孔維雷

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源消耗速度也在大幅提升。為了保證能源的科學(xué)有效利用，在機(jī)械設(shè)備的運(yùn)用過程當(dāng)中，加強(qiáng)對能耗的合理優(yōu)化，并通過科學(xué)的方法對大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行效率測試，才能更好的保證其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。在此基礎(chǔ)之上，本文深入探討了起重機(jī)械的能效測試方式，并提出了切實(shí)有效的節(jié)能策略。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)械;能效測試;節(jié)能措施

中圖分類號：TH21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）09-0028-02

起重機(jī)械多用于機(jī)械加工行業(yè)及物流運(yùn)輸過程當(dāng)中，又被稱為制造行業(yè)的風(fēng)向標(biāo)，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，起重機(jī)械在工業(yè)生產(chǎn)中的使用數(shù)量也在逐漸增加。但是起重機(jī)械作為一種高耗能的機(jī)電設(shè)備，在生產(chǎn)運(yùn)營的過程當(dāng)中消耗的電能甚至?xí)^其設(shè)備本身的成本，為了盡可能的在保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，減少能源的消耗，降低其運(yùn)營的成本就需要結(jié)合起重機(jī)械的特點(diǎn)進(jìn)行能耗的合理優(yōu)化，從而有針對性的開展相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)研發(fā)。

1 起重機(jī)械作業(yè)的特點(diǎn)以及其能耗

在進(jìn)行日常工作的過程當(dāng)中，所采用的起重機(jī)械一般是利用其設(shè)備特點(diǎn)來進(jìn)行物品的轉(zhuǎn)移。起重機(jī)械的工作特點(diǎn)是勻速的進(jìn)行重復(fù)性的工作，將一些相對質(zhì)量較大、體積較重的物品進(jìn)行移動，而這種特性從一方面也造就了起重機(jī)械整體的綜合質(zhì)量較重。在實(shí)際生產(chǎn)過程中由于自重的問題會產(chǎn)生較大阻力，同時消耗掉大量的能量，并且隨著工程的需要會階段性的進(jìn)行起重機(jī)械操作，這使得其整體運(yùn)行的速度相對較為緩慢，啟動和結(jié)束機(jī)械設(shè)備所用時間較長，這期間也會造成大量的能源損耗。起重機(jī)械主要的能量損失是在進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的過程中發(fā)生的，在一些能量的消耗以及起重機(jī)械制動的過程當(dāng)中，由于其自身重量的原因會產(chǎn)生一定的熱能，這也會造成能量的損失。同時在進(jìn)行起重機(jī)械設(shè)備速度調(diào)制的過程當(dāng)中，為了保證其速度的平穩(wěn)變化，會采用串接電阻器來進(jìn)行速度轉(zhuǎn)變，從而進(jìn)一步出現(xiàn)能量損失的現(xiàn)象。這幾部分的能量損失具體都發(fā)生在起重機(jī)械電機(jī)拖動系統(tǒng)當(dāng)中，其中主要的電能消耗途徑是電機(jī)能耗，而在實(shí)際工作當(dāng)中，為了保證其機(jī)械消耗能量的降低，加強(qiáng)其運(yùn)行的節(jié)能效果，可以在調(diào)速的過程當(dāng)中選用適宜的手段來控制能耗，這就是在進(jìn)行機(jī)械能量消耗減少重點(diǎn)的改進(jìn)方向[1]。

起重機(jī)械主要包含電源電動機(jī)以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)，這幾個步驟在進(jìn)行啟動機(jī)械運(yùn)行的過程當(dāng)中重點(diǎn)節(jié)能的區(qū)域就是電機(jī)的運(yùn)行，重點(diǎn)消耗能量的部分就是電機(jī)。為了進(jìn)一步加強(qiáng)其運(yùn)行的節(jié)能性，會對電機(jī)運(yùn)行的能耗以及運(yùn)動的效率進(jìn)行充分的記錄研究，為此才能夠切實(shí)有針對性的降低運(yùn)行過程當(dāng)中不必要的能量消耗。在保障起重機(jī)械功能正常發(fā)揮的基礎(chǔ)之上，降低其運(yùn)行過程當(dāng)中的能源消耗就需要通過能效測試，全面的記錄起重機(jī)運(yùn)行過程中數(shù)據(jù)的變化，通過數(shù)據(jù)的總結(jié)來認(rèn)識到不同型號和不同類別起重機(jī)械在能量消耗上的差異，以及其具體的能量消耗特點(diǎn)。針對大量數(shù)據(jù)的對比研究，從而選擇高效的交流電機(jī)來保證起動機(jī)的智能運(yùn)行。

2 國內(nèi)外起重機(jī)能耗研究的具體現(xiàn)狀

為了加快工程建設(shè)的效率，采用大型的起重機(jī)械來保證施工進(jìn)度，但起重機(jī)械會耗費(fèi)大量的能源，能源又是人們賴以生存和發(fā)展的基本條件，為了保證其運(yùn)行過程當(dāng)中能夠在保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行能源的有效降低，就需要結(jié)合起重機(jī)的能效規(guī)律，采取有效的節(jié)能措施。

根據(jù)統(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)我國起重機(jī)的耗能在整個社會耗能當(dāng)中所占比例較大。世界各國對起重機(jī)械的能量消耗以及節(jié)能技術(shù)研究十分的重視。一些國家提出了起重機(jī)械電動機(jī)挑戰(zhàn)計劃，同時，歐盟禁止生產(chǎn)和流通高能耗的起重機(jī)用電動機(jī)，還規(guī)定了起重機(jī)械用電動機(jī)的最低能效強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。在我國對于起重機(jī)的能耗限制相對起步較晚，整體的起重機(jī)管理還處于一個初步的發(fā)展階段，主要是對其中的能量測試較為重視，并不斷加強(qiáng)起重機(jī)的管理并建立起合理的效能技術(shù)研究。但是在我國對于起重機(jī)的耗能分析及節(jié)能措施采取上缺乏一定的整體性研究，也沒有制定切實(shí)可行的起重機(jī)械能量消耗評價的標(biāo)準(zhǔn)，并且在我國有關(guān)起重機(jī)械節(jié)能的法律法規(guī)較為匱乏[2]。

3 起重機(jī)械的能效測試技術(shù)

能效具體指的就是在能源利用的過程當(dāng)中發(fā)揮作用的能源與實(shí)際消耗能源量的比較。在起重機(jī)械運(yùn)營的過程當(dāng)中，其具體能效指的就是起重機(jī)械吊運(yùn)貨物所做的功以及所消耗電能之間的比較。能效測試重點(diǎn)就是通過一些相應(yīng)的技術(shù)手段，將起重機(jī)械在工作周期內(nèi)所做的功以及所消耗的能量進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，從中分析出起重機(jī)械的耗能特點(diǎn)，并且切實(shí)的根據(jù)起重機(jī)械具體的工作情況，對起重機(jī)械的耗能測試進(jìn)行計算[3]。

3.1 起重機(jī)的能效測試其工作的具體情況

在進(jìn)行起重機(jī)能效測試的開展過程當(dāng)中，首先就需要對起重機(jī)的工作情況進(jìn)行檢測。根據(jù)起重機(jī)的機(jī)械重復(fù)動作來對其整體的機(jī)械行為秩序設(shè)定一個測試的周期，從中再逐步的加速起重機(jī)吊具的負(fù)載，保證其能夠在初始狀態(tài)通過正常的操作達(dá)到規(guī)定高度，工作人員需要在這個過程當(dāng)中進(jìn)行能量數(shù)據(jù)的記錄。需要強(qiáng)調(diào)的是測試過程當(dāng)中，起重機(jī)的機(jī)械運(yùn)營應(yīng)該在額定的速度內(nèi)進(jìn)行才能夠切實(shí)地保證其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，更好地進(jìn)行接下來的工作分析。

3.2 對供給能量進(jìn)行全面的計算

起重機(jī)在具體運(yùn)營的過程當(dāng)中，主要是通過電動機(jī)來提供驅(qū)動力的，電動機(jī)的能源來源就是電網(wǎng)，所以在進(jìn)行啟動機(jī)械的過程當(dāng)中，可以通過對供電系統(tǒng)電壓以及額定功率的記錄來測試啟動機(jī)械所需的功能，而為了保證測試結(jié)果的有效性，就需要在進(jìn)行機(jī)械使用的過程當(dāng)中不斷重復(fù)性地對其進(jìn)行啟停操作，使其構(gòu)建系統(tǒng)電壓出現(xiàn)一定的波動，并切實(shí)地對波動數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的記錄。不僅如此，不斷地通過啟動以及停止機(jī)械運(yùn)營系統(tǒng)，在其運(yùn)行過程當(dāng)中會產(chǎn)生一定的能源消耗，為了保證可以客觀的測試出起重機(jī)械的能量損耗，就需要對這部分的能量消耗進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，同時結(jié)合起重機(jī)械開啟時的電能表測量數(shù)據(jù)，進(jìn)行部分能耗供給的疊加，進(jìn)而更好地對起重機(jī)械運(yùn)營的供給能進(jìn)行掌控。

3.3 對有效能進(jìn)行計算

在起重機(jī)械進(jìn)行運(yùn)營的過程當(dāng)中，有效能具體指的就是通過將物體進(jìn)行移動而消耗的能量，這種能量是為了保證起重機(jī)械工作的完成所必須消耗的，尤其是在進(jìn)行大型荷載的過程當(dāng)中，為了切實(shí)的保證其任務(wù)的完成，就需要利用大量的能量來降低重力對其荷載的影響。不僅如此，在移動的過程當(dāng)中，由于速度的變化還會產(chǎn)生一定的摩擦力，為了減小阻力對其工作的影響還會進(jìn)一步加大能量的消耗。為此，在進(jìn)行起重機(jī)械有效能檢測的過程當(dāng)中需要結(jié)合不同的荷載來進(jìn)行科學(xué)的測算。對一個固定周期內(nèi)的起重機(jī)械有效能進(jìn)行全面的分析，就需要結(jié)合物體的不同重量以及提升的高度并且強(qiáng)調(diào)水平移動過程當(dāng)中的速度，才能夠更全面的對有效能進(jìn)行把握。

3.4 對能效比進(jìn)行計算

能效比具體在起重機(jī)械運(yùn)營的過程當(dāng)中就是指起重機(jī)械在移動物體時有效功和運(yùn)行所做功的比較，通過全面的把控機(jī)械運(yùn)營狀態(tài)的能效比，能夠更好地了解起重機(jī)械的運(yùn)營是否處在正常的范圍之內(nèi)，并且確定其所做功能否合理，計算起重機(jī)械的能效比能夠進(jìn)一步的為起重機(jī)械的節(jié)能工作進(jìn)行準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的提供，進(jìn)而幫助其節(jié)能技術(shù)的選擇。

4 起重機(jī)械節(jié)能技術(shù)的研究

4.1 起重機(jī)械輕量化技術(shù)

輕量化的技術(shù)是目前對起重機(jī)械進(jìn)行節(jié)能所采取的相對較為重要的節(jié)能技術(shù)之一。輕量化主要集中在對起重機(jī)械當(dāng)中主梁上的優(yōu)化。根據(jù)其起重機(jī)的特點(diǎn)以及功能，將機(jī)械的主梁進(jìn)行窄扁形箱的設(shè)計，可以切實(shí)地減少端梁的鋼板用料，并且還能進(jìn)一步的提高其整體起重機(jī)的承載能力。不僅如此，對小車進(jìn)行輕量化改進(jìn)，也是其整體機(jī)械輕量化技術(shù)發(fā)展的一個方向，對其中的減速機(jī)以及制動機(jī)和電動機(jī)進(jìn)行三機(jī)一體的結(jié)合，能夠切實(shí)地減輕小車的全部質(zhì)量，并且減少小車建設(shè)過程當(dāng)中所耗費(fèi)的材料，這種結(jié)合方式還可以進(jìn)一步的優(yōu)化小車架的應(yīng)力分布，切實(shí)有效地提升整體小車運(yùn)營的穩(wěn)定性，并加強(qiáng)小車的安全性。在一些適宜的部分將鋼材用鋁合金材料代替能夠在減輕整體起重機(jī)械重量的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步的鞏固其機(jī)械整體的質(zhì)量。

4.2 起重機(jī)械混合動力技術(shù)

為了加強(qiáng)起重機(jī)械的能量改進(jìn)，在其中進(jìn)行混合動力技術(shù)的革新。這種技術(shù)在汽車上已經(jīng)有了十分成熟的表現(xiàn)，混合動力就是指通過將兩種或兩種以上的動力源進(jìn)行輸出動力系統(tǒng)的構(gòu)建。一般分為電動混合動力系統(tǒng)和液壓混合動力系統(tǒng)。這兩種動力系統(tǒng)除了動力源不盡相同，其工作的特點(diǎn)也是有較大區(qū)別的。在進(jìn)行技術(shù)融入的過程當(dāng)中，需要結(jié)合不同工作不同區(qū)域的需要來進(jìn)行技術(shù)的融入。但需要格外注意的是，其具體系統(tǒng)的選擇都是要在傳統(tǒng)動力系統(tǒng)的設(shè)置上進(jìn)行儲能裝置的?；旌蟿恿ο到y(tǒng)的重點(diǎn)是利用儲能裝置來進(jìn)行能量的回收，再根據(jù)其他的動力能源進(jìn)一步加強(qiáng)動力的循環(huán)。在進(jìn)行混合動力技術(shù)運(yùn)用的過程當(dāng)中，其技術(shù)的重點(diǎn)是需要對能量進(jìn)行切實(shí)有效的回收，并加強(qiáng)能源的再利用，為此在進(jìn)行起重機(jī)運(yùn)行的過程當(dāng)中實(shí)行混合動力系統(tǒng)的工作模式，能夠切實(shí)的減少電動機(jī)的能量消耗，并且進(jìn)一步的降低其整體的運(yùn)營成本。

4.3 提升起重機(jī)械的制造精度和電動機(jī)性能

進(jìn)一步的完善起重機(jī)械當(dāng)中各個零部件的精準(zhǔn)程度，才能更好地提升其整體的工作效率。比如，切實(shí)的檢測減速器、卷筒以及輪滑零件等數(shù)據(jù)，保證其符合安全生產(chǎn)的要求，從而在加強(qiáng)機(jī)械運(yùn)營效率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能量消耗的目標(biāo)。同時還需要著重對起重機(jī)械的電動性能進(jìn)行優(yōu)化，保證其電動機(jī)的容量可以滿足設(shè)備的使用需求，盡可能的避免電動機(jī)的超負(fù)荷運(yùn)營，防止長時間的超負(fù)荷運(yùn)行減少電動機(jī)的使用壽命。

5 結(jié)語

綜上所述，為了進(jìn)一步降低起重機(jī)械的運(yùn)行能耗，重點(diǎn)需要在節(jié)能技術(shù)上進(jìn)行深入的發(fā)展，不僅應(yīng)該對零部件以及控制系統(tǒng)單元進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，還需要結(jié)合起重機(jī)的特點(diǎn)來對其機(jī)械設(shè)備和制造進(jìn)行全面優(yōu)化。在起重機(jī)運(yùn)行過程當(dāng)中，采取有效的節(jié)能措施才能更好地保證起重機(jī)械的能量轉(zhuǎn)化，加強(qiáng)其工作的效率，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，推動節(jié)約型社會的構(gòu)建。

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