摘要：起重机在各行各业中应用广泛，作为搬运物料的一个重要机械设备。但我国起重机械设计的观念不够新颖，对于节能和经济行重视不够。本文分析了起重机械节能应用技术的分析，对其中存在的问题提出了一些相应的解决措施。
关键词：起重机械；节能技术；应用分析
引言
简化设备结构以减轻自重、基于启发式算法的轻量化设计是起重机的节能设计主要采用的方式，这些改进措施的出发点就是从结构设计方面进行的。但是，随着科技的进步，单纯想用结构设计来降低起重机的本身重量已经不能实现了，而且盲目的降低重量还会出现一些安全隐患。起重机系统是诸多子系统构成的，所以节能技术的应用也需要考虑其他问题。
一、起重机的工作原理
起重机是企业安装和生产过程中不可或缺的机电设备，由于它具有实用性高、灵活方便、作业范围广、采购便于分期分批、投资成本小等优点，起重机的市场需求一直很大。起重机吊起重物是将电能转化成势能的过程，传统的起重机能量消耗比较大、工作效率较低，并且其在工作过程中产生的较大噪音还对周围环境造成了污染。
1、结构组成
起重机的结构主要包括：驱动系统、操作控制系统、取物装置、金属框架结构及工作机构等。
驱动系统：为起重机提供工作所需的动力，是起重机的关键组成部分；操作控制系统：也是起重机的关键组成部分，主要是通过液压系统、电气控制系统来实现各种命令的执行，犹如人体的大脑；取物装置：包括吊钩、吊环、集装箱专用抓手等，尺寸、形状等因素不同的吊物所使用的取物装置也不相同，所选取物装置必须合适，以确保吊装安全；金属框架结构：金属框架结构构成了起重机的力学框架，将各个部分连接成一个有机的整体，起重机框架设计时不但要考虑其结构性，还要对其力学性能进行严密计算，可见金属框架结构是起重机性能的基础；工作机构：起重机的工作机构主要包括：行走机构、旋转机构、起升机构及变幅机构等，通过上述机构的单一运动可联合运动来实现起重机的正常工作[1]。
2、工作原理
在双筒铰车上，一组卷筒引出一支钢丝绳，用来支持，另一组则引出一支做开闭使用。抓半张开，落到要取物品上，此时收拢开闭的钢丝绳，钢丝绳拉动横梁，闭合两鳄板，抓斗里盛满了物料，用于起升支持的钢丝绳吊起抓斗，用行车送至卸料场地，用于支持的钢丝绳不动，然后松下开闭绳，抓斗张开，卸下抓取的物料。起重机具有起重载荷不均匀性、间歇式循环作业、机构负载不等时性、各机构运动循环不一致性、多人参与配合作业等的特点，这势必将会增加起重机作业的复杂性、危险范围大，所以起重机的安全格外重要。
二、起重机械节能应用技术
随着人们的环保意识的不断增强，特别是在节能减排观念的提出后，人们对起重机性能的要求越来越高。起重机节能技术可从两方面考虑：一是提高起重机的能量转换效率，降低能耗，从而提高能量利用率，如减少动力传递机构摩擦力、优化取物装置的同时降低其重量等；二是对物料储存的势能进行回收再利用，从而降低起重机的能量消耗，起重机在工作过程中，利用有效的能量回馈技术将物料势能进行整合回收，可将物料下落时产生的大量动能转换成电能，然后通过供电装置将电能送回供电网络，从而达到能量回收再利用的目的[2]。
1、驱动系统调速
直接启动电动机调速、改变电动机极对数调速、改变可控硅串级直流调速、涡流制动器调速等，而上述这几种调速方法均无法实现一定能量利用前提下的有极调速，仅可以实现额定速度下的调速，且速度的可调范围很小，不能调速运行，同时低速运行时具有很差的就位性能，较长时间的低速运行还会造成涡流制动器、电阴器产生大量热，启动时电流极大，对电网产生很大冲击，额定速度下的起重机制动会严重冲击起重机械机构，会对制动抱闸产生严重磨损，上述这些过程均会消耗大量能量，因此，这样的制动方式所消耗的能量极大。而变频调速技术可有效改善上述缺点，并且对电动机的要求较低，普通的异步电动机便可满足使用要求，有效降低了制造生产成本，更便于设备的日常维护，因此，调频调速器无论对于新产品的设计生产还是传统起重机的技术改造均具有重要意义。
2、良好性能的变频调速器
具有速度响应快、调速范围宽、高低速转矩及高启动转矩、电网适应性高等优点。装有过流、过热、输入输出错相断相及接地保护，实现了可以随意调整加减速时间，可选择多种制动方式，对控制执行系统进行了有效的监控。特别是直接转矩控制技术及矢量控制技术的应用，有效提高了交流电动机的使用动态性能，先进的变频调速装置能够用于恶劣的工作环境，对于提高起重机的工作效率、改善调速性能、提高安全性能、降低起制动产生的冲击均具有重要意义。适合于交流变频的起重机械应用的节能技术，不论是通过裸滑触线还是安全滑线或电缆卷筒供电均适用于该项节能技术。它是从交流变频器的直流母线上将势能转换的电能通过一个直流-交流变流器回馈到供电网络。这种技术通用性强，适合所有型的变频器，并且工程施工简单，成本较低。
3、设计方面节能措施
我国在起重机节能设计与改造方面已取得了较大进步，如港口、铁路等抓斗吊车、集装箱吊车的节能改造，传统起重机中的绕线式主抬升电动机可以利用可控硅改变电动机转子电阻结合定子交流电压的调节来实现运行速度调节，除此之外的其它系统可以利用继电接触器进行控制。传统的接触器常会因动作频繁而容易出现故障，使得备件成本大大增加，通过利用带有电能回馈装置的变频系统可实现对该类起重机的节能技术改造，该技术稳定性能较高，可用于各种变频器设备的改造，国内的产品技术已非常成熟，已达到国际水平。独立电能回馈装置具有很多优点，电气系统更加标准化、功耗小、体积小、电磁能耗小、灵活多变。
三、起重机械节能产生的效益
1、社会效益
起重机节能研究的实施将以降低桥式起重机能耗为目标，保障桥式起重机的长周期安全运行，减少桥式起重机事故对国民经济发展和人民生活质量的影响，社会效益是很大的。所以，开展桥式起重机多学科节能设计优化及评价技术的研究，不仅是履行国家的相关法律法规，更是建立资源节约型社会的趋势，具有重要的社会意义和经济价值[3]。
2、经济效益
起重机节能研究将形成桥式起重机节能优化设计方案及能耗的检测方法与节能评价系统，可以为建立起重机新设计规范与节能标准奠定技术基础，形成桥式起重机长周期运行安全保障技术支撑体系，检测关键技术及节能评价系统，这些研究成果的工程应用，将极大地
推动桥式起重机的长效节能监管机制和社会管理体系的形成推动在公共安全管理的社会进步。
结束语
起重机是高能耗设备，我国的起重机节能技术已比较成熟，并且在这方面已取得了优异成绩，节能成果显著，然而起重机的节能技术体现在多个方面，如起重机的设计、设计理念与技术、材料、生产工艺、使用、管理等，其节能空间依然很大，仍需要我们进行更深入的研究，以促进我国起重机械行业的持续快速发展。
参考文献：
[1]. 陈勇鑫.浅析起重机械施工作业安全管理[J].价值工程.2011（09）：78-79.
[2]. 周世军.起重机械检测工作如何更好的落实科学发展观[J].魅力中国.2009（35）：101-102.
[3]. 张健.起重机电机配置思考[J].现代商贸工业.2010（15）：123-124.
论文作者:张要贵1,雷晓宏2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：起重机论文; 节能论文; 起重机械论文; 机构论文; 装置论文; 电能论文; 技术论文; 《电力设备》2017年第6期论文;