摘 要：針對起重機的提升速度對整機工作效率及其性能的影響，介紹了幾種提高起重機提升速度的方法，給出了各種提速方法的優缺點，并對各種提速方法進行了簡單的分析，以便于起重機研發設計人員更好的開展工作。

　　關鍵詞：起重機;起升速度;分析;可行性

　　中圖分類號：TH21 文獻標識碼：C

　　Feasibility study on improving lifting speed of Crane

　　REN Shi-dao, ZHANG Xin-chun, WANG Jin-feng , LI Peng-ju

　　(Shandong Fenghui Equipment Technology Co.Ltd，Jinan 250200 Shandong，China)

　　Abstract: As regards the influence of lifting speed on working efficiency and performance of crane, several methods for improving lifting speed of crane are introduced, here as well as proscons and simple analysis of each of them, to facilitate the work of crane research and design personnels.

　　Key words: Crane; Hoisting speed; Feasibility; Analyze

　　1 引言

　　起升速度是起重機各參數中尤為重要的參數之一，起升速度決定著起重機的工作效率。在大型的工程施工過程中，起重機起升速度的快慢直接影響著整個工程的進度，如何提高起升速度成了各個起重機制造商互相討論的話題，也成為起重機行業在其性能方面競爭的條件。基于如何提高起重機起升速度這一問題，結合作者在實際工作中的一些經驗，本文總結了幾種提高起升速度的方法，并對各方法作了可行性分析，在此寫出，希望能為大家提供借鑒。

　　2 提高起升速度的方法及分析

　　對于起重機來說，一個完整的動力傳動路線為：電機——減速機——卷筒——滑輪組——吊物。從整個動力傳動方案看，吊物的起降速度受各個環節影響，即起升速度與電機輸出轉速(電機調速各種方法)、減速機速比、卷筒直徑、滑輪組倍率等因素有關。

　　2.1提高電機輸出轉速

　　提高電動機輸出轉速的方法很多，有變頻調速中的變頻器超頻運行、變極調速、轉子串電阻調速、串級調速等。這里主要介紹變頻器超頻運行、變極調速兩種提高起重機速度的方法。

　　2.1.1變頻器超頻運行

　　隨著微電子技術的開發研制，變頻器也應運而生，由于變頻器具有良好的調速性能，變頻調速在起重機上的運用也越來越廣泛，也是最為普遍、最為簡單的一種調速的方法。

　　針對采用變頻控制系統控制的起重機，變頻器具有調速范圍寬、可在超過額定轉速20%以下運行等特性，故可以通過調高變頻器輸出電壓的頻率來提高電機的轉速這一方法來提高提升速度。

　　眾所周知，變頻調速特別適用與恒轉矩負載，當超出經過超頻控制，使電源頻率超出工頻時，變頻調速就變為恒功率狀態，也就意味著超頻控制時，雖然起升速度達到了預想的要求，但是起重量卻隨之明顯下降，故超頻調速提高起升速度只能應用于輕載或空鉤的情況。

　　另外，在變頻器超頻運行時，因變頻器輸出的頻率超出了電機銘牌的額度值，所以對調速電機的性能要求非常高，由于國內電力系統使用的是工頻50Hz，所以大部分的電機生產時都按照工頻來作為額定頻率，雖然近幾年研發出了變頻專用電機(一般允許最高工作頻率為100 Hz)，但國內變頻電機與國外變頻電機的性能有一定的差距，電機長期運行在超頻狀態，容易產生過勵、漏磁和鐵耗的增加而影響電機的使用壽命，有時候會引發機械事故。

　　綜上，采用超頻的方法來提高起升速度的方法雖然簡單、方便，但此方法只適用在起重機吊鉤空載或輕載的狀態，且不可長時間運行。

　　2.1.2變極調速

　　下式是感應電動機的轉速關系式：從式中可以看出，在電源頻率不變的條件下，改變電動機的極數，電動機的同步轉速就會發生變化，電動機的極數增加一倍，同步轉速就降低一半;相反，電動機的極數減少一半，同步轉速就增加一倍，從而得到轉速的調節。

　　采取的途徑就是在電機生產過程中，當然可以在電動機定子鐵心槽內嵌放兩套不同極數的定子三相繞組，單這種方法不經濟。通常是利用改變定子繞組的接法來改變極數，運行中，通過切換極數來實現調速，以達到提高起升速度的目的。

　　2.2減小減速機速比

　　減小起升機構減速機的減速比，也可以提高起升速度，通常采用的方法為：減速機采用多檔位減速機，如同汽車采用變速箱，此種方法的缺點是造價較高，不常用。

　　2.3減小滑輪組倍率

　　起重機滑輪組的倍率對起升速度的影響很大，倍率與起升速度有著反比的關系。為了提高起重機的工作效率，起升系統往往設計為起重吊鉤變倍率，重載時采用多倍率，輕載或空載時采用少倍率。常見的改變滑輪組倍率的方法有以下幾種：

　　2.3.1手動變倍率

　　手動變倍率，需要有操作人員攀爬到滑輪組處以實現穿銷軸變倍率的過程，比較費時、繁瑣。從安全角度講，因吊鉤滑輪組一般沒有平臺、欄桿等防護措施，也不安全。

　　從鋼絲繩張緊的角度來看也較為不合理，少倍率時實際的取物裝置的重量比多倍率時多出了換倍率掛體的重量，而少倍率時需要張緊的鋼絲繩比多倍率時的要少得多，操作難度大，不便于滑輪倍率的轉換。

　　2.3.2自動變倍率

　　可以在滑輪組的倍率切換過程中，加入電氣控制，通過司機室控制按鈕來進行倍率的轉換，已達到相應的起升速度。

　　采用電氣控制自動改變滑輪組倍率的方法比較復雜，而且沒有手動調整可靠，自動改變滑輪組倍率的方法在國內外起升設備上還很少見，此種方法還值得進一步研究。

　　另外，值得注意的是：改變滑輪組的倍率時必須根據滑輪組的倍率改變起吊相應的重物，此應與力矩或重量限制器統一使用，可以將小跑車回到駕駛室附近來觀察，對于動臂式塔機來講就沒有那么方便直觀。

　　2.4增加電機功率或增大卷筒直徑

　　初始設計時可以考慮增大卷筒直徑或者選用大功率電機來提高起升速度。

　　增加電動機的功率也是業內經常采用的一種提高起重機速度的方法之一。

　　起升速度和電動機的穩態起升功率成正比，在保證額定起升載荷不變的條件下，要想提高起升速度，增加電動機額定功率就可以實現。

　　此種方法雖然簡單可行，但是增加電動機功率隨之而來的就是增加了成本，同時大功率的電動機也增加其安裝空間。在空間滿足的情況下可以采用此種方法。

　　3 結束語

　　本文介紹了幾種提高起重機起升速度的方法，各起重機生產廠家可根據其經濟性、優越性、可靠性、可行性等幾個方面綜合考慮，選擇合適的方法進行設計生產。

　　參考文獻：

　　[1] 周定頤.電機及電力拖動[M].北京：機械工業出版社，1999.9：184-185.

　　[2] 陳伯時.電力拖動自動控制系統——運動控制系統 [M].北京：機械工業出版社，2003.7：131-133.

　　[3] 中華人民共和國國家標準 GB/T 3811—2008 起重機設計規范.北京：中國標準出版社，2008.

　　[4] 張質文，虞和謙等.起重機設計手冊.北京：中國鐵道出版社，2001.