Selección de máquina de tracción y diseño de cuadro para renovación de elevadores antiguos

1. Antecedentes de renovación de los ascensores antiguos

Con el rápido desarrollo del mercado inmobiliario de China, el número de ascensores en el servicio ha aumentado significativamente. Con el tiempo, muchos ascensores antiguos han excedido su vida útil, enfrentando problemas como el envejecimiento del equipo, la disminución del rendimiento de seguridad, la baja eficiencia operativa y el mal funcionamiento frecuente, que aportan grandes inconvenientes a la vida de los residentes. La renovación de los viejos ascensores no solo mejora su seguridad y confiabilidad, mejora la experiencia de conducción, sino que también aumenta el valor general de los edificios. Los datos de la Asociación de Elevadores de China también muestran que los ascensores existentes del país están ingresando gradualmente el ciclo de reemplazo; Una gran cantidad de viejos ascensores requieren renovación y renovación cada año, y esta tendencia continuará.

La modernización del ascensor no es una reparación simple, sino una realización de la modernización o reemplazo del ascensor. Incluye específicamente:

• El cumplimiento de los últimos estándares de seguridad para mejorar en gran medida la seguridad y la estabilidad de los ascensores. Por ejemplo, agregando protección de exceso de velocidad hacia arriba y funciones de protección del movimiento no deseado del automóvil.

• Comodidad mejorada del automóvil: el nuevo sistema adopta la unidad de inversores para reducir el impacto cuando el ascensor comienza y se detiene, lo que hace que el viaje sea más cómodo.

• Bajo ruido: el uso de máquinas de tracción sin engranajes elimina el ruido de la caja de cambios; La adopción de la unidad de frecuencia variable reduce el ruido durante la operación de baja velocidad.

• Conservación de energía y protección del medio ambiente: las máquinas de tracción sincrónicas sin engranaje de imán permanente utilizan un impulso de frecuencia variable, logrando mejores efectos de ahorro de energía. Además, no usan aceite lubricante en la caja de cambios, lo que los hace más amigables con el medio ambiente.

• Mejora eficiencia operativa y calidad del edificio: la renovación de los ascensores mejora su confiabilidad, y la aplicación de tecnologías de control más avanzadas, como el control del grupo, mejora significativamente la eficiencia operativa de los ascensores.

2. Discusión sobre factores de influencia del diseño de renovación

Como el equipo de potencia central de un elevador, la máquina de tracción afecta directamente el rendimiento operativo, la seguridad y la comodidad del elevador. El marco proporciona soporte estable para la máquina de tracción para garantizar su funcionamiento normal. Por lo tanto, la selección de la máquina de tracción y el diseño de renovación de cuadros son enlaces clave en la renovación de los elevadores antiguos.

En la selección de máquinas de tracción y el diseño de la renovación de marco, generalmente se consideran los siguientes tres factores influyentes principales: tipo de máquina de tracción, relación de suspensión y diámetro de tracción con el diámetro de la polea.

2.1 Tipo de máquina de tracción

Si reemplazar una máquina de tracción engranada con una sin engranaje requiere un análisis integral basado en sus respectivas características.

Características de las máquinas de tracción engranadas:

• Fuerte compatibilidad: la nueva máquina de tracción engranada es altamente compatible con muchos componentes del elevador original, eliminando la necesidad de modificaciones estructurales mecánicas y eléctricas a gran escala.

• Baja dificultad de instalación: dado que no hay necesidad de transformación a gran escala de estructuras de edificios, como salas de máquinas y pilotos, los costos de construcción e instalación durante el proceso de renovación pueden controlarse de manera efectiva.

• Baja de confiabilidad y carga de trabajo de alto mantenimiento: las máquinas de tracción engranadas tienen estructuras mecánicas complejas, como cajas de cambios, por lo que el sistema de transmisión es propenso a fallas (por ejemplo, desgaste de engranajes, rotura, malla deficiente). Se requieren inspecciones regulares de las condiciones de desgaste y la adición de aceite lubricante para garantizar su funcionamiento normal.

• Se requiere una evaluación de costos integral: las máquinas de tracción engranadas suelen ser más baratas, pero las espanteras de cuerda deben agregarse para cumplir con los requisitos de protección de sobrevelocidad hacia arriba y protección del movimiento no deseado del automóvil.

Diagrama de la pinza de cuerda

Características de las máquinas de tracción sincronas sincronas por imán permanentes:

• Bajo consumo de energía: las máquinas de tracción sincrónicas sin engranaje de imán permanente no tienen enlaces de transmisión intermedios, como cajas de cambios, reduciendo la pérdida de energía durante la transmisión de energía. En comparación con los sistemas de accionamiento de engranajes tradicionales, en las mismas condiciones de carga y operación, su consumo de energía se reduce significativamente, lo que alcanza un ahorro de energía de aproximadamente 30% - 45%.

• Operación estable: el uso de máquinas de tracción sincrónicas sin engranaje de imán permanente requiere un reemplazo simultáneo del sistema de control. Este sistema utiliza la unidad del inversor y realiza el control del vector a través de la señal de posición del codificador, lo que resulta en una pequeña onda de par y una velocidad estable. Proporciona potencia de funcionamiento estable para el elevador, reduce la vibración y la sacudida durante la operación del elevador, y mejora la comodidad de conducción. Al mismo tiempo, tiene una respuesta dinámica rápida y precisa y una fuerte adaptabilidad a los cambios de carga, asegurando que el elevador mantenga una buena curva de velocidad y la precisión de nivelación en diferentes condiciones de carga.

• Bajo ruido: debido a la ausencia de ruido generado por la malla de engranajes y la rotación de alta velocidad, así como el diseño optimizado del motor en sí, el ruido de las máquinas de tracción sincronásas sincronizas de imán permanentes durante la operación es significativamente más bajo que el de las máquinas de tracción engranadas. Esta ventaja es particularmente prominente durante la operación de baja velocidad, creando un entorno operativo tranquilo para el ascensor y reduciendo la interferencia de ruido al entorno circundante.

• Tamaño pequeño y peso ligero: la estructura compacta de las máquinas de tracción sincrónicas sin engranaje del imán permanente (con cajas de engranajes eliminadas) reduce en gran medida el tamaño general y el peso del motor. Para el equipo de ascensor, esto no solo ahorra espacio de instalación, sino que también reduce la carga de carga del edificio.

Máquina de tracción sincronizada sincronizada por imán permanente

2.2 Relación de suspensión

En general, la relación de suspensión permanece sin cambios durante la renovación del ascensor. Desde la perspectiva del diseño y la instalación, no hay necesidad de un trabajo complejo relacionado con el cambio de la relación de suspensión, lo que reduce la inversión de mano de obra y materiales en el proceso de renovación y reduce el costo de renovación.

• Impacto en la estructura del edificio: una relación de suspensión sin cambios significa cambios mínimos en el diseño general y las condiciones de estrés del elevador. La estructura de la sala de máquinas puede permanecer básicamente sin cambios, sin la necesidad de modificar la capacidad de carga de la sala de máquinas o realizar renovaciones, como agujeros de perforación en el piso de la sala de máquinas. Por ejemplo, en algunos edificios antiguos, la integridad estructural de las salas de máquinas y los pilotos ya es relativamente débil; Los agujeros de reducción de rallas pueden requerir cortar las barras de acero en el piso de la sala de máquinas, lo que lleva a muchos riesgos de seguridad incontrolables.

• Bajo costo de renovación: solo la máquina de tracción y el marco correspondiente deben ser reemplazados, sin ajustes importantes en la estructura mecánica existente, manteniendo así el diseño mecánico original del sistema de elevador. No es necesario reemplazar los componentes relacionados con la relación de suspensión, como las guías adicionales, las cuerdas de acero, los marcos de automóviles, los marcos de contrapeso y los marcos de cabezal de la cuerda, lo que ahorra directamente el costo de adquisición de estos componentes.

En algunos casos especiales, es necesario cambiar la relación de suspensión. Tomando el cambio de suspensión 1: 1 a la suspensión 2: 1 como ejemplo, deben considerarse los siguientes factores:

• Estructura del edificio: con la premisa de garantizar la seguridad de la estructura del edificio, se deben perforar nuevos agujeros en el piso de la sala de máquinas, y las vigas de carga de la máquina de tracción deben reorganizarse para instalar los marcos de cabezales del automóvil y contrapeso, mientras se aseguran de que cumplan con los requisitos de carga.

• Diseño del ascensor: no solo la máquina de tracción y el marco correspondiente deben reemplazarse en la sala de máquinas del elevador, sino que el diseño del marco en la sala de máquinas también requiere agregar placas de cabeza de cuerda para automóvil y contrapeso. Además, las espías de retorno deben agregarse en el automóvil y las posiciones de contrapeso dentro del elevador.

• Costo de adquisición: dado que la mayoría de los ascensores nuevos en el mercado actualmente adoptan 2: 1 Máquinas de tracción sincrónicas sincrónicas de Magnet permanente, el precio de este tipo de máquina de tracción es relativamente bajo, y el rango opcional (capacidad de carga, velocidad, diámetro de tracción, etc.) también es más ancho.

• Vida útil de la cuerda de acero: el aumento en el número de caradas de retorno conducirá a una mayor flexión de las cuerdas de acero, lo que afectará en gran medida la vida útil de las cuerdas de acero.

• Espacio en la parte superior y en boxes de Hoistway: la adición de las caradas de retorno en el automóvil y las posiciones de contrapeso requiere un recalculación para garantizar suficiente espacio en la parte superior del Hoistway y en el pozo, para garantizar la seguridad personal de los trabajadores.

• Riesgos de seguridad: la adición de las poleas de rendimiento aumentará el riesgo de fallas, como el descarrilamiento de la cuerda de acero y la falla del rodamiento.

• Ruido: las caradas de retorno en el automóvil y las posiciones de contrapeso, como componentes giratorios, aumentarán el ruido dentro del automóvil; Al mismo tiempo, debido a la miniaturización de la máquina de tracción, el ruido generado por el funcionamiento de la máquina de tracción (como el ruido del viento, el ruido electromagnético y la vibración mecánica) se puede reducir teóricamente.

      

Diagrama del método de suspensión 1: 1 

       Diagrama del método de suspensión 2: 1

2.3 Diámetro de la polea de tracción

Aunque la máquina de tracción y el marco aún deben reemplazarse cuando el diámetro de la polea de tracción permanece sin cambios, el diseño original de la sala de máquinas se puede mantener básicamente. Esto evita los desajustes entre las cuerdas de acero, la polea de tracción y las poleas guías causadas por los ajustes de diseño.

En proyectos de renovación reales, el diámetro de la polea de tracción puede necesitar cambiarse debido a los siguientes factores:

• Fuerza de tracción y vida útil de la cuerda de acero: los cambios en el diámetro de la polea de tracción afectarán la fuerza de tracción y la vida útil de las cuerdas de acero.

• Ajuste del diseño de la sala de máquinas: en algunos proyectos de renovación, el diseño del elevador debe ajustarse debido a los requisitos de instalación del equipo. Cambiar adecuadamente el diámetro de la polea de tracción puede lograr una mejor instalación y diseño en un espacio limitado, lo que hace que el sistema de ascensor sea más compacto. Sin embargo, es necesario verificar si el espacio en la sala de máquinas del elevador es suficiente para garantizar la posición de instalación de la polea de tracción, la brecha entre la polea de tracción y las estructuras circundantes, y el espacio requerido para el mantenimiento. Si el espacio de la sala de máquinas es limitado, el diseño del marco debe ser rediseñado, o incluso se debe seleccionar una máquina de tracción no estándar.

• Estandarización del diámetro de la polea de tracción: dado que no existe un estándar unificado para el diámetro de la polea de tracción, los ascensores renovados tienen diversos requisitos para los diámetros de tracción de las poleas. Al seleccionar las poleas de tracción con diámetros estándar del fabricante principal del motor, los costos de adquisición se pueden reducir y el ciclo de suministro puede acortarse.

2.4 Problemas comunes a considerar al cambiar la relación de suspensión o el diámetro de la polea de tracción:

• Cálculo de la fuerza de tracción: de acuerdo con los requisitos en la Sección 5.11 del nuevo GB/T 7588.2-2020 estándar, la fuerza de tracción debe recalcularse para garantizar que cumpla con los requisitos de seguridad del elevador en varias condiciones de trabajo (carga, frenado de emergencia, estancamiento, etc.). Para mejorar la fuerza de tracción, se pueden considerar los siguientes ajustes:

◦ Ajuste la configuración general del elevador para reducir la diferencia de tensión en ambos lados de la polea de tracción, como aumentar el peso del automóvil y agregar dispositivos de compensación.

◦ Ajuste el diseño del marco para aumentar el ángulo de envoltura, como maximizar el diámetro de la polea de tracción, agregar las caradas de guía de presentación de cuerdas y aumentar la altura central de la espada de tracción y guiar las poleas.

◦ Ajuste la forma del surco de la polea de tracción para aumentar el coeficiente de fricción equivalente, como aumentar el ángulo de la muesca inferior de la ranura y cambiar la ranura en forma de U a un surco en forma de V.

• Factor de seguridad de la cuerda de acero: de acuerdo con los requisitos en la Sección 5.12 del nuevo GB/T 7588.2-2020 estándar, el factor de seguridad de la cuerda de acero (SF) debe recalcularse. Si el factor de seguridad de la cuerda de acero es insuficiente, se pueden considerar ajustes, como modificar la forma de la ranura de la polea de tracción, reducir el número de curvas y evitar curvas inversas.

• Combustanza del sistema de alimentación: los parámetros del motor de transmisión, como la potencia, el par y la velocidad, deben repartirse para garantizar que el motor pueda proporcionar una potencia suficiente para conducir el elevador, mientras evita los desechos causados ​​por un diseño excesivo.

• Matricidad del par de frenado: durante la renovación del ascensor, el par de frenado debe ser suficiente pero no excesivo. Debe garantizar una desaceleración o detención confiable del ascensor en varias condiciones de trabajo (como la carga y el frenado de emergencia) para garantizar la seguridad de los pasajeros y mejorar la comodidad de conducción.

3. Resumen

Este artículo es un breve resumen basado en la práctica del mercado y la experiencia de los componentes del ascensor NIDEC en proyectos de renovación. El análisis de factores influyentes como el tipo de máquina de tracción, la relación de suspensión y el diámetro de la polea de tracción es útil para la selección de máquinas de tracción y el diseño de marcos en la renovación del ascensor. Para proyectos de renovación específicos, el personal técnico debe comunicarse completamente con los clientes para comprender detalles como el presupuesto del proyecto, el ciclo de entrega y la construcción de condiciones de sala de máquinas. Luego deben introducir las ventajas y desventajas de varios esquemas a los clientes en detalle, y el cliente determinará el esquema de renovación final.