Comment sélectionner des machines de traction pour les monte-charges dans les bâtiments d'usine à plusieurs étages

Abstrait:Afin d'économiser des terres, la promotion des opérations industrielles dans les immeubles de grande hauteur (appelés « Industrial Upstairs ») a été une orientation politique nationale ces dernières années. Sur la base des exigences relatives aux ascenseurs (montes-charges) dans le cadre de l'initiative « Industrial Upstairs » et de la tendance de développement des monte-charges au cours des dernières années, cet article présente des points de vue sur la manière dont les machines de traction peuvent mieux s'adapter au développement de monte-charges de grand tonnage et à grande vitesse, dans le but de fournir des références et une assistance pertinentes aux fabricants d'ascenseurs intégraux.

Mots-clés :Industriel à l’étage ; monte-charge; efficacité des transports; capacité de traction ; capacité de surcharge ; capacité de freinage; schéma électromagnétique; économie d'énergie et protection de l'environnement

1. Tendance nationale de la transformation des bâtiments d’usine

Ces dernières années, avec l'expansion continue de l'échelle du développement urbain, les ressources foncières sont devenues de plus en plus rares et l'offre de terrains industriels a été limitée. Le modèle traditionnel de développement des usines a imposé une plus grande pression sur les entreprises pour obtenir l’espace nécessaire à leur survie industrielle. Dans le même temps, les industries émergentes caractérisées par l’intégration transfrontalière de hautes et nouvelles technologies ont des exigences plus élevées en matière d’environnement spatial de production et de R&D ainsi qu’en matière de normes de construction d’usines.

Dans ce contexte, une nouvelle tendance de « l'étage industriel » est apparue dans les régions du delta de la rivière des Perles et du delta du fleuve Yangtze, où la base industrielle est relativement développée. « Industrial Upstairs » est également connu sous le nom d'usines de gratte-ciel, d'usines verticales ou d'usines aériennes. Essentiellement, il s’agit de bâtiments industriels de grande hauteur. Généralement, « Industrial Upstairs » signifie déplacer des équipements de production relativement légers et à faibles vibrations vers des étages élevés pour réaliser un développement tridimensionnel. Ce concept a été proposé pour la première fois par Shenzhen, qui a relocalisé les liens de R&D et de production d'industries haut de gamme telles que la nouvelle génération de technologies de l'information et d'intelligence artificielle dans des gratte-ciel. Dérivé de l'intégration de l'industrie et de la ville ainsi que de la rénovation urbaine, ce modèle crée non seulement un grand nombre d'espaces d'usine pour les parcs d'entreprises, améliorant ainsi efficacement le ratio de terrains et l'efficacité d'utilisation, mais force également l'ajustement de la structure industrielle et la transformation des entreprises, atténuant ainsi la contradiction entre le développement économique et la pénurie de terres.

Par conséquent, les usines nouvellement planifiées dans les parcs industriels sont généralement des usines de grande hauteur avec une hauteur supérieure à 24 mètres ou un nombre d'étages de 6 ou plus. De telles usines de grande hauteur nécessitent des ascenseurs à grande vitesse et de grand tonnage pour répondre aux besoins de transport vertical des usines. (L'image ci-dessous montre un exemple de vue externe d'un parc industriel moderne dans une certaine région.)

2. Modifications des monte-charges pour répondre aux nouvelles exigences des usines

Pour s'adapter à « l'étage industriel » et résoudre le goulot d'étranglement du transport vertical des usines industrielles de grande hauteur, le marché national des monte-charges a connu les changements suivants :

Modifications de la capacité de charge des monte-charges

La demande d'ascenseurs avec une capacité de charge augmentée du 2T-3T d'origine au 3T-5T, voire des tonnages plus importants, a fortement augmenté. Les entreprises nationales d'ascenseurs ont également successivement obtenu des qualifications pour les monte-charges 10T. Récemment, une marque nationale bien connue de monte-charges a lancé un monte-charge 42T et a obtenu la certification d'essai de type national pertinente.

Changements dans la vitesse des monte-charges

La vitesse standard d'un ascenseur est déterminée par des facteurs tels que le type d'ascenseur, la hauteur du sol et la capacité de charge. Généralement, plus l’étage est élevé et plus la charge est importante, plus la vitesse de l’ascenseur peut être élevée. Dans le passé, en raison de la hauteur de plancher relativement faible des usines, la vitesse de la plupart des monte-charges était sélectionnée dans la plage de 0,25 m/s à 0,63 m/s. Avec l'augmentation continue de la hauteur du sol de l'usine, la hauteur de levage des monte-charges est devenue plus élevée et la vitesse de l'ascenseur a également été augmentée jusqu'à 0,5 m/s - 1 m/s ou même plus pour améliorer l'efficacité du transport.

Modifications des normes nationales de sécurité des ascenseurs

un. Il y a plusieurs années, la norme nationale a ajouté des exigences en matière de protection contre les mouvements involontaires des cabines dans les ascenseurs (UCMP). Les produits de monte-charge équipés de machines de traction à engrenages à vis sans fin doivent être en outre équipés de pinces à câble ou de pinces à poulie pour répondre à cette exigence standard ; tandis que les machines de traction synchrone à aimant permanent peuvent utiliser directement leurs propres freins comme composants exécutifs, ce qui facilite encore l'application des machines de traction synchrone à aimant permanent dans les monte-charges.

b. L'exonération pour le domaine des ascenseurs pour voitures a été supprimée

• Dans l'ancienne version de la norme nationale GB 7588-2003, la section 8.2.2 stipulait que le domaine des monte-charges pouvait être assoupli de manière appropriée sous la condition d'un « contrôle effectif ».

• La nouvelle version de la norme nationale GB 7588.1-2020 (ci-après dénommée la « Nouvelle norme nationale ») a supprimé la disposition d'exemption de la norme GB 7588-2003 qui autorise la zone des ascenseurs pour voitures dépassant la norme sous « contrôle effectif ». Autrement dit, en vertu de la nouvelle norme nationale, les monte-voitures doivent également être configurés conformément à la superficie et à la capacité de charge correspondant aux monte-charges standard.

• En conséquence, les bâtiments qui configuraient initialement des ascenseurs pour petites voitures à 3T (avec surface excessive) selon l'ancienne norme ne peuvent désormais être configurés qu'avec des ascenseurs de 10T ou plus conformément à la nouvelle norme nationale.

3. Exigences en matière de conservation de l'énergie verte et de protection de l'environnement

Les moteurs synchrones à aimants permanents se caractérisent par un rendement élevé, des économies d'énergie, une protection de l'environnement et une rentabilité élevée. Par rapport aux moteurs à induction traditionnels, les moteurs synchrones à aimants permanents ont un rendement plus élevé, économisant ainsi la consommation d'énergie d'environ 20 à 30 %. En effet, les moteurs synchrones à aimant permanent adoptent une excitation à aimant permanent, ce qui réduit le flux de fuite et la perte de fer, améliorant ainsi encore l'efficacité. Cette fonctionnalité à haut rendement revêt une grande importance pour les industries modernes, les transports et d’autres domaines, car elle peut réduire considérablement la consommation d’énergie et améliorer l’efficacité de la production. L'auteur prédit qu'à l'avenir, les machines de traction synchrone à aimant permanent continueront d'occuper la part de marché des machines de traction à vis sans fin et deviendront l'application principale dans les monte-charges.

4. Avantages des machines de traction pour ascenseurs de fret Nidec KDS

un. Segmentation et couverture du marché plus précises et plus étendues

Nidec KDS est situé dans le district de Shunde, dans la ville de Foshan, la zone centrale de la région de la Grande Baie, qui est à l'avant-garde du marché « industriel à l'étage ». Pour répondre à la demande du marché pour les monte-charges dans les immeubles de grande hauteur, Nidec KDS a déjà entièrement planifié un plan de développement de produits pour remplacer les machines de traction à engrenages à vis sans fin d'origine par des machines de traction synchrones à aimant permanent sans engrenage dès 2017, afin de répondre aux besoins d'application du marché des monte-charges. Les modèles de machines de traction pour monte-charge Nidec KDS couvrent une gamme complète de 2T à 50T, basée sur différents rapports de traction et vitesses. Les rapports de traction flexibles peuvent répondre aux divers besoins de conception des clients, leur permettant de sélectionner plus facilement des machines de traction rentables adaptées à leurs applications.

Gamme de produits de machines de traction pour ascenseurs de fret Nidec KDS

b. Processus de conception stricts pour garantir la fiabilité et la sécurité des schémas de conception et des applications

1. Conception de la capacité de traction et du facteur de sécurité du câble métallique

Les machines de traction des monte-charges adoptent généralement un rapport de traction de 4:1 ou même plus. De plus, la voiture est relativement légère, ce qui peut entraîner une capacité de traction insuffisante. Par conséquent, il est nécessaire de calculer et de vérifier en fonction de la configuration de l'ascenseur.

Il existe généralement deux solutions :

• (1) Adopter une rainure en forme de U : un angle d'entaille β plus grand peut améliorer la capacité de traction.

• (2) Adopter une rainure entaillée en forme de V : il est nécessaire de prendre en compte la correspondance entre l'angle d'entaille β et l'angle de rainure γ, et la rainure du câble ne nécessite pas de traitement de durcissement (pour réduire les coûts), lors du calcul du facteur de sécurité du câble métallique. En raison du grand nombre de poulies de renvoi dans les monte-charges, le câble métallique doit avoir un facteur de sécurité plus élevé. L'adoption de types de rainures spéciaux pour répondre à la capacité de traction, ainsi que la modification du nombre équivalent de poulies de traction à rainure en forme de V spécifiées dans GB/T 7588.2-2020, entraînent un facteur de sécurité requis plus élevé pour le câble métallique.

2. Exigences en matière de capacité de freinage, de capacité de surcharge et d'efficacité énergétique

Les monte-charges ont généralement une hauteur de levage relativement faible et un faible cycle de service, ils génèrent donc relativement peu de chaleur. Certaines personnes ont tendance à concevoir des machines de traction pour monte-charges basées sur des machines de traction pour ascenseurs de passagers, mais de tels changements de conception entraîneront une série de problèmes. Par exemple, si les matériaux électromagnétiques sont réduits sur la base du cycle de service élevé d'origine, il est facile de provoquer une capacité de surcharge et une efficacité énergétique insuffisantes ; Alternativement, si un modèle à faible charge avec un cycle de service élevé est utilisé en remplacement, la charge sur l'arbre, le nombre de câbles métalliques, la capacité de freinage, la capacité de surcharge et l'efficacité énergétique peuvent ne pas répondre aux exigences.

Par conséquent, lors de la conception des machines de traction pour monte-charge, les facteurs ci-dessus doivent être évalués et, si nécessaire, le développement et la conception du produit doivent être refaits conformément aux exigences particulières des machines de traction pour monte-charge.

3. Couple de freinage dynamique

Conformément aux exigences des spécifications de type et des règlements d'inspection, lorsque le frein de la machine de traction sert de composant de décélération du dispositif de protection contre les survitesses ascendantes de la cabine ou de composant d'arrêt du dispositif de protection contre les mouvements involontaires de la cabine, l'ascenseur doit être équipé de dispositifs de freinage supplémentaires. Dans des circonstances normales, les machines de traction synchrones à aimants permanents adoptent le freinage dynamique (en court-circuitant les enroulements du moteur) comme solution, mais il convient de noter que la conception électromagnétique et structurelle de la machine de traction doit être capable de résister à l'impact du freinage dynamique.

En raison de la faible quantité de chaleur générée, les machines de traction des monte-charges utilisent moins de matériaux électromagnétiques, ce qui peut entraîner un couple de freinage dynamique insuffisant. Dans ce cas, le problème devrait être résolu en augmentant la densité de flux de l’entrefer. Dans les mêmes conditions de matériaux électromagnétiques, le couple de freinage dynamique des enroulements concentrés est inférieur à celui des enroulements distribués et il est plus difficile à améliorer. Par conséquent, des outils d’analyse par éléments finis du champ électromagnétique doivent être utilisés pour optimiser le schéma électromagnétique. Le couple de freinage dynamique du prototype est testé par des essais de type, et le couple de freinage dynamique des machines de traction produites en série est assuré par un contrôle de la force électromotrice (force électromotrice).

4. Qualité des dispositifs de chargement et de déchargement

Les machines de traction pour monte-charge ont une grande capacité de charge et nécessitent une charge sur l'arbre plus élevée que les machines de traction conventionnelles, ce qui signifie qu'elles ont besoin d'une plus grande force de traction et de poulies de traction plus résistantes à l'usure lors d'un fonctionnement à grande vitesse. Le dernier GB/T 7588.1-2020 stipule que lors de l'adoption de 5.4.2.2.1(b) (c'est-à-dire en considérant séparément la masse du dispositif de chargement et de déchargement et la charge nominale), des exigences plus élevées sont proposées pour la charge sur l'arbre de la machine de traction, la capacité de freinage (en particulier lorsque le frein sert de composant exécutif pour la protection contre les mouvements involontaires de la voiture) et la capacité de traction, qui doivent être calculées et vérifiées indépendamment.

c. Optimisation des coûts et des schémas électromagnétiques

Nidec KDS utilise un logiciel avancé pour effectuer une analyse par éléments finis pour la conception du champ électromagnétique et de la résistance mécanique. Cela optimise et améliore la résistance de la machine de traction, équilibre l'optimisation des performances avec la compétitivité des coûts et raccourcit considérablement le cycle de R&D de la machine de traction.

• Analyse par éléments finis des champs électromagnétiques

• Analyse par éléments finis de la résistance mécanique

◦ Parc machines

◦ Centre

Pour s'aligner sur la stratégie nationale « Industrial Upstairs » et sur l'orientation générale des économies d'énergie et de la protection de l'environnement, les fabricants d'ascenseurs intégrés adoptent dans leurs conceptions des machines de traction synchrone à aimants permanents à haut rendement et économes en énergie. Cela garantit des performances stables et fiables de l'ascenseur intégré, un fonctionnement fluide, une efficacité de transport élevée, des économies d'énergie et une protection de l'environnement. Les machines de traction de la série de monte-charge Nidec KDS peuvent couvrir les exigences de charge des monte-charges de 2T à 50T grâce à différents schémas de rapport de traction, avec une vitesse maximale allant jusqu'à 3 m/s. Ils sont entièrement capables de répondre aux exigences de transport par monte-charge de divers parcs industriels et peuvent également offrir aux clients une expérience de sélection unique et sans tracas. Nidec KDS a toujours adhéré à la philosophie d'entreprise « La qualité d'abord, la réussite du client ». Dans le développement futur du marché, nous travaillerons avec nos clients pour fournir des solutions plus nombreuses et meilleures pour « l'étage industriel ».