آسانسور

تصویری از بیرون یک آسانسور.

آسانسور یا بالابر (به انگلیسی: Elevator or lift)، اتاقک متحرکی است که به وسیلهٔ آن از طبقه‌ای به طبقات بالا روند و یا از طبقهٔ بالا به پایین فرود آیند. به عبارت دیگر آسانسور تجهیزات حمل و نقل عمودی است که حرکت مردم و یا کالا بین طبقات را تسهیل می‌بخشد. آسانسور معمولا به کمک موتور الکتریکی باعث حرکت عمودی کابین می‌شود.

پیشینه

از بررسی معماری ساختمان‌ها در گذشته می‌توان فهمید که در گذشته توان ساخت ساختمان‌های بلند وچود 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 به کارگیری 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.

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 باتوجه 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 غیر ممکن 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 کاملا کاربردی با حوزه سطح دسترسی کاملا 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 بصورت اموزش‌های محدود و استاد و شاگردی و صرفا 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 متخصین 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. پس از دانشگاه نورث همپتون، دانشگاه علمی کاربردی آسانسور دماوند در ایران با هدایت <> که خود دانش اموخته دانشگاه نورث همپتون بود، اقدام به برگزاری دوره‌های مقطع کاردانی و کارشناسی مهندسی آسانسور و بالابرها نمودند.

نحوه عمل کرد آسانسور

حرکت آسانسور بوسیله موتوری است که معمولاً در بالای چاهک آسانسور نصب گردیده. بر روی فلکه این موتور سیم به اصطلاح بکسلی (رشته‌های به هم پیچیده فلزی) وجود دارد که از یک سمت به کابین آسانسور و از سمت دیگر به وزنه‌های آسانسور که درون فرمی به نام فرم وزنه قرار دارند متصل است.

وزن این وزنهها به اندازه وزن کابین به علاوه نصف وزن ظرفیت کابین است. وزن هر نفر در استاندارد آسانسور ۷۵ کیلوگرم است. دلیل قرار دادن وزنه در سیستم آسانسور کمک به بالا بردن آسانسور است در غیر اینصورت برای این کار باید موتورهای بسیار قوی با کیلووات بالا استفاده کرد. پس با این کار توان موتور مورد استفاده کاهش می‌یابد.

طبیعی است که این وزنه در پایین آمدن آسانسور مزاحمت ایجاد می‌کند. اما چون هر جسم بدون دخالت به پایین سقوط می‌کند پس استفاده از وزنه مانعی بزرگی در حرکت آسانسور ایجاد نمی‌کند.

مدتی است که در آسانسورها از اینورتر استفاده می‌شود. در گذشته موتورهای آسانسور دارای دو سیم پیچ بود که باعث می‌شد آسانسور با دو سرعت تند و کند حرکت کند. سرعت تند برای حرکت اولیه و سرعت کند برای ایستادن است تا تکان هنگام ایستادن کاهش یابد.

ایراد این روش تکان شدید آسانسور در هنگام تبدیل سرعت تند به کند و کند به ایستادن است. این تبدیل به وسیله یک مجموعه رله و یا یک برد که وظیفه فرماندهی را دارد داده می‌شود و بوسیله چند کنتاکتور ولتاژ سه فاز بطورجداگانه به سیم پیچهای موتور می‌رسد.

ایراد دیگر این سیستم انرژی بالای مصرفی این سیستم آسانسور بود که به همین دلیل در حاله حاضر در شهرهای بزرگ استفاده از آن در ایران ممنوع شده‌است. دلیل بالا بودن مصرف ولتاژی مستقیمی است که در هنگام حرکت آسانسور به موتور می‌رسد. چون برق بدون هیچ واسطه‌ای به موتور می‌رسد.

اما در آسانسورهای اینورتردار، اینورتر و یا درایو رابط بین برق شهر و موتور آسانسور است. درایو با تغییر فرکانس، نمودار حرکتی منظمی از شروع تا انتها و ایستادن آسانسور ایجاد می‌کند که جز در استفاده با بار کامل از آسانسور مصرف آن باندازه آسانسور دوسرعته نیست. در نتیجه در این حالت به جز کاهش مصرف انرژی که کاملا محسوس می‌باشد حرکت آسانسور بر اساس نمودار حرکتی بسیار روان است. در این سیستم از موتوری با یک سیم‌پیچ و یا تک‌سرعته استفاده می‌شود.

آسانسورهای کششی و هیدرولیکی

آسانسورها را از نطر نوع کارکرد به دو دسته کششی و هیدرولیکی تقسیم می‌شوند. آسانسورهای کششی به وسیله موتور سیم بکسل و وزنه تعادل و آسانسورهای هیدرولیک با موتور الکتریکی فشار روغن و لوله‌های استوانه‌ای (در نقش جک) کار می‌کنند.

آسانسورهای کششی بوسیله کشش سیم بکسل بین کابین و فریم وزنه کار می‌کند. بر روی فلکه موتور بر اساس وزن کابین تعدادی سیم بکسل قرار دارد که این سیم بکسلها از یک طرف به کابین متصلند و از سمت دیگر به فریم وزنه. در داخل فریم وزنه به اندازه وزن کابین باضافه نصف ظرفیت کابین وزنه وجود دارد. یعنی اگر ظرفیت کابین مثلا ۹۰۰ کیلوگرم باشد(یعنی آسانسور نفربر ۱۲ نفره چون استاندارد وزن هر نفر در صنعت آسانسور ۷۵ کیلو گرم است)باندازه ۴۵۰ کیلوگرم باضافه وزن کابین در فریم وزنه، وزنه وجود دارد. با کمک این وزنه آسانسور در حرکت رو به بالا نیاز به قدرت کمتری دارد و می‌توان از موتوری با توان پایین تر استفاده کرد.

اما این وزنه‌ها مانعی در حرکت رو به پایین است. اما با توجه به اینکه جسم در حرکت به پایین به دلیل گرانش نیاز به نیرویی ندارد استفاده از وزنه مانعی جهت حرکت آسانسور محسوب نمی‌شود.

آسانسورها در گذشته نه چندان دور بوسیله تابلوهای بزرگ رله‌ای فرماندهی می‌شدند. فرمان از این تابلوها به موتورهای به اصطلاح دوسرعته می‌رسید. این موتورها بوسیله دو سیم پیچی که داشتند قادر بودند با دو سرعت حرکت کنند. به این سرعت‌ها در صنعت آسانسور سرعت تند (High) و کند (Low) گفته می‌شد. آسانسور با سرعت تند حرکت می‌کرد و برای ایستادن در سطح طبقات و کاهش تکان زمان ایستادن با تغییر به سرعت کند و طی مسیر کوتاهی با این سرعت می‌ایستاد.

ایراد بزرگ این سیستم تکان در سه زمان در حرکت است. تکان در هنگام راه افتادن, تغییر سرعت به دور کند و ایستادن است. ایراد دیگر مصرف بالای برق در این سیستم بدلیل اتصال مستقیم برق سه‌فاز به موتور جهت حرکت است. ضمنا ابعاد این تابلوها بسیار بزرگ و سیستم آن بسیار پیچیده بود و رفع خرابی آن به زمان و مهارت بسیاری نیاز داشت.

ایراد دیگر این سیستم متغیر بودن سطح کابین با طبقات با بارهای متفاوت بود چون بدلیل عدم اطلاع موتور از وزن کابین(پر یا خالی بودن آن)همیشه نیروی یکسانی به موتور وارد می‌شد. ایراد بزرگ دیگر این سیستم آسیبهایی بود که موتور بدلیل اتصال ناگهانی ولتاژ وارد می‌شد و باعث کاهش عمرمفید آن می‌شد. همین شوک باعث صدای ناهنجاری در چاهک می‌شد که در ساختمانهای مسکونی باعث آزار ساکنین می‌شد. ضمنا این شوک در هنگام استارت آسانسور باعث کاهش ولتاژ ناگهانی می‌شود که نه تنها برای آسانسور بلکه برای سایر وسایل برقی مضر است. هرچند از این آسانسورها دیگر نصب نمی‌شود اما تعداد قابل توجهی از این آانسورهای قدیمی در ایران در حال کارکردن هستند.

اما برای رفع اشکالات این تابلوهای رله‌ای بتدریج تابلوهای میکروپروسسوری وارد بازار شد. که در آن آی‌سیها و میکروها جایگزین رلهها شدند و با زبانهای مختلف برنامه‌نویسی برنامه‌ریزی می‌شدند تا حجم تابلوها کوچکتر شود و تعمیرات و رفع خرابی آن توسط افراد متخصص‌تر اما با راحتی بیشتری انجام شود.

این نوع تابلو که به تابلوی دوسرعته معروف است تمام ایرادات تابلوهای رله‌ای را جز ابعاد بزرگ و پیچیدگی تابلو داراست. نصب این تابلو همچنان در ایران ادامه دارد با اینکه بدلیل تاثیرات مخرب بر ولتاژ و مصرف بالا در شهرهای بزرگ ممنوع شده‌است. اما در ساختمانهایی که نیاز به پایان کار ندارند و یا در تعمیرات آسانسورهای قدیمی همچنان توسط سودجویان بدلیل قیمت پایین تر آن نسبت به تابلوهای جدید پیشنهاد می‌شود.

امروزه آسانسورهای هیدرولیکی نیز جای خود را در بین کاربران خانگی باز کرده‌اند که از محاسن این نوع آسانسورها می‌توان به نرمی حرکت در استارت اولیه و ایستادن آسانسور در طبقه و همچنین leveling دقیق آن اشاره نمود اما از محدودیتهای استفاده از این نوع آسانسورها می‌توان به محدودیت در ارتفاع آنها نام برد به این ترتیب که حداکثر می‌توان برای ساختمانهایی با ارتفاع ۲۲متر یا ۶طبقه به کار روند. همچنین با توجه به اینکه نصب درایو یا همان اینورتر در تابلوهای هیدرولیک گرانتر از آسانسورهای کششی می‌باشد لذا از تابلوهای بدون اینورتر در این نوع آسانسور استفاده می‌شود که با وضع موجود در کشور ایران هزینه برق بسیار بالایی را بر دوش کاربران این نوع آسانسورها می‌گذارد.

پیوند به بیرون

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ آسانسور موجود است.

• اولین سایت اطلاع رسانی صنعت آسانسور ایران و جهان به زبان فارسی
• آشنایی عمومی با آسانسورها
• دانشگاه علمی کاربردی آسانسور دماوند

منابع

• فرهنگ واژهٔ معین
• روزنامهٔ کارگزاران
• پارس لیفت (سایت اطلاع رسانی صنعت آسانسور و پله برقی)
• دانشگاه نورث همپتون
• دانشگاه علمی کاربردی آسانسور دماوند