广东工商职业学院 广东肇庆 526060
摘要：建筑工地用塔式起重机调速电阻丝很容易老化断裂，造成控制电路开路影响调速效果，甚至工作机构运转不平衡而导致传动齿轮断轴现象。本改造通过将电阻箱罩顶盖架空并增设排气扇冷却的方法，极大的提高了电阻器的使用寿命及维修成本。
关键词：调速电阻器；强制冷却；维修成本
1 前言
建筑工地用塔式起重机（简称塔机或塔吊）在启动和就位时的低速工作要求大都通过在电机转子接入电阻器来达到调速要求，正常工作时则要求断开电阻达到高速运行的目的。电阻器工作时温度升高，非工作状态时温度降低，冷热交替导致电阻丝很容易老化断裂，造成控制电路开路影响调速效果，甚至造成塔吊工作机构运转不平衡而导致传动齿轮断轴。不但增加了维修成本而且影响到建筑工程质量和建设工期。本改造通过将电阻箱罩顶盖架空增加排气口和增设强制排气扇冷却的方法，减少了电阻器的断丝现象，提高了电阻器的使用寿命，同时避免了由于机械故障原因影响工程质量和建设工期。
2 塔式起重机调速电阻箱改造
塔吊是建筑工程中广泛使用的一种起重设备，主要用于建筑材料与构件的运输。随着现代建筑的高度越来越高，塔吊成了现代建筑工地必备的大型施工机械。塔吊的工作机构包括起升机构、变辐机构、回转机构、液压自升机构。除了液压自升机构外，另外的三大机构都是通过电动机直接驱动来完成的。吊钩需要高速完成这升降、变幅和回转这三个运动，如轻载高速升降时达到100 m/min的速度。但在开始启动阶段和就位时则要求吊钩的移动缓慢、平稳，速度可以低至1.8m/min，而且低速有利于保证足够大的起动转矩。虽然现在的调速方式有很多种，由变频器构成的交流调速系统取代直流调速系统，是随着计算机技术特别是大规模集成电路制造技术的不断发展的必然结果，也符合起重机的发展趋势。但大量的中小型塔机采用变频调速不但会增加其制造成本，而且建筑工地的用电属于临时用电，用电情况极不稳定。所以大部分的塔机调速系统仍然是由“绕线电机+换挡减速箱+电阻器”组成的电阻调速系统。
电阻调速系统的优点是原理简单，调速可靠，而且维修方便。一旦出现故障，工地的电工基本上都能处理。但由于塔机上的电控柜是安装在平衡臂上，空间位置有限。为了减小高空的风阻力，电阻箱的体积不能做得太大。一般的起重机的电阻箱都是直接在电阻器上罩上一个铁罩（图1）。
当起重机慢速启动或慢速就位作业时，串联在电动机转子的电阻丝通电急剧产生高温膨胀；而当起重机切除了电阻全速运行或停止作业时电阻丝开始降温收缩。这样经常性高温、冷却的温差过程使电阻丝寿命缩短而断裂，联接电缆的绝缘胶因高温烘烤而变质龟裂，起重机控制电路呈不规则开路状态。特别是回转机构为双电机驱动，如其中一侧电机的电阻器控制电路开路，回转机构就会形成不平衡的驱动状态，严重时会导致传动齿轮断轴现象。一般的塔机司机又不会处理电气故障，出现问题只能找维修电工处理。一组电阻器加上更换的人工成本不少于2000元。故障检查维修而造成的停工损失更大。若处于混凝土浇筑期间，还会因此造成混凝土裂缝等质量问题。塔机故障对工地的影响是显而易见的。
塔机调速用电阻器一般是由铁—铬—铝合金电阻材料制成，它是一种高电阻电热合金。由于慢速启动或慢速就位作业时电阻是串联通电发热，温度在夏季可以达到80~90℃以上。考虑到电阻箱内外温差较大，加上原来的防雨罩的排气过少且小。为加大电阻箱内热量的排放，我们将原电阻器防雨罩顶盖割开加宽，然后在防雨罩四个角焊接约5cm高的架空角钢，再将顶盖与角钢焊接。形成热气上升对流的出口。经过改造后电阻箱内的温度降低了许多，电阻器出现故障的现象减少了。但单靠热量的自然排放散发，降温速度显然是不够的。我们将电阻器底部抬高约15cm，加装SFB-25型工业强力排风扇强制排气。风扇的参数如下：电压：220V，风量：1600m3/h，风压215pa，转速：1300r/min，电机功率：150w。同时风扇的电源与塔吊的总电源连通，只要塔吊的总电源接通，风扇就通电运转，对电阻箱进行强制冷却，将电阻内的高温气体迅速从顶部的排气口排出，使电阻箱内的温度与外界温度大致保持一致。大大减少了电阻器由于温差而产生断裂、开路，从而减少电路故障提高机械效率。一个电阻箱的改造成本200元左右，改造成本相当低。改造后的电阻箱外形如图2。
3 结论
通过增加排气口和强制冷却风扇这两步改造后，调速电阻器的故障、更换频率大为降低，从原来的一年3~4次到现在5~6年才更换一次。每台塔吊5年的维修成本可节约3.8万元。具体计算如下：
改造前：每台塔吊每年维修更换费用：2000元/次×（4次）=8000元，一台塔机5年维修费用：8000元×5=40000元。改造后：每台塔机5~6年更换一次按5年计算，5年的维修成本：2000元。节省费用：40000-2000=38000元。改造成效可观。
参考文献
[1]《塔式起重机技术条件（GB9462-99）》建设部，建筑工业出版社出版。
[2]《实用电工手册》（方大千等编著）（第 1版），2012.3.31，常用设计资料，机械工业出版社出版。
[3]《塔式起重机使用说明书》广西建筑制造机械有限公司
论文作者:龙福贵
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/28
标签：电阻器论文; 电阻箱论文; 塔吊论文; 电阻论文; 机构论文; 慢速论文; 成本论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;