Development of a boltless joint for hollow type guide rails in elevator use
Rantanen, Sami (2020)
Diplomityö
Rantanen, Sami
2020
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020100578091
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020100578091
Tiivistelmä
This master’s thesis is focused on the research and development of a boltless joint for hollow type guide rails used in the elevator. Thesis is comprising of a theoretical and an empirical part. The theoretical part includes research work on the design of guide rails and guide rail joints. Apart from that, the empirical section presents the design of the proposed alternatives to the traditional joints for hollow type guide rails.
In an elevator a guide rail guides elevator in the shaft and transfers forces from the elevator car and counterweight to the building. There are different types of guide rails that are in use in the elevator business. The two primary types are solid type guide rails and a hollow type guide rail. Guide rails are joined by bolting them together with the help of a fishplate. In Europe, standards EN 81-20 and EN 81-50 need to be followed when the elevator guide rails and joints are designed. These standards take into consideration the relevant forces concerning the guide rails. The stiffness, deflections and stresses are the most important aspects to consider when designing the guide rails and the joints.
Hollow type guide rails can be joined by using different methods and processes. Most popular methods include adhesive bonding and mechanical fasteners.
The novel concepts, presented in the empirical part, were designed by using systematic product design process. Based on various factors the concept one was found to be the most promising alternative. In this concept, a new type of fishplate has been developed that joins in the guide rails through yielding by using friction and swaging. Concept is further developed and optimized to be suitable for volume production. Tämä diplomityö sisältää pultittoman liitoksen tutkimuksen ja kehittämisen hissikäytössä oleville ontoille HT-johteille. Diplomityö on jaettu teoreettiseen ja empiiriseen osioon. Teoreettinen osia sisältää tutkimuksen siitä, kuinka hissijohteet ja niiden liitokset pitäisi suunnitella. Osio esittelee lisäksi mahdollisia sovelluksia, kuinka hissikäytössä olevien onttojen johteiden pulttiliitos voidaan korvata. Empiirinen osio keskittyy pultittoman liitoksen kehittämiseen hissikäytössä oleville ontoille HT-johteille.
Hissimaailmassa johde toimii vertikaalisena tukirakenteena ja ohjaimena hissille hissikuilussa siirtäen voimia hissikorista ja vastapainolta rakennukseen. Hissijohdetyyppejä on olemassa monenlaisia ja ne voidaan jaotella kiinteisiin ja onttoihin johdetyyppeihin. Hissikäytössä olevat johteet liitetään toisiinsa johdejatkoslevyn ja pulttiliitoksen avulla. Euroopassa hissi-käytössä olevia johteita ja liitoksia suunnitellessa on syytä ottaa huomioon standardien EN 81-20 ja EN 81-50 määräämiä vaatimuksia, kuten esimerkiksi voimia. Hissikäytössä olevia johteita ja liitoksia suunnitellessa jäykkyys ja taipuminen sekä jännitykset ovat tärkeimmät suunnittelussa huomioon otettavat seikat.
Onttotyyppiset johteet voidaan liittää toisiinsa käyttäen erilaisia liitosmetodeja sekä liitosprosesseja, kuten liimaliitoksia ja mekaanisia kiinnikkeitä.
Diplomityön empiirinen osio keskittyy pultittoman liitoksen kehittämiseen hissikäytössä oleville ontoille HT-johteille. Konseptit suunniteltiin seuraamalla systemaattista tuotekehitysprosessia, jonka perusteella konsepti numero yksi oli lupaavin. Konsepti numero yksi sisältää uuden johdejatkoslevyn. Liitos muodostuu johteiden ja johdejatkoslevyn välille kitkan sekä materiaalin tyssääntymisen ja myötäämisen avulla. Suunniteltua konseptia kehitetään ja optimoidaan jatkossa massatuotantoon sopivammaksi.
In an elevator a guide rail guides elevator in the shaft and transfers forces from the elevator car and counterweight to the building. There are different types of guide rails that are in use in the elevator business. The two primary types are solid type guide rails and a hollow type guide rail. Guide rails are joined by bolting them together with the help of a fishplate. In Europe, standards EN 81-20 and EN 81-50 need to be followed when the elevator guide rails and joints are designed. These standards take into consideration the relevant forces concerning the guide rails. The stiffness, deflections and stresses are the most important aspects to consider when designing the guide rails and the joints.
Hollow type guide rails can be joined by using different methods and processes. Most popular methods include adhesive bonding and mechanical fasteners.
The novel concepts, presented in the empirical part, were designed by using systematic product design process. Based on various factors the concept one was found to be the most promising alternative. In this concept, a new type of fishplate has been developed that joins in the guide rails through yielding by using friction and swaging. Concept is further developed and optimized to be suitable for volume production.
Hissimaailmassa johde toimii vertikaalisena tukirakenteena ja ohjaimena hissille hissikuilussa siirtäen voimia hissikorista ja vastapainolta rakennukseen. Hissijohdetyyppejä on olemassa monenlaisia ja ne voidaan jaotella kiinteisiin ja onttoihin johdetyyppeihin. Hissikäytössä olevat johteet liitetään toisiinsa johdejatkoslevyn ja pulttiliitoksen avulla. Euroopassa hissi-käytössä olevia johteita ja liitoksia suunnitellessa on syytä ottaa huomioon standardien EN 81-20 ja EN 81-50 määräämiä vaatimuksia, kuten esimerkiksi voimia. Hissikäytössä olevia johteita ja liitoksia suunnitellessa jäykkyys ja taipuminen sekä jännitykset ovat tärkeimmät suunnittelussa huomioon otettavat seikat.
Onttotyyppiset johteet voidaan liittää toisiinsa käyttäen erilaisia liitosmetodeja sekä liitosprosesseja, kuten liimaliitoksia ja mekaanisia kiinnikkeitä.
Diplomityön empiirinen osio keskittyy pultittoman liitoksen kehittämiseen hissikäytössä oleville ontoille HT-johteille. Konseptit suunniteltiin seuraamalla systemaattista tuotekehitysprosessia, jonka perusteella konsepti numero yksi oli lupaavin. Konsepti numero yksi sisältää uuden johdejatkoslevyn. Liitos muodostuu johteiden ja johdejatkoslevyn välille kitkan sekä materiaalin tyssääntymisen ja myötäämisen avulla. Suunniteltua konseptia kehitetään ja optimoidaan jatkossa massatuotantoon sopivammaksi.