Jak wybrać maszyny trakcyjne do wind towarowych w wielopiętrowych budynkach fabrycznych

Abstrakcyjny:W ostatnich latach kierunkiem polityki krajowej było promowanie działalności przemysłowej w wieżowcach (zwanych „piętrami przemysłowymi”), aby oszczędzać ziemię. W oparciu o wymagania dotyczące wind (wind towarowych) w ramach inicjatywy „Industrial Upstairs” oraz tendencje rozwojowe wind towarowych w ostatnich latach, w artykule przedstawiono punkty widzenia na temat tego, w jaki sposób maszyny trakcyjne mogą lepiej dostosować się do rozwoju wielkotonażowych i szybkich wind towarowych, mając na celu zapewnienie odpowiednich referencji i pomocy producentom integralnych wind.

Słowa kluczowe:Przemysłowe na piętrze; winda towarowa; wydajność transportu; zdolność trakcyjna; zdolność przeciążeniowa; zdolność hamowania; schemat elektromagnetyczny; oszczędzanie energii i ochrona środowiska

1. Krajowy trend transformacji budynków fabrycznych

W ostatnich latach, wraz ze stałym zwiększaniem się skali rozwoju miast, zasoby gruntów stają się coraz bardziej ograniczone, a podaż gruntów przemysłowych jest ograniczona. Tradycyjny model rozwoju fabryk nałożył na przedsiębiorstwa większą presję, aby uzyskały przestrzeń do przetrwania przemysłu. Jednocześnie powstające gałęzie przemysłu charakteryzujące się transgraniczną integracją wysokich i nowych technologii mają wyższe wymagania w zakresie przestrzennego otoczenia produkcji i badań i rozwoju oraz standardów budowy fabryk.

Na tym tle w regionach Delty Rzeki Perłowej i Delty Rzeki Jangcy, gdzie podstawy przemysłowe są stosunkowo rozwinięte, pojawił się nowy trend „górnych poziomów przemysłowych”. „Przemysłowe piętro” jest również znane jako fabryki drapaczy chmur, fabryki pionowe lub fabryki powietrzne. W istocie odnosi się to do wysokich budynków przemysłowych. Ogólnie rzecz biorąc, „na piętrze przemysłowym” oznacza przeniesienie sprzętu produkcyjnego o stosunkowo niewielkiej wadze i niskim poziomie wibracji na wysokie piętra w celu uzyskania trójwymiarowego rozwoju. Koncepcję tę po raz pierwszy zaproponował Shenzhen, które przeniosło do drapaczy chmur ośrodki badawczo-rozwojowe i produkcyjne zaawansowanych branż, takich jak nowa generacja technologii informatycznych i sztuczna inteligencja. Model ten, wywodzący się z integracji przemysłu i miasta oraz rewitalizacji miast, nie tylko tworzy dużą liczbę przestrzeni fabrycznych dla parków przedsiębiorczości, skutecznie poprawiając współczynnik gruntów i efektywność wykorzystania, ale także wymusza dostosowanie struktury przemysłowej i transformację przedsiębiorstw, łagodząc sprzeczność między rozwojem gospodarczym a niedoborem ziemi.

Dlatego nowo planowane fabryki w parkach przemysłowych to zwykle wieżowce o wysokości przekraczającej 24 metry lub liczbie pięter wynoszącej 6 lub więcej. Takie wieżowce wymagają obsługi szybkich i wielkotonażowych wind, aby sprostać potrzebom fabryk w zakresie transportu pionowego. (Zdjęcie poniżej przedstawia przykładowy widok z zewnątrz nowoczesnego parku przemysłowego w określonym regionie.)

2. Zmiany w windach towarowych w celu spełnienia nowych wymagań fabrycznych

Aby dostosować się do „Industrial Upstairs” i rozwiązać wąskie gardło w transporcie pionowym w wielopiętrowych fabrykach przemysłowych, na krajowym rynku wind towarowych zaszły następujące zmiany:

Zmiany nośności wind towarowych

Gwałtownie wzrosło zapotrzebowanie na windy o zwiększonym udźwigu z pierwotnego 2T-3T do 3T-5T, a nawet o większym tonażu. Krajowe przedsiębiorstwa dźwigowe sukcesywnie zdobywają także uprawnienia na dźwigi towarowe 10T. Niedawno znana krajowa marka wind towarowych wprowadziła na rynek windę towarową 42T i uzyskała odpowiedni krajowy certyfikat badania typu.

Zmiany prędkości wind towarowych

Standardowa prędkość windy zależy od takich czynników, jak typ windy, wysokość podłogi i ładowność. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższe piętro i większy ładunek, tym większa może być prędkość windy. W przeszłości, ze względu na stosunkowo niską wysokość pięter fabryk, prędkość większości wind towarowych dobierano w przedziale 0,25 m/s - 0,63 m/s. Wraz ze wzrostem wysokości podłogi w fabryce wysokość podnoszenia wind towarowych stała się wyższa, a prędkość windy również wzrosła do 0,5 m/s - 1 m/s lub nawet więcej, aby poprawić wydajność transportu.

Zmiany w krajowych normach bezpieczeństwa wind

A. Kilka lat temu norma krajowa dodała wymagania dotyczące zabezpieczenia przed niezamierzonym ruchem samochodu w windzie (UCMP). Wyroby dźwigów towarowych wyposażone w maszyny trakcyjne z przekładnią ślimakową muszą być dodatkowo wyposażone w chwytaki linowe lub chwytaki krążków linowych, aby spełnić wymagania tej normy; natomiast synchroniczne maszyny trakcyjne z magnesami trwałymi mogą bezpośrednio wykorzystywać własne hamulce jako elementy wykonawcze, co dodatkowo ułatwia stosowanie synchronicznych maszyn trakcyjnych z magnesami trwałymi w windach towarowych.

B. Zwolnione zostało zwolnienie dla obszaru wind samochodowych

• W starej wersji normy krajowej GB 7588-2003, sekcja 8.2.2 stanowiła, że ​​obszar wind towarowych można odpowiednio złagodzić pod warunkiem „skutecznej kontroli”.

• W nowej wersji normy krajowej GB 7588.1-2020 (zwanej dalej „Nową Normą Krajową”) usunięto przepis dotyczący zwolnienia w GB 7588-2003, który dopuszcza obszar wind samochodowych przekraczający normę pod „skuteczną kontrolą”. Oznacza to, że zgodnie z nową normą krajową windy samochodowe muszą być również skonfigurowane zgodnie z powierzchnią i udźwigiem odpowiadającym standardowym windom towarowym.

• W rezultacie budynki, w których pierwotnie skonfigurowano windy dla małych samochodów o udźwigu 3 ton (o nadmiernej powierzchni) zgodnie ze starym standardem, można teraz skonfigurować wyłącznie z windami o udźwigu 10 ton lub wyższym, zgodnie z nową normą krajową.

3. Wymagania dotyczące oszczędzania zielonej energii i ochrony środowiska

Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi charakteryzują się wysoką wydajnością, oszczędnością energii, ochroną środowiska i wysoką opłacalnością. W porównaniu z tradycyjnymi silnikami indukcyjnymi, silniki synchroniczne z magnesami trwałymi charakteryzują się wyższą sprawnością, oszczędzając zużycie energii o około 20-30%. Dzieje się tak, ponieważ silniki synchroniczne z magnesami trwałymi wykorzystują wzbudzenie magnesem trwałym, co zmniejsza strumień wycieku i straty żelaza, jeszcze bardziej poprawiając wydajność. Ta cecha wysokiej wydajności ma ogromne znaczenie dla nowoczesnego przemysłu, transportu i innych dziedzin, ponieważ może znacznie zmniejszyć zużycie energii i poprawić wydajność produkcji. Autor przewiduje, że w przyszłości synchroniczne maszyny trakcyjne z magnesami trwałymi będą w dalszym ciągu zajmować udział w rynku maszyn trakcyjnych z przekładnią ślimakową i staną się głównym zastosowaniem w windach towarowych.

4. Zalety maszyn trakcyjnych do wind towarowych Nidec KDS

A. Bardziej precyzyjna i szeroko zakrojona segmentacja i zasięg rynku

Nidec KDS znajduje się w dzielnicy Shunde w mieście Foshan, głównym obszarze obszaru Greater Bay, który znajduje się w czołówce rynku „Industrial Upstairs”. Aby sprostać zapotrzebowaniu rynku na windy towarowe w wieżowcach, firma Nidec KDS już w pełni zaplanowała plan rozwoju produktu mający na celu zastąpienie oryginalnych maszyn trakcyjnych z przekładnią ślimakową bezprzekładniowymi maszynami trakcyjnymi synchronicznymi z magnesami trwałymi już w 2017 r., aby sprostać potrzebom rynku wind towarowych. Modele maszyn trakcyjnych do wind towarowych Nidec KDS obejmują pełny zakres od 2T do 50T, w oparciu o różne przełożenia i prędkości trakcji. Elastyczne przełożenia trakcji mogą zaspokoić różnorodne potrzeby projektowe klientów, umożliwiając im łatwiejszy wybór opłacalnych maszyn trakcyjnych odpowiednich do ich zastosowań.

Asortyment produktów maszyn trakcyjnych do wind towarowych Nidec KDS

B. Rygorystyczne procesy projektowe zapewniające niezawodność i bezpieczeństwo schematów projektowych i zastosowań

1. Projektowanie wytrzymałości trakcyjnej i współczynnika bezpieczeństwa liny stalowej

Maszyny trakcyjne wind towarowych zazwyczaj przyjmują współczynnik trakcji 4:1 lub nawet wyższy. Ponadto samochód jest stosunkowo lekki, co może skutkować niewystarczającą przyczepnością. Dlatego konieczne jest obliczenie i weryfikacja na podstawie konfiguracji windy.

Generalnie istnieją dwa rozwiązania:

• (1) Zastosuj rowek w kształcie litery U: większy kąt nacięcia β może poprawić zdolność trakcyjną.

• (2) Zastosować karbowany rowek w kształcie litery V: przy obliczaniu współczynnika bezpieczeństwa liny należy wziąć pod uwagę dopasowanie kąta nacięcia β do kąta rowka γ, a rowek liny nie wymaga obróbki utwardzającej (w celu zmniejszenia kosztów). Ze względu na dużą liczbę krążków powrotnych w windach towarowych, lina stalowa musi mieć wyższy współczynnik bezpieczeństwa. Przyjęcie specjalnych typów rowków w celu zapewnienia nośności trakcyjnej, wraz ze zmianą równoważnej liczby krążków trakcyjnych z rowkami w kształcie litery V, określonych w GB/T 7588.2-2020, skutkuje wyższym wymaganym współczynnikiem bezpieczeństwa liny stalowej.

2. Wymagania dotyczące zdolności hamowania, wytrzymałości na przeciążenia i efektywności energetycznej

Windy towarowe mają na ogół stosunkowo małą wysokość podnoszenia i krótki cykl pracy, dzięki czemu wytwarzają stosunkowo mało ciepła. Niektórzy ludzie mają tendencję do projektowania maszyn trakcyjnych do wind towarowych w oparciu o maszyny trakcyjne do wind pasażerskich, ale takie zmiany konstrukcyjne doprowadzą do szeregu problemów. Na przykład, jeśli materiały elektromagnetyczne zostaną zredukowane w oparciu o pierwotny wysoki cykl pracy, łatwo jest spowodować niewystarczającą zdolność przeciążania i efektywność energetyczną; alternatywnie, jeśli jako zamiennik zostanie zastosowany model o małym obciążeniu i wysokim cyklu pracy, obciążenie wału, liczba lin stalowych, zdolność hamowania, zdolność do przeciążania i efektywność energetyczna mogą nie spełniać wymagań.

Dlatego też przy projektowaniu maszyn trakcyjnych do wind towarowych należy ocenić powyższe czynniki i, jeśli to konieczne, ponownie przeprowadzić rozwój i projektowanie produktu zgodnie ze specjalnymi wymaganiami maszyn trakcyjnych do wind towarowych.

3. Dynamiczny moment hamowania

Zgodnie z wymaganiami specyfikacji typu i przepisami kontrolnymi, jeżeli hamulec maszyny trakcyjnej służy jako element zwalniający urządzenia zabezpieczającego kabinę przed przekroczeniem prędkości w górę lub element zatrzymujący urządzenia zabezpieczającego przed niezamierzonym ruchem kabiny, winda powinna być wyposażona w dodatkowe urządzenia hamujące. W normalnych okolicznościach synchroniczne maszyny trakcyjne z magnesami trwałymi przyjmują jako rozwiązanie hamowanie dynamiczne (poprzez zwarcie uzwojeń silnika), należy jednak zauważyć, że konstrukcja elektromagnetyczna i konstrukcyjna maszyny trakcyjnej powinna być w stanie wytrzymać wpływ hamowania dynamicznego.

Maszyny trakcyjne wind towarowych ze względu na niewielką ilość wydzielanego ciepła wykorzystują mniej materiałów elektromagnetycznych, co może prowadzić do niewystarczającego dynamicznego momentu hamowania. W takim przypadku problem należy rozwiązać poprzez zwiększenie gęstości strumienia szczeliny powietrznej. W warunkach tych samych materiałów elektromagnetycznych dynamiczny moment hamowania uzwojeń skupionych jest mniejszy niż uzwojeń rozproszonych i trudniej go poprawić. Dlatego w celu optymalizacji schematu elektromagnetycznego należy zastosować narzędzia do analizy elementów skończonych pola elektromagnetycznego. Dynamiczny moment hamowania prototypu jest testowany w badaniach typu, a dynamiczny moment hamowania produkowanych masowo maszyn trakcyjnych jest zapewniany poprzez kontrolę wstecznego pola elektromagnetycznego (siły elektromotorycznej).

4. Jakość urządzeń załadunkowych i rozładunkowych

Maszyny trakcyjne dźwigów towarowych charakteryzują się dużą nośnością i wymagają większego obciążenia wału niż konwencjonalne maszyny trakcyjne, co oznacza, że ​​podczas pracy z dużymi prędkościami wymagają większej siły uciągu i bardziej odpornych na zużycie krążków trakcyjnych. Najnowsza norma GB/T 7588.1-2020 stanowi, że przyjmując 5.4.2.2.1(b) (tj. biorąc pod uwagę oddzielnie masę urządzenia załadunkowo-rozładowczego oraz obciążenie znamionowe) stawiane są wyższe wymagania dotyczące obciążenia wału maszyny trakcyjnej, zdolności hamowania (zwłaszcza gdy hamulec służy jako element wykonawczy niezamierzonego ruchu samochodu) oraz zdolności trakcyjnej, które należy obliczyć i zweryfikować niezależnie.

C. Optymalizacja kosztów i schematu elektromagnetycznego

Nidec KDS wykorzystuje zaawansowane oprogramowanie do przeprowadzania analizy elementów skończonych pod kątem pola elektromagnetycznego i projektowania wytrzymałości mechanicznej. Optymalizuje to i zwiększa wytrzymałość maszyny trakcyjnej, równoważy optymalizację wydajności z konkurencyjnością kosztową i znacznie skraca cykl badawczo-rozwojowy maszyny trakcyjnej.

• Analiza elementów skończonych pól elektromagnetycznych

• Analiza metodą elementów skończonych wytrzymałości mechanicznej

◦ Podstawa maszyny

◦ Centrum

Aby dostosować się do krajowej strategii „Industrial Upstairs” oraz ogólnego kierunku oszczędzania energii i ochrony środowiska, producenci integralnych wind przyjmują w swoich projektach wysokowydajne i energooszczędne synchroniczne maszyny trakcyjne z magnesami trwałymi. Zapewnia to stabilną i niezawodną pracę zintegrowanej windy, płynną pracę, wysoką wydajność transportu, oszczędność energii i ochronę środowiska. Maszyny trakcyjne Nidec serii KDS do wind towarowych mogą sprostać wymaganiom dotyczącym obciążenia wind towarowych od 2T do 50T dzięki różnym schematom przełożenia trakcji, z maksymalną prędkością do 3 m/s. Są w pełni zdolne do spełnienia wymagań dotyczących transportu windami towarowymi w różnych parkach przemysłowych, a także mogą zapewnić klientom kompleksową i bezproblemową selekcję. Nidec KDS zawsze kierował się filozofią biznesową „Najpierw jakość, sukces klienta”. W przyszłym rozwoju rynku będziemy współpracować z klientami, aby zapewnić więcej lepszych rozwiązań dla „górnych pomieszczeń przemysłowych”.