Un mécanicien d'ascenseur retire le couvercle d'inspection dans la cage et localise le problème en quelques minutes : le revêtement du patin de guidage coulissant côté contrepoids est usé jusqu'à environ 2 mm. La voiture dérive légèrement depuis trois semaines et les passagers ont ressenti des vibrations au 12ème étage. De telles pannes sont courantes et elles renvoient toutes à une question fondamentale : quelles sont les pièces d'un ascenseur et quels composants méritent le plus d'attention lors de la maintenance ?
Le système d’ascenseur en un coup d’œil
Un ascenseur n’est pas une seule machine ; il s'agit d'un ensemble de sous-systèmes mécaniques, électriques et de sécurité travaillant ensemble à l'intérieur d'un arbre vertical. La plupart des ascenseurs sont des ascenseurs à traction, qui se déplacent avec des cordes et un contrepoids. Les ascenseurs hydrauliques, l'alternative, utilisent un cylindre et un piston et sont principalement limités aux immeubles de faible hauteur. Cet article se concentre sur les ascenseurs à traction, l'architecture dominante dans les immeubles commerciaux et les résidences de hauteur moyenne.
La vue isométrique ci-dessous montre les principaux composants à l'intérieur d'une cage d'ascenseur à traction typique, avec les faces avant ouvertes pour plus de clarté.
Chaque composant appartient à l'un des cinq groupes fonctionnels suivants : transmission, structure de la cabine et du puits, guidage, portes et verrouillage, et sécurité et contrôle électriques. Regrouper les pièces de cette manière aide les équipes de maintenance à diagnostiquer les pannes plus rapidement et aide les équipes d'achat à commander les remplacements appropriés.
Composants d'entraînement de traction
Au sommet du puits, la machine de traction fait tourner une poulie motrice rainurée. Les câbles de suspension passent sur la poulie et descendent jusqu'à la voiture d'un côté et au contrepoids de l'autre. La friction entre les câbles et les rainures de la poulie est ce qui déplace réellement l'ascenseur ; le moteur ne tire pas directement la voiture. La plupart des machines modernes utilisent des moteurs synchrones à aimants permanents, compacts, silencieux et économes en énergie. Les machines sans engrenage sont la norme pour les vitesses supérieures à 1,0 m/s, tandis que les machines à engrenages apparaissent encore dans les installations plus lentes ou plus anciennes.
Le contrepoids équilibre la voiture plus environ 40 à 50 pour cent de la charge nominale, ce qui minimise le couple que le moteur doit produire. Sur un ascenseur de 1 000 kg, le contrepoids pèse généralement entre 1 300 et 1 500 kg selon le poids de la cabine. Les cordes de suspension ont généralement un diamètre de 8 à 13 mm, avec trois à huit cordes par installation. La tension du câble et l'usure des rainures de la poulie doivent être vérifiées régulièrement, car une tension inégale provoque des vibrations et accélère l'usure de la poulie. Sur les installations de grande hauteur, une chaîne de compensation entre les fonds de la cabine et du contrepoids compense le poids changeant de la colonne de câble de suspension.
La structure de la voiture et du puits
La voiture, également appelée cabine, est la structure qui transporte les passagers. Il se compose d'une charpente en acier, d'un sol, de murs, d'un plafond et de la finition intérieure. Le cadre porte les patins de guidage, l'équipement de sécurité et l'opérateur de porte. Le puits est le puits vertical fermé dans lequel la cabine se déplace. Il est construit selon les exigences locales en matière de résistance au feu et de dimensions, et ses murs supportent les rails de guidage, les portes palières et le câblage électrique. Dans les installations sans salle des machines (MRL), la gaine prend également en charge la machine de traction.
Composants de guidage : rails de guidage et patins de guidage
Les rails de guidage sont des profilés en T en acier montés verticalement le long des parois de la gaine. Deux rails guident la voiture et deux rails guident le contrepoids. Les rails des ascenseurs à grande vitesse sont usinés selon des tolérances plus strictes que ceux des unités de fret à basse vitesse.
Les patins de guidage sont les composants qui maintiennent la voiture alignée sur les rails. Les patins de guidage coulissants utilisent des garnitures remplaçables qui glissent directement sur la surface du rail. Ces doublures sont fabriquées à partir de composites de nylon ou de polymères ; l'ancien type de bronze a largement disparu car les revêtements en polymère durent plus longtemps et génèrent moins de bruit. Les patins de guidage à rouleaux utilisent trois roues sur pneus par patin, deux sur la face du rail et une sur le côté du rail, et constituent l'option préférée pour les ascenseurs à grande vitesse et haut de gamme car ils produisent moins de vibrations et de bruit.
La pièce d'usure d'un patin coulissant est la doublure. Lorsque l’épaisseur restante atteint environ 3 mm, un remplacement s’impose. Pour un ascenseur de passagers standard, un remplacement courant est le Patin de guidage coulissant DX20 , dont les dimensions sont interchangeables avec de nombreuses applications OEM. Pour les équipes choisissant entre les deux technologies, le différences entre les patins de guidage coulissants et à rouleaux sont résumées dans le tableau comparatif ci-dessous.
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Chaque ascenseur comporte deux ensembles de portes : la porte de la cabine, qui se déplace avec la cabine, et la porte palière, qui est fixée à la structure du bâtiment à chaque étage. L'opérateur de porte sur le toit de la voiture entraîne les deux portes via une tringlerie et un embrayage. Les panneaux de porte s'étendent dans les seuils inférieurs et les rails supérieurs, avec une bande de caoutchouc ou d'aluminium le long du bord d'attaque pour la protection des passagers.
L'ensemble de serrure triangulaire pour portes d'étage est la serrure mécanique qui permet au personnel autorisé d'ouvrir la porte palière du côté palier avec une clé triangulaire. Il contient un boîtier de serrure, un loquet, un ressort et un contact électrique. Si le loquet n'est pas complètement fermé, le circuit de sécurité reste ouvert et l'ascenseur ne peut pas fonctionner. Ce verrouillage est l'un des éléments de sécurité les plus importants du bâtiment. Choisir un ensemble de verrouillage triangulaire d'ascenseur Adapté à la marque de la porte palière, il évite les trous mal assortis et l'usure prématurée des loquets.
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Les principaux composants de sécurité sont le limiteur de vitesse, les parachutes, les tampons et les fins de course finaux. Le limiteur de vitesse est un dispositif centrifuge entraîné par une corde attachée à la voiture. Si la voiture dépasse environ 115 pour cent de sa vitesse nominale, le régulateur saisit sa corde et active mécaniquement le dispositif de sécurité situé sous la voiture. Le parachute se serre alors contre les rails de guidage et arrête la cabine. Selon la norme EN 81-20, le régulateur et l'équipement de sécurité doivent arrêter la voiture et la maintenir arrêtée dans des conditions de charge spécifiées.
Les tampons se trouvent dans la fosse au bas du puits. Des tampons à huile sont nécessaires pour les vitesses supérieures à 1,0 m/s, tandis que des tampons à ressort et en polyuréthane sont utilisés sur les ascenseurs plus lents. Les interrupteurs de fin de course coupent l'alimentation si la voiture dépasse sa plage normale. Ces composants ne fonctionnent normalement jamais, mais ils doivent être testés périodiquement pour confirmer qu'ils fonctionneront en cas de besoin.
Composants électriques et de contrôle
Le contrôleur est le cerveau de l’ascenseur. Il traite les signaux d'appel, les données de position et l'état des portes, puis commande au variateur de déplacer la voiture. Les contrôleurs modernes utilisent des entraînements à tension variable et à fréquence variable (VVVF) qui ajustent la vitesse du moteur en douceur et récupèrent l'énergie pendant le freinage.
Les interrupteurs à clé sont des pièces électriques petites mais critiques. Ils permettent uniquement au personnel de maintenance et d'inspection autorisé de modifier les modes de fonctionnement. Des exemples typiques sont le verrouillage électrique de la salle des machines, le verrouillage du boîtier de commande, le verrouillage de la station de base et l'interrupteur de priorité des services d'incendie. Chaque interrupteur à clé contient un cylindre mécanique et des contacts électriques. Si un interrupteur devient rigide, les contacts peuvent ne pas se fermer de manière fiable, ce qui entraîne des défauts intermittents du circuit de sécurité. Une inspection régulière doit inclure le couple de fonctionnement et la continuité des contacts.
Lubrification et pièces d'usure
Les patins de guidage coulissants nécessitent une fine pellicule d'huile sur le rail pour réduire la friction et l'usure. La coupelle d'huile est un petit réservoir monté près du sabot de guidage ou fixé au rail. Il alimente l'huile à travers une mèche ou une buse goutte à goutte à un débit contrôlé. Les gobelets à huile typiques contiennent entre 50 et 200 ml et les intervalles de remplissage varient d'une à quatre semaines en fonction du trafic et de la température.
Un rail sec est l’une des causes les plus courantes d’usure prématurée des garnitures et de bruit de fonctionnement. Pour les équipes de maintenance, conserver une pièce de rechange Tasse à huile FKD9098 sur le fourgon évite les longs temps d'arrêt. Un gobelet à huile dont la mèche est bouchée ou dont le corps est endommagé doit être remplacé immédiatement plutôt que réparé.
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Bien que chaque installation soit différente, la pratique de l'industrie suggère les fréquences d'inspection suivantes pour un ascenseur à traction de hauteur moyenne typique en service standard. Ajustez les intervalles en fonction de la charge de trafic, de la vitesse et des instructions du fabricant de l'équipement d'origine.
Patins de guidage coulissants ou à rouleaux : comparaison rapide
Le tableau ci-dessous résume les principaux facteurs à prendre en compte lors de la comparaison des patins coulissants et à rouleaux pour un projet de remplacement. Utilisez-le comme point de départ pour une discussion avec votre fournisseur.
| Facteur | Patin de guidage coulissant | Patin de guidage à rouleaux |
|---|---|---|
| Principe de contact | Le revêtement glisse directement sur la surface du rail | Les roues roulent sur la face et les côtés du rail |
| Plage de vitesse typique | Jusqu'à environ 2,5 m/s | Au-dessus de 2,5 m/s, y compris les ascenseurs à grande vitesse |
| Bruit et vibrations | Plus élevé, surtout après l'usure de la doublure | Conduite des passagers plus basse et plus douce |
| Pièce d'usure principale | Doublure remplaçable en nylon ou en polymère | Jeu de pneus, roulements et ressorts de roue |
| Coût de remplacement | Faible ; l'échange de revêtement peut être effectué sur place | Plus haut ; ensemble complet de rouleaux souvent préféré |
| Applications typiques | Monte-charges, ascenseurs standards, ascenseurs de villas | Tours de bureaux, hôtels, ascenseurs d'hôpitaux, voitures à grande vitesse |
Foire aux questions
T1. Quelles sont les principales pièces d’un ascenseur ?
Un ascenseur à traction comprend cinq groupes principaux : entraînement de traction, cabine et puits, guidage, portes et serrures, et sécurité et contrôle électriques. Chaque groupe contient des pièces qui sont inspectées selon un calendrier différent.
Q2. Comment fonctionne un ascenseur ?
La machine de traction fait tourner une poulie rainurée et des câbles d'acier passant sur la poulie soulèvent la voiture d'un côté tandis qu'un contrepoids s'équilibre de l'autre côté. Le moteur n’a qu’à surmonter la différence de poids.
Q3. Pourquoi le patin de guidage de l'ascenseur est-il si important ?
Les patins de guidage maintiennent la voiture alignée sur les rails. Des chaussures usées provoquent des balancements, des vibrations, du bruit et des dommages aux rails. Le remplacement d'un revêtement de patin de guidage coûte peu, mais l'ignorer peut conduire à un remplacement complet du rail.
Q4. À quelle fréquence les pièces de l’ascenseur doivent-elles être inspectées ?
En règle générale, les coupelles d'huile nécessitent une attention mensuelle, les patins de guidage à rouleaux tous les 3 mois, les doublures des patins de guidage et les câbles de suspension tous les 6 mois, ainsi que les serrures et les interrupteurs à clé une fois par an. Un trafic plus élevé raccourcit ces intervalles.
Q5. À quoi sert un godet à huile d'ascenseur ?
La coupelle d'huile stocke le lubrifiant et dépose un mince film d'huile sur le rail de guidage. Les patins de guidage coulissants s'appuient sur ce film pour réduire la friction et empêcher une usure rapide de la doublure. Un rail sec est l'une des principales causes de bruit de roulement.
Q6. Comment choisir le bon fournisseur de pièces d’ascenseur ?
Recherchez un fabricant qui fournit de grandes marques d’ascenseurs, opère selon un système de qualité certifié et propose des numéros de pièces traçables. Une précision dimensionnelle constante et la fiabilité de la livraison comptent plus que le seul prix.
