Cara Memilih Mesin Traksi untuk Lift Barang di Gedung Pabrik Bertingkat

Abstrak:Untuk menghemat lahan, mendorong operasi industri di gedung-gedung bertingkat (disebut sebagai "Industri Lantai Atas") telah menjadi arah kebijakan nasional dalam beberapa tahun terakhir. Berdasarkan persyaratan untuk elevator (lift barang) di bawah inisiatif "Industri Lantai Atas" dan tren perkembangan elevator barang dalam beberapa tahun terakhir, makalah ini mengedepankan sudut pandang tentang bagaimana mesin traksi dapat lebih beradaptasi dengan pengembangan elevator barang bertonase besar dan berkecepatan tinggi, yang bertujuan untuk memberikan referensi dan bantuan yang relevan bagi produsen integral elevator.

Kata kunci:Industri Lantai Atas; lift barang; efisiensi transportasi; kapasitas traksi; kapasitas kelebihan beban; kapasitas pengereman; skema elektromagnetik; konservasi energi dan perlindungan lingkungan

1. Tren Transformasi Bangunan Pabrik dalam Negeri

Dalam beberapa tahun terakhir, seiring dengan perluasan skala pembangunan perkotaan yang terus-menerus, sumber daya lahan menjadi semakin langka, dan pasokan lahan industri semakin terbatas. Model pengembangan pabrik tradisional telah memberikan tekanan yang lebih besar pada perusahaan untuk mendapatkan ruang bagi kelangsungan industri. Pada saat yang sama, industri-industri berkembang yang menampilkan integrasi lintas batas antara teknologi tinggi dan baru mempunyai persyaratan yang lebih tinggi terhadap lingkungan spasial produksi dan penelitian dan pengembangan serta standar konstruksi pabrik.

Dengan latar belakang ini, tren baru "Industri Lantai Atas" telah muncul di kawasan Delta Sungai Mutiara dan Delta Sungai Yangtze, di mana fondasi industrinya relatif berkembang. "Industri Lantai Atas" juga dikenal sebagai pabrik pencakar langit, pabrik vertikal, atau pabrik udara. Intinya, ini mengacu pada bangunan industri bertingkat tinggi. Secara umum, “Industri Lantai Atas” berarti memindahkan peralatan produksi yang bobotnya relatif ringan dan getarannya rendah ke lantai yang tinggi untuk mewujudkan pembangunan tiga dimensi. Konsep ini pertama kali diusulkan oleh Shenzhen, yang merelokasi hubungan penelitian dan pengembangan dan produksi industri kelas atas seperti teknologi informasi generasi baru dan kecerdasan buatan ke gedung pencakar langit. Berasal dari integrasi industri dan kota serta pembaruan perkotaan, model ini tidak hanya menciptakan sejumlah besar ruang pabrik untuk kawasan perusahaan, yang secara efektif meningkatkan rasio bidang tanah dan efisiensi pemanfaatan, namun juga mendorong penyesuaian struktur industri dan transformasi perusahaan, sehingga mengurangi kontradiksi antara pembangunan ekonomi dan kekurangan lahan.

Oleh karena itu, pabrik kawasan industri yang baru direncanakan biasanya merupakan pabrik bertingkat dengan ketinggian melebihi 24 meter atau jumlah lantai 6 atau lebih. Pabrik-pabrik bertingkat tinggi tersebut memerlukan dukungan elevator berkecepatan tinggi dan bertonase besar untuk memenuhi kebutuhan transportasi vertikal pabrik. (Gambar di bawah menunjukkan contoh tampilan luar kawasan industri modern di suatu wilayah tertentu.)

2. Perubahan Lift Barang untuk Memenuhi Persyaratan Pabrik Baru

Untuk beradaptasi dengan "Industri Lantai Atas" dan mengatasi hambatan transportasi vertikal di pabrik-pabrik industri bertingkat tinggi, pasar lift barang domestik telah mengalami perubahan berikut:

Perubahan Kapasitas Muatan Lift Barang

Permintaan elevator dengan kapasitas muat meningkat dari yang semula 2T-3T menjadi 3T-5T, atau bahkan tonase lebih besar, telah meningkat tajam. Perusahaan elevator domestik juga berturut-turut memperoleh kualifikasi untuk elevator barang 10T. Baru-baru ini, merek lift barang ternama dalam negeri telah meluncurkan lift barang 42T dan memperoleh sertifikasi uji tipe nasional yang relevan.

Perubahan Kecepatan Lift Barang

Kecepatan standar sebuah elevator ditentukan oleh faktor-faktor seperti jenis elevator, ketinggian lantai, dan kapasitas muatan. Umumnya, semakin tinggi lantai dan semakin besar bebannya, semakin tinggi pula kecepatan elevator. Di masa lalu, karena ketinggian lantai pabrik yang relatif rendah, kecepatan sebagian besar elevator barang dipilih dalam kisaran 0,25m/s - 0,63m/s. Dengan peningkatan ketinggian lantai pabrik yang terus menerus, ketinggian angkat elevator barang menjadi lebih tinggi, dan kecepatan elevator juga ditingkatkan menjadi 0,5m/s - 1m/s atau bahkan lebih tinggi untuk meningkatkan efisiensi transportasi.

Perubahan Standar Keamanan Lift Nasional

A. Beberapa tahun lalu, standar nasional menambahkan persyaratan untuk Perlindungan Pergerakan Mobil yang Tidak Diinginkan (UCMP) pada elevator. Produk elevator barang yang dilengkapi dengan mesin traksi roda gigi cacing perlu dilengkapi tambahan dengan gripper tali atau gripper sheave untuk memenuhi persyaratan standar ini; sedangkan mesin traksi sinkron magnet permanen dapat langsung menggunakan remnya sendiri sebagai komponen eksekutif, yang selanjutnya memfasilitasi penerapan mesin traksi sinkron magnet permanen pada elevator barang.

B. Pengecualian untuk area lift mobil telah dibatalkan

• Dalam versi lama standar nasional GB 7588-2003, Bagian 8.2.2 menetapkan bahwa area elevator barang dapat dilonggarkan dengan tepat dalam kondisi "pengendalian efektif".

• Versi baru standar nasional GB 7588.1-2020 (selanjutnya disebut "Standar Nasional Baru") telah menghapus ketentuan pengecualian dalam GB 7588-2003 yang memperbolehkan area elevator mobil melebihi standar di bawah "pengendalian efektif". Artinya, berdasarkan Standar Nasional Baru, elevator mobil juga harus dikonfigurasi sesuai dengan luas dan kapasitas muatan yang sesuai dengan standar elevator barang.

• Akibatnya, gedung-gedung yang awalnya mengonfigurasi elevator untuk mobil kecil dengan kapasitas 3T (dengan luas berlebih) menurut standar lama kini hanya dapat dikonfigurasi dengan elevator dengan kapasitas 10T atau lebih sesuai dengan Standar Nasional Baru.

3. Persyaratan Konservasi Energi Hijau dan Perlindungan Lingkungan

Motor sinkron magnet permanen memiliki efisiensi tinggi, konservasi energi, perlindungan lingkungan, dan efektivitas biaya tinggi. Dibandingkan dengan motor induksi tradisional, motor sinkron magnet permanen memiliki efisiensi lebih tinggi, menghemat konsumsi energi sekitar 20-30%. Hal ini karena motor sinkron magnet permanen mengadopsi eksitasi magnet permanen, yang mengurangi fluks kebocoran dan kehilangan besi, sehingga semakin meningkatkan efisiensi. Fitur efisiensi tinggi ini sangat penting bagi industri modern, transportasi, dan bidang lainnya, karena dapat mengurangi konsumsi energi secara signifikan dan meningkatkan efisiensi produksi. Penulis memperkirakan bahwa di masa depan, mesin traksi sinkron magnet permanen akan terus menempati pangsa pasar mesin traksi worm gear dan menjadi aplikasi utama dalam elevator barang.

4. Keunggulan Mesin Traksi Lift Barang Nidec KDS

A. Segmentasi dan Cakupan Pasar yang Lebih Tepat dan Luas

Nidec KDS terletak di Distrik Shunde, Kota Foshan, kawasan inti Greater Bay Area, yang berada di garis depan pasar "Industri Lantai Atas". Untuk memenuhi permintaan pasar lift barang di gedung-gedung bertingkat, Nidec KDS telah sepenuhnya merencanakan rencana pengembangan produk untuk menggantikan mesin traksi worm gear asli dengan mesin traksi sinkron magnet permanen tanpa roda gigi pada awal tahun 2017, sehingga dapat memenuhi kebutuhan aplikasi pasar lift barang. Model produk mesin traksi lift barang Nidec KDS mencakup rentang penuh dari 2T hingga 50T, berdasarkan rasio dan kecepatan traksi yang berbeda. Rasio traksi yang fleksibel dapat memenuhi beragam kebutuhan desain pelanggan, memungkinkan mereka lebih mudah memilih alat berat traksi hemat biaya yang sesuai untuk aplikasi mereka.

Rangkaian Produk Mesin Traksi Lift Barang Nidec KDS

B. Proses Desain yang Ketat untuk Memastikan Keandalan dan Keamanan Skema dan Aplikasi Desain

1. Desain Kapasitas Traksi dan Faktor Keamanan Tali Kawat

Mesin traksi elevator barang umumnya mengadopsi rasio traksi 4:1 atau bahkan lebih tinggi. Selain itu, mobil ini relatif ringan, sehingga kapasitas traksinya tidak mencukupi. Oleh karena itu, perlu dilakukan perhitungan dan verifikasi berdasarkan konfigurasi elevator.

Umumnya ada dua solusi:

• (1) Gunakan alur berbentuk U: sudut takik β yang lebih besar dapat meningkatkan kapasitas traksi.

• (2) Mengadopsi alur bertakik berbentuk V: perlu mempertimbangkan kesesuaian antara sudut takik β dan sudut alur γ, dan alur tali tidak memerlukan perawatan pengerasan (untuk mengurangi biaya), sambil menghitung faktor keamanan tali kawat. Karena banyaknya berkas balik pada elevator barang, tali kawat diharuskan memiliki faktor keamanan yang lebih tinggi. Penerapan jenis alur khusus untuk memenuhi kapasitas traksi, seiring dengan perubahan jumlah setara berkas traksi alur berbentuk V yang ditentukan dalam GB/T 7588.2-2020, menghasilkan faktor keamanan yang diperlukan lebih tinggi untuk tali kawat.

2. Persyaratan Kapasitas Pengereman, Kapasitas Kelebihan Beban, dan Efisiensi Energi

Lift barang umumnya memiliki ketinggian angkat yang relatif kecil dan siklus kerja yang rendah, sehingga menghasilkan panas yang relatif sedikit. Beberapa orang cenderung merancang mesin traksi elevator barang berdasarkan mesin traksi elevator penumpang, namun perubahan desain seperti itu akan menimbulkan serangkaian masalah. Misalnya, jika material elektromagnetik direduksi berdasarkan siklus kerja aslinya yang tinggi, maka akan mudah menyebabkan kapasitas kelebihan beban dan efisiensi energi tidak mencukupi; alternatifnya, jika model beban kecil dengan siklus kerja tinggi digunakan sebagai penggantinya, beban poros, jumlah tali kawat, kapasitas pengereman, kapasitas beban berlebih, dan efisiensi energi mungkin gagal memenuhi persyaratan.

Oleh karena itu, ketika merancang mesin traksi lift barang, faktor-faktor di atas harus dievaluasi, dan jika perlu, pengembangan dan desain produk harus dilakukan kembali sesuai dengan persyaratan khusus mesin traksi lift barang.

3. Torsi Pengereman Dinamis

Sesuai dengan persyaratan spesifikasi tipe dan peraturan inspeksi, jika rem mesin traksi berfungsi sebagai komponen perlambatan perangkat pelindung kecepatan berlebih ke atas mobil atau komponen penghentian perangkat pelindung pergerakan mobil yang tidak disengaja, elevator harus dilengkapi dengan perangkat pengereman tambahan. Dalam keadaan normal, mesin traksi sinkron magnet permanen mengadopsi pengereman dinamis (dengan hubungan arus pendek pada belitan motor) sebagai solusinya, namun perlu diperhatikan bahwa desain elektromagnetik dan struktural mesin traksi harus mampu menahan dampak pengereman dinamis.

Karena sedikitnya panas yang dihasilkan, mesin traksi elevator barang menggunakan lebih sedikit bahan elektromagnetik, yang dapat menyebabkan torsi pengereman dinamis tidak mencukupi. Dalam hal ini, masalah harus diselesaikan dengan meningkatkan kerapatan fluks celah udara. Di bawah kondisi bahan elektromagnetik yang sama, torsi pengereman dinamis dari belitan terkonsentrasi lebih kecil dibandingkan dengan belitan terdistribusi, dan lebih sulit untuk ditingkatkan. Oleh karena itu, alat analisis elemen hingga medan elektromagnetik perlu digunakan untuk mengoptimalkan skema elektromagnetik. Torsi pengereman dinamis prototipe diuji melalui uji tipe, dan torsi pengereman dinamis mesin traksi yang diproduksi secara massal dipastikan melalui kontrol EMF (gaya gerak listrik) belakang.

4. Kualitas Alat Bongkar Muat

Mesin traksi elevator barang memiliki kapasitas beban yang besar dan memerlukan beban poros yang lebih tinggi dibandingkan mesin traksi konvensional, yang berarti memerlukan gaya traksi yang lebih besar dan berkas traksi yang lebih tahan aus selama pengoperasian kecepatan tinggi. GB/T 7588.1-2020 terbaru menetapkan bahwa ketika mengadopsi 5.4.2.2.1(b) (yaitu, mempertimbangkan massa perangkat bongkar muat dan beban terukur secara terpisah), persyaratan yang lebih tinggi diajukan untuk beban poros mesin traksi, kapasitas pengereman (terutama ketika rem berfungsi sebagai komponen eksekutif untuk perlindungan pergerakan mobil yang tidak disengaja), dan kapasitas traksi, yang perlu dihitung dan diverifikasi secara independen.

C. Optimasi Biaya dan Skema Elektromagnetik

Nidec KDS menggunakan perangkat lunak canggih untuk melakukan analisis elemen hingga untuk bidang elektromagnetik dan desain kekuatan mekanik. Hal ini mengoptimalkan dan meningkatkan kekuatan mesin traksi, menyeimbangkan optimalisasi kinerja dengan daya saing biaya, dan secara signifikan memperpendek siklus penelitian dan pengembangan mesin traksi.

• Analisis elemen hingga medan elektromagnetik

• Analisis elemen hingga kekuatan mekanik

◦ Basis mesin

◦ Pusat

Untuk menyelaraskan dengan strategi nasional "Industri Lantai Atas" dan arahan umum konservasi energi dan perlindungan lingkungan, produsen integral elevator mengadopsi mesin traksi sinkron magnet permanen yang berefisiensi tinggi dan hemat energi dalam desain mereka. Hal ini memastikan kinerja elevator integral yang stabil dan andal, pengoperasian yang lancar, efisiensi transportasi yang tinggi, konservasi energi, dan perlindungan lingkungan. Mesin traksi seri lift barang Nidec KDS dapat memenuhi kebutuhan beban lift barang dari 2T hingga 50T melalui skema rasio traksi yang berbeda, dengan kecepatan maksimum hingga 3m/s. Mereka sepenuhnya mampu memenuhi kebutuhan transportasi lift barang di berbagai kawasan industri dan juga dapat memberikan pelanggan pengalaman pemilihan satu atap dan tanpa kerumitan. Nidec KDS selalu berpegang pada filosofi bisnis "Kualitas Pertama, Kesuksesan Pelanggan". Dalam pengembangan pasar di masa depan, kami akan bekerja sama dengan pelanggan untuk memberikan solusi yang lebih banyak dan lebih baik untuk "Industri Lantai Atas".