gerçek hareketi esnasında konsol üzerinde SEM analizine göre daha büyük gerilmeler gözlemlenmiştir. Yapılan deney ile asansör kılavuz ray konsollarının analizinde literatürdeki önemli bir boşluğun doldurulması hedeflenmektedir. Tüm analizler sonuncunda incelenen asansör için kılavuz ray konsolları emniyetli sınırlar içinde güvenilir sonuçlar vermiştir.

Abstract:
Rapidly growing world population, highly urbanization rates of countries, and ever-narrowing living space made people live in multi-storey buildings. There is an elevator requirement in four and more storey-buildings in Turkey. Maraş-centered earthquake disaster in February 2023 shows once again buildings in our country and transport systems bound up with buildings must be equipped with extra security measures. Guide rails in elevators and consoles connecting rails to buildings are of crucial importance for a secure travel. Against possible worst-case senarios and in terms of comfortable travel these components should be analyzed properly. As a result of the review, it has been observed that studies on analysis of guide rail consoles in literatures is limited to numerical calculations. Finite element method analyzes performed via various programs is found insufficent by the authors, and the vitality of an experimental study is mentioned. In this study, burden and resistance is calculated according to the TS EN 81-20 standard by taking the exact measurements of a human elevator consisting of 7 stops in Zonguldak province border and has 800 kilograms. As a result of analytical calculations, the guide rail and thus the forces trasmitted to the console systems are determined. In the rail chain fixated to the building with thirteen consoles, the seventh console system is examined from the bottom of the well to the engine room. The guide rail and its components were modeled with Solidworks software, and for finite element method analysis Ansys software is used. The behaviour of console system is studied in the case of typical operating motion and operation of the safety gear. In order to test the accuracy of numerically calculated strains, a strain gage sensor is applied to the console system. 19.75% with safety device activated; In normal motion, greater stresses were observed on the console during the actual movement of the elevator, with an error of 15.46%, compared to the SEM analysis. The experiment aims to fill an important gap in the literature in the analysis of elevator guide rail consoles. As a result of all analysises, guide rail consoles yields reliable outputs within safe limits for the examined elevator.