Cómo seleccionar máquinas de tracción para ascensores de carga en edificios de fábricas de varios pisos

Abstracto:Con el fin de ahorrar terreno, la promoción de operaciones industriales en edificios de gran altura (denominados "arriba industrial") ha sido una dirección de política nacional en los últimos años. Basado en los requisitos para ascensores (montacargas) bajo la iniciativa "Industrial Upstairs" y la tendencia de desarrollo de montacargas en los últimos años, este artículo presenta puntos de vista sobre cómo las máquinas de tracción pueden adaptarse mejor al desarrollo de montacargas de gran tonelaje y alta velocidad, con el objetivo de proporcionar referencias y asistencia relevantes para los fabricantes integrales de ascensores.

Palabras clave:Industrial Arriba; montacargas; eficiencia del transporte; capacidad de tracción; capacidad de sobrecarga; capacidad de frenado; esquema electromagnético; Conservación de energía y protección del medio ambiente.

1. Tendencia interna de transformación de edificios industriales

En los últimos años, con la continua expansión de la escala del desarrollo urbano, los recursos de tierra se han vuelto cada vez más escasos y la oferta de suelo industrial ha sido escasa. El modelo tradicional de desarrollo fabril ha impuesto una mayor presión a las empresas para obtener espacio para la supervivencia industrial. Al mismo tiempo, las industrias emergentes que caracterizan la integración transfronteriza de altas y nuevas tecnologías tienen mayores requisitos para el entorno espacial de producción e I+D, así como para los estándares de construcción de fábricas.

En este contexto, ha surgido una nueva tendencia de "arriba industrial" en las regiones del delta del río Perla y del delta del río Yangtze, donde la base industrial está relativamente desarrollada. "Industrial Upstairs" también se conoce como fábricas de rascacielos, fábricas verticales o fábricas aéreas. Básicamente, se trata de edificios industriales de gran altura. Generalmente, "Industrial arriba" significa trasladar equipos de producción con un peso relativamente liviano y baja vibración a pisos altos para realizar un desarrollo tridimensional. Este concepto fue propuesto por primera vez por Shenzhen, que reubicó en rascacielos los vínculos de I+D y producción de industrias de alto nivel, como la nueva generación de tecnología de la información y la inteligencia artificial. Derivado de la integración de la industria y la ciudad, así como de la renovación urbana, este modelo no sólo crea una gran cantidad de espacios de fábrica para parques empresariales, mejorando efectivamente la proporción de parcelas y la eficiencia de utilización, sino que también fuerza el ajuste de la estructura industrial y la transformación empresarial, aliviando la contradicción entre el desarrollo económico y la escasez de tierra.

Por lo tanto, las fábricas de parques industriales recientemente planificadas suelen ser fábricas de gran altura con una altura superior a 24 metros o un número de pisos de 6 o más. Estas fábricas de gran altura requieren soporte de ascensores de alta velocidad y gran tonelaje para satisfacer las necesidades de transporte vertical de las fábricas. (La siguiente imagen muestra un ejemplo de vista externa de un parque industrial moderno en una región determinada).

2. Cambios en los ascensores de carga para cumplir con los nuevos requisitos de fábrica

Para adaptarse al "arriba industrial" y resolver el cuello de botella del transporte vertical de las fábricas industriales de gran altura, el mercado nacional de montacargas ha sido testigo de los siguientes cambios:

Cambios en la capacidad de carga de los ascensores de carga

La demanda de ascensores con una capacidad de carga aumentada de los originales 2T-3T a 3T-5T, o incluso de tonelaje mayor, ha aumentado considerablemente. Las empresas nacionales de ascensores también han obtenido sucesivamente calificaciones para montacargas de 10T. Recientemente, una conocida marca de montacargas nacional lanzó un montacargas de 42T y obtuvo la certificación de prueba de tipo nacional relevante.

Cambios en la velocidad del ascensor de carga

La velocidad estándar de un ascensor está determinada por factores como el tipo de ascensor, la altura del piso y la capacidad de carga. Generalmente, cuanto más alto sea el piso y mayor sea la carga, mayor será la velocidad del ascensor. En el pasado, debido a la altura relativamente baja del suelo de las fábricas, la velocidad de la mayoría de los montacargas se seleccionaba en el rango de 0,25 m/s - 0,63 m/s. Con el aumento continuo de la altura del piso de la fábrica, la altura de elevación de los montacargas ha aumentado y la velocidad del ascensor también se ha incrementado a 0,5 m/s - 1 m/s o incluso más para mejorar la eficiencia del transporte.

Cambios en los estándares nacionales de seguridad de ascensores

a. Hace varios años, la norma nacional agregó requisitos para la Protección contra movimientos involuntarios de cabinas de ascensores (UCMP). Los productos de montacargas equipados con máquinas de tracción con engranaje helicoidal deben estar equipados adicionalmente con pinzas para cables o pinzas para poleas para cumplir con este requisito estándar; mientras que las máquinas de tracción síncrona de imanes permanentes pueden utilizar directamente sus propios frenos como componentes ejecutivos, lo que facilita aún más la aplicación de máquinas de tracción síncrona de imanes permanentes en montacargas.

b. Se anula la exención para el sector de los ascensores de coches

• En la versión anterior de la norma nacional GB 7588-2003, la sección 8.2.2 estipulaba que el área de los montacargas podía relajarse adecuadamente bajo la condición de "control efectivo".

• La nueva versión de la norma nacional GB 7588.1-2020 (en adelante, la "Nueva Norma Nacional") ha eliminado la disposición de exención en GB 7588-2003 que permite que el área de los ascensores de automóviles que exceda la norma esté bajo "control efectivo". Es decir, según la Nueva Norma Nacional, los montacoches también deben configurarse de acuerdo con el área y capacidad de carga correspondiente a los montacargas estándar.

• Como resultado, los edificios que originalmente configuraban ascensores para automóviles pequeños de 3T (con área excesiva) según el antiguo estándar ahora solo pueden configurarse con ascensores de 10T o más de acuerdo con el Nuevo Estándar Nacional.

3. Requisitos para la conservación de la energía verde y la protección del medio ambiente

Los motores síncronos de imanes permanentes se caracterizan por su alta eficiencia, conservación de energía, protección ambiental y alta rentabilidad. En comparación con los motores de inducción tradicionales, los motores síncronos de imanes permanentes tienen una mayor eficiencia, lo que ahorra aproximadamente un 20-30 % en el consumo de energía. Esto se debe a que los motores síncronos de imán permanente adoptan excitación de imán permanente, lo que reduce el flujo de fuga y la pérdida de hierro, mejorando aún más la eficiencia. Esta característica de alta eficiencia es de gran importancia para las industrias modernas, el transporte y otros campos, ya que puede reducir significativamente el consumo de energía y mejorar la eficiencia de la producción. El autor predice que en el futuro, las máquinas de tracción síncronas de imanes permanentes seguirán ocupando aún más la cuota de mercado de las máquinas de tracción de engranajes helicoidales y se convertirán en la aplicación principal en los ascensores de carga.

4. Ventajas de las máquinas de tracción para ascensores de carga Nidec KDS

a. Cobertura y segmentación del mercado más precisa y amplia

Nidec KDS está ubicado en el distrito de Shunde, ciudad de Foshan, el área central del Gran Área de la Bahía, que está a la vanguardia del mercado "Industrial Upstairs". Para satisfacer la demanda del mercado de montacargas en edificios de gran altura, Nidec KDS ya ha planificado completamente un plan de desarrollo de productos para reemplazar las máquinas de tracción de tornillo sin fin originales con máquinas de tracción síncrona de imanes permanentes sin engranajes ya en 2017, con el fin de satisfacer las necesidades de aplicación del mercado de montacargas. Los modelos de máquinas de tracción para montacargas Nidec KDS cubren una gama completa desde 2T hasta 50T, en función de diferentes relaciones de tracción y velocidades. Las relaciones de tracción flexibles pueden satisfacer las diversas necesidades de diseño de los clientes, permitiéndoles seleccionar más fácilmente máquinas de tracción rentables adecuadas para sus aplicaciones.

Gama de productos de máquinas de tracción para ascensores de carga Nidec KDS

b. Procesos de diseño estrictos para garantizar la confiabilidad y seguridad de los esquemas y aplicaciones de diseño

1. Diseño de capacidad de tracción y factor de seguridad del cable metálico

Las máquinas de tracción de montacargas generalmente adoptan una relación de tracción de 4:1 o incluso superior. Además, el coche es relativamente ligero, lo que puede provocar una capacidad de tracción insuficiente. Por lo tanto, es necesario calcular y verificar en función de la configuración del ascensor.

Generalmente existen dos soluciones:

• (1) Adoptar una ranura en forma de U: un ángulo de muesca mayor β puede mejorar la capacidad de tracción.

• (2) Adoptar una ranura con muesca en forma de V: es necesario considerar la coincidencia entre el ángulo de la muesca β y el ángulo de la ranura γ, y la ranura del cable no requiere tratamiento de endurecimiento (para reducir costos), mientras se calcula el factor de seguridad del cable. Debido al gran número de poleas de retorno en los montacargas, se requiere que el cable tenga un factor de seguridad más alto. La adopción de tipos de ranuras especiales para satisfacer la capacidad de tracción, junto con el cambio en el número equivalente de poleas de tracción con ranuras en forma de V especificadas en GB/T 7588.2-2020, da como resultado un factor de seguridad requerido más alto para el cable.

2. Requisitos de capacidad de frenado, capacidad de sobrecarga y eficiencia energética

Los montacargas generalmente tienen una altura de elevación relativamente pequeña y un ciclo de trabajo bajo, por lo que generan relativamente poco calor. Algunas personas tienden a diseñar máquinas de tracción para ascensores de carga basadas en máquinas de tracción para ascensores de pasajeros, pero tales cambios de diseño generarán una serie de problemas. Por ejemplo, si los materiales electromagnéticos se reducen sobre la base del alto ciclo de trabajo original, es fácil provocar una capacidad de sobrecarga y una eficiencia energética insuficientes; alternativamente, si se utiliza como reemplazo un modelo de carga pequeña con un ciclo de trabajo alto, la carga del eje, el número de cables, la capacidad de frenado, la capacidad de sobrecarga y la eficiencia energética pueden no cumplir con los requisitos.

Por lo tanto, al diseñar máquinas de tracción para montacargas, se deben evaluar los factores anteriores y, si es necesario, el desarrollo y diseño del producto deben llevarse a cabo nuevamente de acuerdo con los requisitos especiales de las máquinas de tracción para montacargas.

3. Par de frenado dinámico

De acuerdo con los requisitos de las especificaciones de tipo y las normas de inspección, cuando el freno de la máquina de tracción sirve como componente de desaceleración del dispositivo de protección contra exceso de velocidad ascendente de la cabina o como componente de parada del dispositivo de protección de movimiento involuntario de la cabina, el ascensor deberá estar equipado con dispositivos de frenado adicionales. En circunstancias normales, las máquinas de tracción síncronas de imanes permanentes adoptan el frenado dinámico (cortocircuitando los devanados del motor) como solución, pero cabe señalar que el diseño electromagnético y estructural de la máquina de tracción debe poder resistir el impacto del frenado dinámico.

Debido a la pequeña cantidad de calor generada, las máquinas de tracción de los montacargas utilizan menos materiales electromagnéticos, lo que puede provocar un par de frenado dinámico insuficiente. En este caso, el problema debería resolverse aumentando la densidad de flujo del entrehierro. Bajo la condición de los mismos materiales electromagnéticos, el par de frenado dinámico de los devanados concentrados es menor que el de los devanados distribuidos y es más difícil de mejorar. Por lo tanto, es necesario utilizar herramientas de análisis de elementos finitos del campo electromagnético para optimizar el esquema electromagnético. El par de frenado dinámico del prototipo se prueba mediante pruebas de tipo, y el par de frenado dinámico de las máquinas de tracción producidas en serie se garantiza mediante el control EMF (fuerza electromotriz).

4. Calidad de los Dispositivos de Carga y Descarga

Las máquinas de tracción para montacargas tienen una gran capacidad de carga y requieren una mayor carga en el eje que las máquinas de tracción convencionales, lo que significa que necesitan una mayor fuerza de tracción y poleas de tracción más resistentes al desgaste durante el funcionamiento a alta velocidad. El último GB/T 7588.1-2020 estipula que al adoptar 5.4.2.2.1(b) (es decir, considerar la masa del dispositivo de carga y descarga y la carga nominal por separado), se plantean requisitos más altos para la carga del eje de la máquina de tracción, la capacidad de frenado (especialmente cuando el freno sirve como componente ejecutivo para la protección contra movimientos involuntarios del automóvil) y la capacidad de tracción, que deben calcularse y verificarse de forma independiente.

do. Optimización de costos y esquemas electromagnéticos.

Nidec KDS utiliza software avanzado para realizar análisis de elementos finitos para el diseño de resistencia mecánica y campo electromagnético. Esto optimiza y mejora la resistencia de la máquina de tracción, equilibra la optimización del rendimiento con la competitividad de costos y acorta significativamente el ciclo de I+D de la máquina de tracción.

• Análisis de elementos finitos de campos electromagnéticos.

• Análisis de elementos finitos de resistencia mecánica.

◦ Base de la máquina

◦ Centro

Para alinearse con la estrategia nacional de "Industrial Upstairs" y la dirección general de conservación de energía y protección ambiental, los fabricantes integrales de ascensores adoptan máquinas de tracción síncrona de imanes permanentes de alta eficiencia y ahorro de energía en sus diseños. Esto garantiza un rendimiento estable y confiable del ascensor integral, un funcionamiento suave, una alta eficiencia de transporte, conservación de energía y protección del medio ambiente. Las máquinas de tracción de la serie de montacargas Nidec KDS pueden cubrir los requisitos de carga de montacargas desde 2T hasta 50T a través de diferentes esquemas de relación de tracción, con una velocidad máxima de hasta 3m/s. Son totalmente capaces de cumplir con los requisitos de transporte en montacargas de varios parques industriales y también pueden brindar a los clientes una experiencia de selección integral y sin complicaciones. Nidec KDS siempre se ha adherido a la filosofía empresarial de "La calidad primero, el éxito del cliente". En el futuro desarrollo del mercado, trabajaremos junto con los clientes para brindar más y mejores soluciones para "Industrial Upstairs".