1. Caractéristiques de fonction et de charge
Les rails de guidage remplissent trois fonctions principales dans un système d’ascenseur. Premièrement, ils fournissent une surface de roulement pour les patins de guidage ou les rouleaux fixés aux châssis de la cabine et du contrepoids, garantissant ainsi un déplacement vertical fluide avec un mouvement latéral minimal. Deuxièmement, ils servent de surface de réaction pour l'équipement de sécurité lors d'un arrêt d'urgence, nécessitant une résistance suffisante pour résister aux énormes forces générées par l'arrêt d'un wagon entièrement chargé en chute libre. Troisièmement, ils transfèrent les charges opérationnelles -, notamment le déséquilibre des voitures, la pression du vent dans les applications de grande hauteur- et les forces dynamiques de l'accélération - à la structure du bâtiment.
Les forces imposées aux rails de guidage varient considérablement en fonction de l'application. Un monte-charge à faible-vitesse dans un entrepôt peut imposer des charges latérales minimes, tandis qu'un ascenseur-de passagers de grande hauteur se déplaçant à 6 m/s dans un bâtiment exposé à des charges de vent de 200 km/h génère une déflexion et une usure importantes des rails de guidage. Comprendre ces caractéristiques de charge est essentiel pour une spécification appropriée des rails.
2. Types de rails de guidage et sections-
2.1 Rails de guidage usinés (rails pleins de type T-)
Le type de rail de guidage le plus courant dans le monde est le rail en T-usiné, nommé pour sa forme en section transversale-ressemblant à un "T" inversé. La surface de guidage est usinée à partir d'acier massif, offrant une excellente résistance à l'usure et une excellente capacité de charge. Les tailles standard vont du T45/A (largeur de tête de 45 mm) pour les applications légères-au T140/B (largeur de tête de 140 mm) pour les ascenseurs de marchandises lourdes et à grande-vitesse.
| Taille des rails | Largeur de la tête (mm) | Largeur de base (mm) | Hauteur (mm) | Application typique |
|---|---|---|---|---|
| T45/A | 45 | 45 | 45 | Passagers résidentiels légers- |
| T50/A | 50 | 50 | 50 | Passager commercial standard |
| T70-1/B | 70 | 65 | 65 | Commercial lourd-, hôpital |
| T90/B | 90 | 75 | 78 | Fret, applications-haute vitesse |
| T114/B | 114 | 89 | 89 | Fret lourd, élévateurs de mines |
| T140-1/B | 140 | 114 | 114 | Applications spéciales ultra-robustes |
Les rails en T-sont fabriqués à partir d'acier-étiré à froid ou-laminé à chaud, la surface de guidage étant ensuite usinée pour obtenir la finition de surface et les tolérances dimensionnelles requises. Conformément à la norme EN 81-20, la rugosité de la surface de guidage ne doit pas dépasser Ra 6,3 μm et la tolérance de rectitude est généralement de 0,5 mm pour 5 mètres de longueur de rail.
2.2 Rails de guidage creux
Les rails de guidage creux offrent une alternative-rentable pour les applications où les exigences de charge sont modérées. Ces rails sont formés à partir de tôle d'acier dans une section creuse rectangulaire avec une surface de guidage usinée. Les tailles courantes incluent TK3A, TK5A et TK5, avec "T" indiquant "mince" et "K" indiquant "formé à froid-".
Bien que les rails creux offrent une économie de poids de 30 -40 % par rapport aux rails en T-solides de taille équivalente, ils ont une rigidité inférieure et ne conviennent pas aux applications d'équipement de sécurité sans plaque d'appui supplémentaire. Leur principal avantage réside dans les applications de guidage à contrepoids et dans les guidages de voitures légères où la sensibilité aux coûts est élevée.
2.3-Rails étirés à froid
Les rails de guidage-étirés à froid sont produits en tirant de l'acier à travers une matrice, ce qui entraîne une dureté de surface et une précision dimensionnelle améliorées par rapport aux produits-laminés à chaud. Le processus de travail à froid-augmente la limite d'élasticité de 15-25 % et permet d'obtenir une rugosité de surface aussi fine que Ra 1,6 μm, réduisant ainsi l'usure des patins de guidage et améliorant la qualité de roulement. Les rails étirés à froid-sont de plus en plus spécifiés pour les ascenseurs à grande vitesse où les vibrations et le bruit doivent être minimisés.
2.4 Éclisses et supports
Les sections de rail individuelles sont assemblées à l'aide d'éclisses - plaques d'acier usinées boulonnées sur les joints de rail. Les éclisses doivent maintenir un alignement à moins de 0,05 mm à travers le joint pour éviter l'impact et le bruit des patins de guidage. Les supports de rail fixent les rails à la paroi du puits à des intervalles de 2,0 -2,5 mètres, avec des conceptions réglables permettant un réglage précis de la position du rail pendant l'installation.
3. Normes de fabrication et contrôle qualité
La qualité des rails de guidage est régie par plusieurs normes internationales :
EN 81-20/50 (Europe) :Spécifie les tolérances dimensionnelles, l'état de surface, les propriétés des matériaux et les exigences de sécurité pour les rails de guidage d'ascenseur.
OIN 7465 :Définit les dimensions et les tolérances des rails de guidage de type T- et de leurs éclisses.
JIS A 4306 (Japon) :Norme industrielle japonaise pour les rails de guidage d'ascenseur avec des exigences spécifiques pour les applications à grande vitesse-.
GB/T 22562 (Chine) :Norme nationale chinoise équivalente à la norme ISO 7465, largement utilisée par les fournisseurs mondiaux de composants d'ascenseurs.
Les paramètres de qualité clés comprennent :
| Paramètre | Exigence | Méthode d'inspection |
|---|---|---|
| Limite d'élasticité | Supérieur ou égal à 370 MPa (pour rails standards) | Essai de traction selon ISO 6892 |
| Dureté superficielle | HB140-220 | Essai de dureté Brinell |
| Rectitude | Inférieur ou égal à 0,5 mm / 5 m | Règle optique ou laser |
| Rugosité de surface (Ra) | Inférieur ou égal à 6,3 μm (Inférieur ou égal à 3,2 μm pour l'étirage à froid-) | Profilomètre |
| Planéité de la surface de guidage | Inférieur ou égal à 0,05 mm/m | Règle de précision + jauge d'épaisseur |
4. Meilleures pratiques d'installation
4.1 Préparation de l'arbre
Avant l'installation du rail, vérifiez les dimensions de la gaine par rapport aux dessins architecturaux. L'aplomb de l'arbre doit être à moins de 20 mm sur toute la course pour les applications standard, ou à 10 mm pour les installations à grande vitesse-. Marquez les positions des supports à l'espacement vertical spécifié, en tenant compte de tout décalage structurel ou irrégularité de l'arbre.
4.2 Procédure d'alignement des rails
L'installation ferroviaire moderne utilise des systèmes d'alignement laser pour atteindre la précision requise. Le processus se déroule comme suit :
Établir des lignes de référence :Montez un émetteur laser en haut et en bas de l'arbre, projetant un plan de référence vertical pour les rails de la cabine et du contrepoids.
Installez d'abord les supports inférieurs :Fixez le support le plus bas pour chaque rail, en le réglant au décalage exact par rapport à la paroi de la gaine spécifié dans le dessin d'implantation.
Construisez vers le haut section par section :Installez les sections de rail de manière séquentielle, en vérifiant l'alignement au niveau de chaque support. Utilisez des supports réglables pour corriger tout écart par rapport à la référence laser.
Vérifiez l’alignement des articulations :À chaque joint d'éclisse, vérifier que la surface de guidage est continue à 0,05 mm près. Utilisez une règle de précision couvrant le joint.
Enquête finale :Une fois l'installation terminée, examinez toute la longueur du rail avec le système laser, en documentant les données d'alignement pour le package de remise.
Tolérance critique :Pour les ascenseurs fonctionnant à plus de 2,5 m/s, la norme EN 81-20 exige un alignement des rails de guidage à moins de 1,5 mm sur toute section de 5 mètres. Les écarts au-delà de ce seuil provoquent un grippage des patins de guidage, un bruit excessif et une usure accélérée.
4.3 Lubrification et protection contre la corrosion
Les rails de guidage arrivent de l'usine avec un revêtement d'huile protecteur qui empêche la corrosion pendant le transport et le stockage. Ce revêtement ne doit pas être complètement retiré avant l'installation, car il fournit une lubrification initiale pour le rodage du patin de guidage-. Après l'installation, appliquez une fine couche de lubrifiant pour rail (généralement de la graisse à base de lithium- ou de l'huile synthétique) sur les surfaces de guidage.
Pour les ascenseurs extérieurs, les installations côtières ou les applications à forte humidité, spécifiez des rails galvanisés ou en acier inoxydable. Vous pouvez également appliquer un revêtement résistant à la corrosion-après l'installation et établir un calendrier d'inspection trimestriel pour l'intégrité du revêtement.
5. Critères d'usure et de remplacement
Les rails de guidage s'usent principalement par abrasion des patins de guidage. Le taux d'usure dépend :
Distance et fréquence des déplacements (cycles quotidiens)
Matériau du patin de guidage (nylon, polyuréthane ou fonte)
Qualité et fréquence de lubrification
Précision de l’alignement (le désalignement concentre l’usure)
Chargement des wagons (les wagons surchargés augmentent les forces latérales)
Les critères de remplacement varient selon l'application, mais les lignes directrices générales sont les suivantes :
| Indicateur d'usure | Limite | Action |
|---|---|---|
| Réduction de la largeur de la surface de guidage | >10% de la largeur nominale | Remplacer la section de rail |
| Profondeur locale de piqûres ou de rayures | >0,5 mm | Meuler et polir, ou remplacer |
| Déformation du bord due à l'engagement du parachute | Toute déformation visible | Remplacer immédiatement |
| Piqûres de corrosion sur la surface de guidage | >0,2 mm de profondeur ou > 5 % de surface | Remplacer ou réusiner- |
6. Tendances émergentes
L'industrie des rails de guidage évolue dans plusieurs directions. Des rails de guidage composites intégrant un renfort en fibre de carbone sont en cours de développement pour les applications de très grande hauteur- où le poids de l'acier devient prohibitif. Les systèmes d'amortissement des vibrations intégrés au rail - -, dans lesquels des couches d'élastomère sont collées entre le rail et le support -, sont de plus en plus adoptés pour les installations à grande vitesse- où la qualité de roulement est essentielle. De plus, des surfaces de guidage durcies au laser qui augmentent la résistance à l'usure de 300 % sans matériau supplémentaire entrent en production commerciale.
