Как выбрать тяговые машины для грузовых лифтов в многоэтажных производственных зданиях

Абстрактный:В целях экономии земли продвижение промышленных операций в высотных зданиях (так называемых «промышленных верхних этажах») стало направлением национальной политики в последние годы. Основываясь на требованиях к лифтам (грузовым лифтам) в рамках инициативы «Промышленный подъем» и тенденции развития грузовых лифтов в последние годы, в данной статье излагаются точки зрения о том, как тяговые машины могут лучше адаптироваться к развитию крупнотоннажных и высокоскоростных грузовых лифтов, с целью предоставить соответствующие рекомендации и помощь производителям комплектных лифтов.

Ключевые слова:Промышленный этаж; грузовой лифт; эффективность перевозок; тяговая способность; перегрузочная способность; тормозная способность; электромагнитная схема; энергосбережение и защита окружающей среды

1. Внутренние тенденции трансформации заводского строительства.

В последние годы, в связи с постоянным расширением масштабов городского развития, земельные ресурсы стали все более скудными, а промышленных земель стало не хватать. Традиционная модель развития фабрик оказала большее давление на предприятия, чтобы получить пространство для промышленного выживания. В то же время развивающиеся отрасли, характеризующиеся трансграничной интеграцией высоких и новых технологий, предъявляют более высокие требования к пространственной среде производства и НИОКР, а также к стандартам строительства предприятий.

На этом фоне в регионах дельты Жемчужной реки и дельты реки Янцзы, где промышленная основа относительно развита, возникла новая тенденция «Промышленный верх». «Промышленный верхний этаж» также известен как фабрики-небоскребы, вертикальные фабрики или воздушные фабрики. По сути, речь идет о высотных промышленных зданиях. Как правило, «промышленный подъем» означает перемещение производственного оборудования с относительно легким весом и низкой вибрацией на верхние этажи для реализации трехмерной разработки. Эта концепция была впервые предложена в Шэньчжэне, который перенес в небоскребы научно-исследовательские и производственные звенья высокотехнологичных отраслей, таких как новое поколение информационных технологий и искусственного интеллекта. Созданная в результате интеграции промышленности и города, а также обновления города, эта модель не только создает большое количество производственных площадей для промышленных парков, эффективно улучшая соотношение земельных участков и эффективность использования, но также вызывает корректировку промышленной структуры и трансформацию предприятий, смягчая противоречие между экономическим развитием и нехваткой земли.

Таким образом, вновь планируемые фабрики в индустриальных парках обычно представляют собой высотные фабрики с высотой более 24 метров или количеством этажей 6 и более. Такие высотные заводы требуют поддержки высокоскоростных и крупнотоннажных лифтов для удовлетворения потребностей заводов в вертикальной транспортировке. (На рисунке ниже показан пример внешнего вида современного индустриального парка в определенном регионе.)

2. Изменения в грузовых лифтах в соответствии с новыми заводскими требованиями.

Чтобы адаптироваться к «Промышленному верху» и решить проблему вертикальной транспортировки высотных промышленных предприятий, на внутреннем рынке грузовых лифтов произошли следующие изменения:

Изменения грузоподъемности грузовых лифтов

Резко возрос спрос на лифты с увеличенной грузоподъемностью от исходных 2Т-3Т до 3Т-5Т, а то и большей грузоподъемности. Отечественные лифтовые предприятия также успешно получили квалификацию на грузовые лифты 10Т. Недавно известный отечественный бренд грузовых лифтов выпустил грузовой лифт грузоподъемностью 42 тонны и получил соответствующий национальный сертификат испытаний типа.

Изменения скорости грузового лифта

Стандартная скорость лифта определяется такими факторами, как тип лифта, высота этажа и грузоподъемность. Как правило, чем выше этаж и чем больше нагрузка, тем выше может быть скорость лифта. В прошлом из-за относительно низкой высоты этажей заводов скорость большинства грузовых лифтов выбиралась в диапазоне 0,25–0,63 м/с. Благодаря постоянному увеличению высоты заводских этажей высота подъема грузовых лифтов стала выше, а скорость лифта также была увеличена до 0,5–1 м/с или даже выше для повышения эффективности транспортировки.

Изменения в национальных стандартах безопасности лифтов

а. Несколько лет назад национальный стандарт добавил требования к защите от непреднамеренного движения лифтов (UCMP). Грузовые лифты, оснащенные червячными тяговыми машинами, должны быть дополнительно оснащены канатными захватами или захватами шкивов для удовлетворения этого стандартного требования; в то время как синхронные тяговые машины с постоянными магнитами могут напрямую использовать собственные тормоза в качестве исполнительных компонентов, что еще больше облегчает применение синхронных тяговых машин с постоянными магнитами в грузовых лифтах.

б. Освобождение для зоны автомобильных лифтов отменено

• В старой версии национального стандарта GB 7588-2003 раздел 8.2.2 предусматривал, что площадь грузовых лифтов может быть соответствующим образом уменьшена при условии «эффективного контроля».

• В новой версии национального стандарта GB 7588.1-2020 (далее именуемого «Новый национальный стандарт») исключено положение об освобождении от ответственности в GB 7588-2003, которое позволяет использовать площадь автомобильных лифтов, превышающую стандарт, под «эффективным контролем». То есть по Новому национальному стандарту автомобильные лифты также должны быть сконфигурированы в соответствии с площадью и грузоподъемностью, соответствующими стандартным грузовым лифтам.

• В результате здания, в которых первоначально были предусмотрены лифты для небольших автомобилей высотой 3Т (с чрезмерной площадью) в соответствии со старым стандартом, теперь могут быть оборудованы только лифтами высотой 10Т или выше в соответствии с Новым национальным стандартом.

3. Требования к сохранению зеленой энергии и охране окружающей среды

Синхронные двигатели с постоянными магнитами отличаются высоким КПД, энергосбережением, защитой окружающей среды и высокой экономической эффективностью. По сравнению с традиционными асинхронными двигателями синхронные двигатели с постоянными магнитами имеют более высокий КПД, экономя потребление энергии примерно на 20-30%. Это связано с тем, что синхронные двигатели с постоянными магнитами используют возбуждение от постоянных магнитов, что снижает поток рассеяния и потери в железе, что еще больше повышает эффективность. Эта особенность высокой эффективности имеет большое значение для современной промышленности, транспорта и других сфер, поскольку позволяет значительно снизить энергопотребление и повысить эффективность производства. Автор прогнозирует, что в будущем синхронные тяговые машины с постоянными магнитами продолжат занимать долю рынка червячных тяговых машин и станут основным применением в грузовых лифтах.

4. Преимущества тяговых машин грузовых лифтов Nidec KDS

а. Более точная и широкая сегментация и охват рынка

Компания Nidec KDS расположена в районе Шунде города Фошань, центральной части района Большого залива, который находится в авангарде рынка «Промышленных верхних этажей». Чтобы удовлетворить рыночный спрос на грузовые лифты для высотных зданий, Nidec KDS уже полностью запланировала план разработки продукта по замене оригинальных тяговых машин с червячной передачей на безредукторные синхронные тяговые машины с постоянными магнитами уже в 2017 году, чтобы удовлетворить потребности рынка грузовых лифтов. Модели тяговых машин для грузовых лифтов Nidec KDS охватывают полный диапазон грузоподъемности от 2 до 50 тонн в зависимости от различных передаточных чисел и скоростей. Гибкие передаточные числа могут удовлетворить разнообразные проектные потребности клиентов, что позволяет им легче выбирать экономичные тяговые машины, подходящие для их применения.

Ассортимент тяговых машин грузовых лифтов Nidec KDS

б. Строгие процессы проектирования для обеспечения надежности и безопасности проектных схем и приложений.

1. Расчет тяговой способности и коэффициента запаса прочности троса.

Тяговые машины грузовых лифтов обычно имеют передаточное отношение 4:1 или даже выше. Кроме того, автомобиль относительно легкий, что может привести к недостаточной тяговой способности. Поэтому необходимо производить расчет и проверку исходя из конфигурации лифта.

Обычно есть два решения:

• (1) Используйте U-образную канавку: больший угол насечки β может улучшить тяговую способность.

• (2) Принять V-образную канавку с надрезом: при расчете коэффициента запаса прочности стального каната необходимо учитывать соответствие угла β надреза и угла канавки γ, а канавка каната не требует закалки (для снижения затрат). Из-за большого количества обратных шкивов в грузовых лифтах от троса требуется более высокий коэффициент запаса прочности. Использование специальных типов канавок для обеспечения тяговой способности, а также изменение эквивалентного количества тяговых шкивов с V-образными канавками, указанных в GB/T 7588.2-2020, приводит к более высокому требуемому коэффициенту безопасности для стального каната.

2. Требования к тормозной способности, перегрузочной способности и энергоэффективности.

Грузовые лифты обычно имеют относительно небольшую высоту подъема и низкий рабочий цикл, поэтому они выделяют относительно мало тепла. Некоторые люди склонны конструировать тяговые машины грузовых лифтов на основе тяговых машин пассажирских лифтов, но такие изменения конструкции приведут к ряду проблем. Например, если уменьшить количество электромагнитных материалов на основе исходного высокого рабочего цикла, легко вызвать недостаточную перегрузочную способность и энергоэффективность; в качестве альтернативы, если в качестве замены используется модель с малой нагрузкой и высоким рабочим циклом, нагрузка на вал, количество тросов, тормозная способность, перегрузочная способность и энергоэффективность могут не соответствовать требованиям.

Поэтому при проектировании тяговых машин грузовых лифтов следует оценивать вышеуказанные факторы и при необходимости разработку и проектирование изделия проводить заново в соответствии со специальными требованиями к тяговым машинам грузовых лифтов.

3. Динамический тормозной момент

В соответствии с требованиями типовых спецификаций и правилами проведения проверок, когда тормоз тяговой машины служит тормозным элементом устройства защиты от превышения скорости кабины вверх или стопорным элементом устройства защиты от непреднамеренного движения кабины, лифт должен быть оборудован дополнительными тормозными устройствами. В обычных условиях в синхронных тяговых машинах с постоянными магнитами в качестве решения применяется динамическое торможение (путем короткого замыкания обмоток двигателя), но следует отметить, что электромагнитная и конструктивная конструкция тяговой машины должна быть способна выдерживать воздействие динамического торможения.

Из-за небольшого количества выделяемого тепла в тяговых машинах грузовых лифтов используется меньше электромагнитных материалов, что может привести к недостаточному динамическому тормозному моменту. В этом случае проблему следует решать путем увеличения плотности потока воздушного зазора. При использовании одних и тех же электромагнитных материалов динамический тормозной момент сосредоточенных обмоток меньше, чем у распределенных обмоток, и его труднее улучшить. Следовательно, для оптимизации электромагнитной схемы необходимо использовать инструменты анализа методом конечных элементов электромагнитного поля. Динамический тормозной момент прототипа проверяется посредством типовых испытаний, а динамический тормозной момент серийных тяговых машин обеспечивается за счет управления обратной ЭДС (электродвижущей силой).

4. Качество погрузочно-разгрузочных устройств.

Тяговые машины грузовых лифтов имеют большую грузоподъемность и требуют более высокой нагрузки на вал, чем обычные тяговые машины, а значит, им требуется большее тяговое усилие и более износостойкие тяговые шкивы при высокоскоростной работе. Последний стандарт GB/T 7588.1-2020 предусматривает, что при принятии 5.4.2.2.1(b) (т.е. при учете массы погрузочно-разгрузочного устройства и номинальной нагрузки отдельно) выдвигаются более высокие требования к нагрузке на вал тяговой машины, тормозной способности (особенно когда тормоз служит исполнительным компонентом для защиты от непреднамеренного движения автомобиля) и тяговой мощности, которые необходимо рассчитывать и проверять самостоятельно.

в. Оптимизация затрат и электромагнитной схемы

Nidec KDS использует современное программное обеспечение для проведения анализа методом конечных элементов для определения электромагнитного поля и расчета механической прочности. Это оптимизирует и повышает прочность тяговой машины, обеспечивает баланс между оптимизацией производительности и конкурентоспособностью затрат и значительно сокращает цикл исследований и разработок тяговой машины.

• Конечно-элементный анализ электромагнитных полей

• Конечно-элементный анализ механической прочности

◦ Основание машины

◦ Хаб

Чтобы соответствовать национальной стратегии «Промышленный верх» и общему направлению энергосбережения и защиты окружающей среды, производители комплектных лифтов используют в своих конструкциях высокоэффективные и энергосберегающие синхронные тяговые машины с постоянными магнитами. Это обеспечивает стабильную и надежную работу встроенного лифта, бесперебойную работу, высокую эффективность транспортировки, энергосбережение и защиту окружающей среды. Тяговые машины серии грузовых лифтов Nidec KDS могут удовлетворить требования к нагрузке грузовых лифтов от 2 до 50 тонн за счет различных схем тягового соотношения с максимальной скоростью до 3 м/с. Они полностью способны удовлетворить требования к транспортировке грузовых лифтов в различных промышленных парках, а также могут предоставить клиентам универсальный и беспроблемный выбор. Nidec KDS всегда придерживалась бизнес-философии «Качество прежде всего, успех клиента». В будущем развитии рынка мы будем работать вместе с клиентами, чтобы предоставлять больше и лучшие решения для «Промышленных верхних этажей».