摘 要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模、吊裝設(shè)備的體積和質(zhì)量也越來(lái)越大，社會(huì)工業(yè)化水平的提高，督使各種類型起重機(jī)械相繼問(wèn)世，這些起重機(jī)械已經(jīng)成為火電建設(shè)關(guān)鍵生產(chǎn)力要素。同時(shí)起重機(jī)械使用能耗問(wèn)題一直困擾著起重機(jī)械的發(fā)展，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于起重機(jī)的起重量要求越大，起重速度要求越高，就勢(shì)必能耗很高。因此，使用成本也很高。而我們國(guó)家能源并不豐富，國(guó)家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排，在這種背景下，起重機(jī)械必須跟上時(shí)代的步伐，增加資金投入，加大研發(fā)力度，積極通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新把能耗降下來(lái)，從而更好地為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做貢獻(xiàn)。文章介紹了起重機(jī)械的基本概況，分析了其耗能特點(diǎn)，并探討了幾種節(jié)能技術(shù)和方法。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)械；節(jié)能；技術(shù)

1 起重機(jī)械的概況

起重機(jī)械主要用于重物的頂舉和吊裝，為了實(shí)現(xiàn)這種功能，起重機(jī)械主要由動(dòng)力裝置、起升裝置、運(yùn)行裝置、取物裝置、操控系統(tǒng)等部分組成[1]。其中操控系統(tǒng)是起重機(jī)械的神經(jīng)中樞，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)其它裝置的控制，控制它們的方向、力度、幅度、開合等等。動(dòng)力裝置主要是為起重機(jī)提供動(dòng)力，這是起重機(jī)所有裝置中能耗最大的部件。取物裝置常見(jiàn)的就是抓斗，可以自由開合，實(shí)現(xiàn)對(duì)重物的抓舉。起升裝置主要作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)重物的提升和下放，一般來(lái)說(shuō)，起重機(jī)的一個(gè)重要功能就是垂直搬運(yùn)重物，提升裝置就是為實(shí)現(xiàn)這一作用而設(shè)計(jì)的。起重機(jī)械常見(jiàn)的有兩種，一種是以電力為主要能源，一種是以燃油為主要能源。前一種起重機(jī)械通常用于火電建設(shè)工程橋門式起重機(jī)和塔式起重機(jī)作業(yè)，這種工作一般來(lái)說(shuō)對(duì)起重機(jī)械的機(jī)動(dòng)性要求不高，很多都是在固定或做往復(fù)運(yùn)動(dòng)地點(diǎn)作業(yè)的，因此使用公共電網(wǎng)提供動(dòng)力比較適合。但是有的起重工作作業(yè)地點(diǎn)需要不斷變換，對(duì)起重機(jī)械的機(jī)動(dòng)性有較高要求，使用電能就很不方便，于是又有一種使用燃油的起重機(jī)械。

2 起重機(jī)械的能耗及其特點(diǎn)

2.1 能源消耗的環(huán)節(jié)

首先是對(duì)電能和燃油的消耗。起重機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件眾多，在重物頂舉和吊裝過(guò)程中需要各個(gè)工作裝置協(xié)調(diào)合作方能實(shí)現(xiàn)重物的安全準(zhǔn)確的搬運(yùn)工作。在這一過(guò)程中，起重機(jī)械需要消耗大量電能和燃油。另外，起重機(jī)械主要結(jié)構(gòu)為金屬構(gòu)件，其自身質(zhì)量比較大，這也增加的起重機(jī)械的能耗。其次，在起重機(jī)械工作過(guò)程中還會(huì)消耗自身，由于起重工作從事都是繁忙勞動(dòng)，所以對(duì)機(jī)械的損傷比較大，起重機(jī)械自身的消耗也是其能耗的一個(gè)重要組成部分。

2.2 能源消耗的特點(diǎn)

以往由于技術(shù)因素影響，起重機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)還不成熟，導(dǎo)致起重機(jī)械工作效率不高，耗能量大，且噪音刺耳，對(duì)操作人員和周圍居民造成嚴(yán)重干擾。

3 起重機(jī)械節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)

任何事物都由多種要素組成，而這些要素的組合方式就成為事物的結(jié)構(gòu)。在哲學(xué)中人們知道，事物質(zhì)變的一個(gè)重要形式就是結(jié)構(gòu)的變化，質(zhì)變的一個(gè)重要的實(shí)現(xiàn)途徑就是優(yōu)化事物各要素的排列組合。起重機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有許多的部件，當(dāng)然可以通過(guò)優(yōu)化其結(jié)構(gòu)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)降低能耗的目的。目前，我國(guó)多數(shù)起重機(jī)械都是橋式結(jié)構(gòu)，而且機(jī)身龐大，與國(guó)外同等產(chǎn)品相比顯得過(guò)于笨重，因此能耗也要高出許多。因此，有必要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)此，相關(guān)學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了卓有成效的研究，通常使用計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)，設(shè)計(jì)出針對(duì)起重機(jī)械的結(jié)構(gòu)分析軟件，對(duì)起重機(jī)械的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序?qū)ζ鹬貦C(jī)的主梁進(jìn)行分析，從而得出優(yōu)化方案[2]。目前比較成熟的軟件有兩種，一種是有限元分析軟件ANSYS，另外一種是MATLAB軟件。

3.2 運(yùn)用新興材料技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展，材料科學(xué)也取得了很大的進(jìn)步，各種新興材料不斷被研發(fā)出來(lái)，這些材料往往是由多種元素組合而成的復(fù)合材料，具有各種特種功能，例如，質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、韌性好等等，在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用。對(duì)于起重機(jī)械來(lái)說(shuō)，也應(yīng)該大量采用新型材料。以往起重機(jī)械大量使用鋼鐵作為原料，導(dǎo)致機(jī)身龐大笨重，增加了能耗。另外，由于鋼鐵等材料在強(qiáng)度、韌度、耐腐蝕性等方面還不能完全適應(yīng)重物頂舉工作的要求，使得起重機(jī)械零部件壽命較短，從而也增加了能耗。因此，起重機(jī)械應(yīng)該重視引進(jìn)新材料，當(dāng)前已經(jīng)出現(xiàn)了許多適宜于起重機(jī)械的新興材料。例如高強(qiáng)度尼龍繩，質(zhì)量輕，壽命長(zhǎng)，是鋼絲繩的理想替代品。還有高陶瓷軸承，具有摩擦系數(shù)小、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，比鋼質(zhì)軸承性能優(yōu)越許多?？傊?，通過(guò)選用新型材料，降低起重機(jī)械的自身質(zhì)量，提高機(jī)械部件的壽命，從而降低能耗。

3.3 變頻調(diào)速技術(shù)

起重機(jī)的工作特點(diǎn)是間歇性運(yùn)動(dòng)，即在一個(gè)工作循環(huán)中取料、運(yùn)移、卸載等動(dòng)作的相應(yīng)機(jī)構(gòu)是交替工作的。為了保證起重機(jī)械生產(chǎn)的可靠性，設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，都留有一定的富余量。通常情況下電機(jī)在非滿負(fù)荷下運(yùn)行，除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費(fèi)，而且在額定速度下對(duì)起重機(jī)進(jìn)行制動(dòng)則會(huì)對(duì)機(jī)身產(chǎn)生較大磨損，同時(shí)還增加了能源消耗[3]。為了改變這一狀況，可以通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)定子供電頻率來(lái)改變同步轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的變頻調(diào)速技術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，變頻調(diào)速裝置的性能不斷得到提升，把變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用在起重機(jī)上可以使制動(dòng)性能大大提高，同時(shí)還能夠減少制動(dòng)沖擊，從而提高了起重機(jī)的使用壽命，減少了能源消耗。

3.4 采用高質(zhì)量減速器

減速器在各種機(jī)械裝置中應(yīng)用廣泛，其型號(hào)眾多。我國(guó)從20世紀(jì)80年代開始研究起重機(jī)械專用的減速器，由于起步較晚，技術(shù)水平與先進(jìn)國(guó)家有較大差距。主要是承載能力低、壽命短，難以滿足起重機(jī)械高負(fù)荷的工作環(huán)境的要求[4]。起重機(jī)械工作具有間歇性的特點(diǎn)，暫停和重啟比較頻繁，因此對(duì)減速器的制動(dòng)性和承載性有較高要求。目前，能夠提供選擇的是硬齒面減速器。該減速器在性能方面較以往有了很大提升。另外，針對(duì)特殊作業(yè)要求，也可以選擇行星制動(dòng)器，從而減少制動(dòng)器磨損，降低電能的消耗。

4 結(jié)束語(yǔ)

起重機(jī)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)備，是重要的生產(chǎn)力要素，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，但是，起重機(jī)械一直存在能耗大的問(wèn)題，使用成本較高，降低起重機(jī)械能耗是一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。關(guān)于這方面的研究已經(jīng)取得了一些有益的成果，文章從結(jié)構(gòu)優(yōu)化、部件創(chuàng)新、新興材料等發(fā)面論述了起重機(jī)節(jié)能的一些途徑，希望能夠有助于起重機(jī)械的節(jié)能降耗工作。

參考文獻(xiàn)

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[2]楊俊，閆錦鋒，陸周艷，等.起重機(jī)械的能效測(cè)試與節(jié)能措施[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2012（2）：4-7.

[3]周亮亮.起重機(jī)械節(jié)能應(yīng)用技術(shù)分析[J].硅谷，2013（8）：104-105.

[4]李光平，周鐵梁.起重機(jī)械節(jié)能應(yīng)用技術(shù)的探討[J].水利電力機(jī)械，201029（10）：51-53.

作者簡(jiǎn)介：蔣磊（1964-），男，江蘇省南京市人，工作單位：中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力建設(shè)第一工程公司，職務(wù)：工程師。