Hur man väljer dragmaskiner för godshissar i fabriksbyggnader med flera våningar

Abstrakt:För att spara mark har främjande av industriverksamhet i höghus (kallad "Industriell övervåning") varit en nationell politisk riktning de senaste åren. Baserat på kraven på hissar (godshissar) under initiativet "Industriell övervåning" och utvecklingstrenden för godshissar under de senaste åren, presenterar detta dokument synpunkter på hur dragmaskiner bättre kan anpassa sig till utvecklingen av godshissar med stor tonnage och höghastighetståg, i syfte att tillhandahålla relevanta referenser och hjälp för tillverkare av hissintegrerade tillverkare.

Nyckelord:Industriell på övervåningen; godshiss; transporteffektivitet; dragkapacitet; överbelastningskapacitet; bromskapacitet; elektromagnetiskt schema; energibesparing och miljöskydd

1. Inhemsk trend för omvandling av fabriksbyggnader

Under de senaste åren, med den kontinuerliga expansionen av stadsutvecklingsskalan, har markresurserna blivit alltmer knappa och tillgången på industrimark har varit en bristvara. Den traditionella fabriksutvecklingsmodellen har lagt större press på företagen att få utrymme för industriell överlevnad. Samtidigt har framväxande industrier med gränsöverskridande integration av hög och ny teknik högre krav på den rumsliga miljön för produktion och FoU samt fabrikskonstruktionsstandarder.

Mot denna bakgrund har en ny trend med "Industriell övervåning" uppstått i regionerna Pearl River Delta och Yangtze River Delta, där den industriella grunden är relativt utvecklad. "Industrial Upstairs" är också känd som skyskrapafabriker, vertikala fabriker eller flygfabriker. I huvudsak avser det höghus industribyggnader. Generellt betyder "Industriell övervåning" att produktionsutrustning med relativt låg vikt och låg vibration flyttas till höga golv för att realisera tredimensionell utveckling. Detta koncept föreslogs först av Shenzhen, som flyttade FoU- och produktionslänkarna för avancerade industrier som den nya generationen informationsteknologi och artificiell intelligens till skyskrapor. Denna modell, som härrör från integrationen av industri och stad såväl som stadsförnyelse, skapar inte bara ett stort antal fabriksutrymmen för företagsparker, vilket effektivt förbättrar förhållandet mellan tomter och utnyttjandeeffektivitet, utan tvingar också fram industriell strukturanpassning och företagsomvandling, vilket minskar motsättningen mellan ekonomisk utveckling och markbrist.

Därför är nyplanerade industriparksfabriker vanligtvis höghusfabriker med en höjd över 24 meter eller ett golvantal på 6 eller mer. Sådana höghusfabriker kräver stöd för höghastighets- och stortonnagehissar för att möta fabrikernas vertikala transportbehov. (Bilden nedan visar ett externt exempel på en modern industripark i en viss region.)

2. Ändringar i frakthissar för att möta nya fabrikskrav

För att anpassa sig till "Industrial Upstairs" och lösa den vertikala transportflaskhalsen i höghus industrifabriker, har den inhemska frakthissmarknaden sett följande förändringar:

Ändringar av lastkapacitet för godshiss

Efterfrågan på hissar med lastkapacitet ökat från den ursprungliga 2T-3T till 3T-5T, eller ännu större tonnage, har ökat kraftigt. Inhemska hissföretag har också successivt erhållit kvalifikationer för 10T godshissar. Nyligen har ett välkänt varumärke för inhemska frakthissar lanserat en 42T godshiss och erhållit relevant nationell typtestcertifiering.

Förändringar i godshisshastighet

Standardhastigheten för en hiss bestäms av faktorer som hisstyp, golvhöjd och lastkapacitet. Generellt gäller att ju högre golvet är och ju större lasten är, desto högre kan hisshastigheten vara. Tidigare, på grund av den relativt låga golvhöjden på fabriker, valdes hastigheten för de flesta godshissar i intervallet 0,25 m/s - 0,63 m/s. Med den kontinuerliga ökningen av fabriksgolvhöjden har lyfthöjden för godshissar blivit högre, och hisshastigheten har också ökat till 0,5 m/s - 1 m/s eller ännu högre för att förbättra transporteffektiviteten.

Förändringar i nationella hisssäkerhetsstandarder

a. För flera år sedan lade den nationella standarden till krav på hissskydd för oavsiktlig bilrörelse (UCMP). Godshissprodukter utrustade med dragmaskiner för snäckväxel måste dessutom vara utrustade med lingripare eller skivgripare för att uppfylla detta standardkrav; medan permanentmagnet synkrona dragmaskiner direkt kan använda sina egna bromsar som verkställande komponenter, vilket ytterligare underlättar användningen av permanent magnet synkron traktionsmaskiner i godshissar.

b. Dispensen för området bilhissar har upphävts

• I den gamla versionen av den nationella standarden GB 7588-2003, föreskrev avsnitt 8.2.2 att området för godshissar kunde avslappnas på lämpligt sätt under villkoret av "effektiv kontroll".

• Den nya versionen av den nationella standarden GB 7588.1-2020 (hädanefter kallad "New National Standard") har tagit bort undantagsbestämmelsen i GB 7588-2003 som tillåter området med hissar för bilar som överskrider standarden under "effektiv kontroll". Det vill säga att enligt New National Standard ska även hissar för bilar konfigureras i enlighet med den yta och lastkapacitet som motsvarar vanliga godshissar.

• Som ett resultat kan byggnader som ursprungligen konfigurerade hissar för små bilar vid 3T (med för stor yta) enligt den gamla standarden nu endast konfigureras med hissar på 10T eller högre i enlighet med New National Standard.

3. Krav på grön energibesparing och miljöskydd

Permanentmagnet synkronmotorer har hög effektivitet, energibesparing, miljöskydd och hög kostnadseffektivitet. Jämfört med traditionella induktionsmotorer har permanentmagnetsynkronmotorer högre effektivitet, vilket sparar energiförbrukning med cirka 20-30%. Detta beror på att synkronmotorer med permanentmagneter använder permanentmagnetexcitering, vilket minskar läckageflödet och järnförlusten, vilket ytterligare förbättrar effektiviteten. Denna högeffektiva funktion är av stor betydelse för modern industri, transport och andra områden, eftersom den avsevärt kan minska energiförbrukningen och förbättra produktionseffektiviteten. Författaren förutspår att i framtiden kommer synkrona dragmaskiner med permanentmagnet att fortsätta att ytterligare uppta marknadsandelen för dragmaskiner för snäckväxel och bli den vanliga applikationen i godshissar.

4. Fördelar med Nidec KDS frakthissmaskiner

a. Mer exakt och omfattande marknadssegmentering och täckning

Nidec KDS är beläget i Shunde District, Foshan City, kärnområdet i Greater Bay Area, som ligger i framkant av marknaden "Industrial Upstairs". För att möta marknadens efterfrågan på godshissar i höghus har Nidec KDS redan fullt ut planerat en produktutvecklingsplan för att ersätta de ursprungliga snäckväxeltraktionsmaskinerna med växellösa permanentmagnet synkrontraktionsmaskiner redan 2017, för att möta applikationsbehoven på godshissmarknaden. Nidec KDS produktmodeller för frakthisstraktionsmaskiner täcker ett komplett utbud från 2T till 50T, baserat på olika dragkraftsförhållanden och hastigheter. De flexibla dragkraftsförhållandena kan möta kundernas olika designbehov, vilket gör att de lättare kan välja kostnadseffektiva dragmaskiner som passar deras applikationer.

Produktsortiment av Nidec KDS frakthisstraktionsmaskiner

b. Strikta designprocesser för att säkerställa tillförlitligheten och säkerheten för designscheman och applikationer

1. Design av dragkapacitet och vajersäkerhetsfaktor

Transportmaskiner för godshiss använder i allmänhet ett dragförhållande på 4:1 eller ännu högre. Dessutom är bilen relativt lätt, vilket kan leda till otillräcklig dragförmåga. Därför är det nödvändigt att beräkna och verifiera baserat på hisskonfigurationen.

Det finns i allmänhet två lösningar:

• (1) Använd ett U-format spår: en större skårvinkel β kan förbättra dragkapaciteten.

• (2) Anta ett skårat V-format spår: det är nödvändigt att överväga matchningen mellan skårvinkeln β och rännvinkeln γ, och repspåret kräver ingen härdningsbehandling (för att minska kostnaderna), samtidigt som säkerhetsfaktorn för stållinan beräknas. På grund av det stora antalet returskivor i godshissar krävs att stållinan har en högre säkerhetsfaktor. Antagandet av speciella spårtyper för att möta dragkapaciteten, tillsammans med förändringen i det ekvivalenta antalet V-formade spårdrivskivor som specificeras i GB/T 7588.2-2020, resulterar i en högre erforderlig säkerhetsfaktor för stållinan.

2. Krav på bromskapacitet, överlastkapacitet och energieffektivitet

Godshissar har i allmänhet en relativt liten lyfthöjd och låg arbetscykel, så de genererar relativt lite värme. Vissa människor tenderar att designa lasthisstraktionsmaskiner baserade på passagerarhisstraktionsmaskiner, men sådana designförändringar kommer att leda till en rad problem. Till exempel, om elektromagnetiska material reduceras på grundval av den ursprungliga höga belastningscykeln, är det lätt att orsaka otillräcklig överbelastningskapacitet och energieffektivitet; alternativt, om en modell med liten last med hög arbetscykel används som ersättning, kan axelbelastningen, antalet vajer, bromskapacitet, överbelastningskapacitet och energieffektivitet inte uppfylla kraven.

Därför bör ovanstående faktorer utvärderas vid konstruktion av lasthisstraktionsmaskiner, och vid behov bör produktutveckling och design utföras igen i enlighet med de speciella kraven för frakthisstraktionsmaskiner.

3. Dynamiskt bromsmoment

Enligt kraven i typspecifikationer och inspektionsföreskrifter, när dragmaskinsbromsen fungerar som retardationskomponenten i bilens uppåtgående överhastighetsskydd eller stoppkomponenten för den oavsiktliga bilens rörelseskyddsanordning, ska hissen vara utrustad med ytterligare bromsanordningar. Under normala omständigheter använder permanentmagnet synkrona dragmaskiner dynamisk bromsning (genom att kortsluta motorlindningarna) som en lösning, men det bör noteras att den elektromagnetiska och strukturella designen av traktionsmaskinen bör kunna motstå påverkan av dynamisk bromsning.

På grund av den ringa mängden värme som genereras, använder lasthissmaskiner färre elektromagnetiska material, vilket kan leda till otillräckligt dynamiskt bromsmoment. I detta fall bör problemet lösas genom att öka luftgapets flödestäthet. Under tillståndet av samma elektromagnetiska material är det dynamiska bromsmomentet för koncentrerade lindningar mindre än det för distribuerade lindningar, och det är svårare att förbättra. Därför måste analysverktyg för ändliga element för elektromagnetiska fält användas för att optimera det elektromagnetiska schemat. Prototypens dynamiska bromsmoment testas genom typtester, och det dynamiska bromsmomentet för masstillverkade dragmaskiner säkerställs genom EMF-kontroll (elektromotorisk kraft).

4. Kvaliteten på lastnings- och lossningsanordningar

Transportmaskiner för godshissar har stor lastkapacitet och kräver en högre axelbelastning än konventionella dragmaskiner, vilket innebär att de behöver större dragkraft och mer slitstarka dragskivor under höghastighetsdrift. Den senaste GB/T 7588.1-2020 föreskriver att vid antagandet av 5.4.2.2.1(b) (dvs. med hänsyn till vikten av lastnings- och lossningsanordningen och den nominella lasten separat), ställs högre krav på traktionsmaskinens axelbelastning, bromskapacitet (särskilt när bromsen fungerar som avlastnings- och avlastningskapacitet), som måste beräknas och verifieras oberoende.

c. Optimering av kostnad och elektromagnetiskt schema

Nidec KDS använder avancerad programvara för att utföra finita elementanalys för design av elektromagnetiska fält och mekanisk styrka. Detta optimerar och förbättrar dragmaskinens styrka, balanserar prestandaoptimering med kostnadskonkurrenskraft och förkortar dragmaskinens FoU-cykel avsevärt.

• Finita elementanalys av elektromagnetiska fält

• Finita elementanalys av mekanisk hållfasthet

◦ Maskinbas

◦ Hub

För att anpassa sig till den nationella strategin för "Industrial Upstairs" och den allmänna riktningen för energibesparing och miljöskydd, antar tillverkare av hissintegrerade högeffektiva och energibesparande synkrona dragmaskiner med permanent magnet i sina konstruktioner. Detta säkerställer stabil och pålitlig prestanda för den inbyggda hissen, smidig drift, hög transporteffektivitet, energibesparing och miljöskydd. Nidec KDS traktionsmaskiner i frakthissserien kan täcka lastkraven för godshissar från 2T till 50T genom olika dragkraftsförhållandescheman, med en maximal hastighet på upp till 3m/s. De är fullt kapabla att möta kraven på transport av godshissar i olika industriparker och kan också ge kunderna en one-stop och problemfri valupplevelse. Nidec KDS har alltid hållit fast vid affärsfilosofin "Kvalitet först, kundframgång". I den framtida marknadsutvecklingen kommer vi att arbeta tillsammans med kunderna för att tillhandahålla fler och bättre lösningar för "Industriell Upstairs".