起重机械能效测试与节能措施研究

孔维雷

摘 要：随着我国经济的飞速发展，能源消耗速度也在大幅提升。为了保证能源的科学有效利用，在机械设备的运用过程当中，加强对能耗的合理优化，并通过科学的方法对大型机械设备进行效率测试，才能更好的保证其运行的经济效益。在此基础之上，本文深入探讨了起重机械的能效测试方式，并提出了切实有效的节能策略。

关键词：起重机械;能效测试;节能措施

中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）09-0028-02

起重机械多用于机械加工行业及物流运输过程当中，又被称为制造行业的风向标，随着我国经济的不断发展，起重机械在工业生产中的使用数量也在逐渐增加。但是起重机械作为一种高耗能的机电设备，在生产运营的过程当中消耗的电能甚至会超过其设备本身的成本，为了尽可能的在保证机械设备正常运行的情况下，减少能源的消耗，降低其运营的成本就需要结合起重机械的特点进行能耗的合理优化，从而有针对性的开展相应的节能技术研发。

1 起重机械作业的特点以及其能耗

在进行日常工作的过程当中，所采用的起重机械一般是利用其设备特点来进行物品的转移。起重机械的工作特点是匀速的进行重复性的工作，将一些相对质量较大、体积较重的物品进行移动，而这种特性从一方面也造就了起重机械整体的综合质量较重。在实际生产过程中由于自重的问题会产生较大阻力，同时消耗掉大量的能量，并且随着工程的需要会阶段性的进行起重机械操作，这使得其整体运行的速度相对较为缓慢，启动和结束机械设备所用时间较长，这期间也会造成大量的能源损耗。起重机械主要的能量损失是在进行电能转换成机械能的过程中发生的，在一些能量的消耗以及起重机械制动的过程当中，由于其自身重量的原因会产生一定的热能，这也会造成能量的损失。同时在进行起重机械设备速度调制的过程当中，为了保证其速度的平稳变化，会采用串接电阻器来进行速度转变，从而进一步出现能量损失的现象。这几部分的能量损失具体都发生在起重机械电机拖动系统当中，其中主要的电能消耗途径是电机能耗，而在实际工作当中，为了保证其机械消耗能量的降低，加强其运行的节能效果，可以在调速的过程当中选用适宜的手段来控制能耗，这就是在进行机械能量消耗减少重点的改进方向[1]。

起重机械主要包含电源电动机以及驱动机构，这几个步骤在进行启动机械运行的过程当中重点节能的区域就是电机的运行，重点消耗能量的部分就是电机。为了进一步加强其运行的节能性，会对电机运行的能耗以及运动的效率进行充分的记录研究，为此才能够切实有针对性的降低运行过程当中不必要的能量消耗。在保障起重机械功能正常发挥的基础之上，降低其运行过程当中的能源消耗就需要通过能效测试，全面的记录起重机运行过程中数据的变化，通过数据的总结来认识到不同型号和不同类别起重机械在能量消耗上的差异，以及其具体的能量消耗特点。针对大量数据的对比研究，从而选择高效的交流电机来保证起动机的智能运行。

2 国内外起重机能耗研究的具体现状

为了加快工程建設的效率，采用大型的起重机械来保证施工进度，但起重机械会耗费大量的能源，能源又是人们赖以生存和发展的基本条件，为了保证其运行过程当中能够在保证工程质量的基础上进行能源的有效降低，就需要结合起重机的能效规律，采取有效的节能措施。

根据统计研究发现我国起重机的耗能在整个社会耗能当中所占比例较大。世界各国对起重机械的能量消耗以及节能技术研究十分的重视。一些国家提出了起重机械电动机挑战计划，同时，欧盟禁止生产和流通高能耗的起重机用电动机，还规定了起重机械用电动机的最低能效强制性标准。在我国对于起重机的能耗限制相对起步较晚，整体的起重机管理还处于一个初步的发展阶段，主要是对其中的能量测试较为重视，并不断加强起重机的管理并建立起合理的效能技术研究。但是在我国对于起重机的耗能分析及节能措施采取上缺乏一定的整体性研究，也没有制定切实可行的起重机械能量消耗评价的标准，并且在我国有关起重机械节能的法律法规较为匮乏[2]。

3 起重机械的能效测试技术

能效具体指的就是在能源利用的过程当中发挥作用的能源与实际消耗能源量的比较。在起重机械运营的过程当中，其具体能效指的就是起重机械吊运货物所做的功以及所消耗电能之间的比较。能效测试重点就是通过一些相应的技术手段，将起重机械在工作周期内所做的功以及所消耗的能量进行数据对比，从中分析出起重机械的耗能特点，并且切实的根据起重机械具体的工作情况，对起重机械的耗能测试进行计算[3]。

3.1 起重机的能效测试其工作的具体情况

在进行起重机能效测试的开展过程当中，首先就需要对起重机的工作情况进行检测。根据起重机的机械重复动作来对其整体的机械行为秩序设定一个测试的周期，从中再逐步的加速起重机吊具的负载，保证其能够在初始状态通过正常的操作达到规定高度，工作人员需要在这个过程当中进行能量数据的记录。需要强调的是测试过程当中，起重机的机械运营应该在额定的速度内进行才能够切实地保证其数据的准确性，更好地进行接下来的工作分析。

3.2 对供给能量进行全面的计算

起重机在具体运营的过程当中，主要是通过电动机来提供驱动力的，电动机的能源来源就是电网，所以在进行启动机械的过程当中，可以通过对供电系统电压以及额定功率的记录来测试启动机械所需的功能，而为了保证测试结果的有效性，就需要在进行机械使用的过程当中不断重复性地对其进行启停操作，使其构建系统电压出现一定的波动，并切实地对波动数据进行全面的记录。不仅如此，不断地通过启动以及停止机械运营系统，在其运行过程当中会产生一定的能源消耗，为了保证可以客观的测试出起重机械的能量损耗，就需要对这部分的能量消耗进行准确记录，同时结合起重机械开启时的电能表测量数据，进行部分能耗供给的叠加，进而更好地对起重机械运营的供给能进行掌控。

3.3 对有效能进行计算

在起重机械进行运营的过程当中，有效能具体指的就是通过将物体进行移动而消耗的能量，这种能量是为了保证起重机械工作的完成所必须消耗的，尤其是在进行大型荷载的过程当中，为了切实的保证其任务的完成，就需要利用大量的能量来降低重力对其荷载的影响。不仅如此，在移动的过程当中，由于速度的变化还会产生一定的摩擦力，为了减小阻力对其工作的影响还会进一步加大能量的消耗。为此，在进行起重机械有效能检测的过程当中需要结合不同的荷载来进行科学的测算。对一个固定周期内的起重机械有效能进行全面的分析，就需要结合物体的不同重量以及提升的高度并且强调水平移动过程当中的速度，才能够更全面的对有效能进行把握。

3.4 对能效比进行计算

能效比具体在起重机械运营的过程当中就是指起重机械在移动物体时有效功和运行所做功的比较，通过全面的把控机械运营状态的能效比，能够更好地了解起重机械的运营是否处在正常的范围之内，并且确定其所做功能否合理，计算起重机械的能效比能够进一步的为起重机械的节能工作进行准确数据的提供，进而帮助其节能技术的选择。

4 起重机械节能技术的研究

4.1 起重机械轻量化技术

轻量化的技术是目前对起重机械进行节能所采取的相对较为重要的节能技术之一。轻量化主要集中在对起重机械当中主梁上的优化。根据其起重机的特点以及功能，将机械的主梁进行窄扁形箱的设计，可以切实地减少端梁的钢板用料，并且还能进一步的提高其整体起重机的承载能力。不仅如此，对小车进行轻量化改进，也是其整体机械轻量化技术发展的一个方向，对其中的减速机以及制动机和电动机进行三机一体的结合，能够切实地减轻小车的全部质量，并且减少小车建设过程当中所耗费的材料，这种结合方式还可以进一步的优化小车架的应力分布，切实有效地提升整体小车运营的稳定性，并加强小车的安全性。在一些适宜的部分将钢材用铝合金材料代替能够在减轻整体起重机械重量的基础之上，进一步的巩固其机械整体的质量。

4.2 起重机械混合动力技术

为了加强起重机械的能量改进，在其中进行混合动力技术的革新。这种技术在汽车上已经有了十分成熟的表现，混合动力就是指通过将两种或两种以上的动力源进行输出动力系统的构建。一般分为电动混合动力系统和液压混合动力系统。这两种动力系统除了动力源不尽相同，其工作的特点也是有较大区别的。在进行技术融入的过程当中，需要结合不同工作不同区域的需要来进行技术的融入。但需要格外注意的是，其具体系统的选择都是要在传统动力系统的设置上进行储能装置的。混合动力系统的重点是利用储能装置来进行能量的回收，再根据其他的动力能源进一步加强动力的循环。在进行混合动力技术运用的过程当中，其技术的重点是需要对能量进行切实有效的回收，并加强能源的再利用，为此在进行起重机运行的过程当中实行混合动力系统的工作模式，能够切实的减少电动机的能量消耗，并且进一步的降低其整体的运营成本。

4.3 提升起重机械的制造精度和电动机性能

进一步的完善起重机械当中各个零部件的精准程度，才能更好地提升其整体的工作效率。比如，切实的检测减速器、卷筒以及轮滑零件等数据，保证其符合安全生产的要求，从而在加强机械运营效率的基础上，实现节约能量消耗的目标。同时还需要着重对起重机械的电动性能进行优化，保证其电动机的容量可以满足设备的使用需求，尽可能的避免电动机的超负荷运营，防止长时间的超负荷运行减少电动机的使用寿命。

5 结语

综上所述，为了进一步降低起重机械的运行能耗，重点需要在节能技术上进行深入的发展，不仅应该对零部件以及控制系统单元进行节能优化，还需要结合起重机的特点来对其机械设备和制造进行全面优化。在起重机运行过程当中，采取有效的节能措施才能更好地保证起重机械的能量转化，加强其工作的效率，促進我国经济的发展，推动节约型社会的构建。

参考文献

[1] 丁曙光.起重运输机械现代化安全管理系统研究[J].机械管理开发，2019（6）：252-253+286.

[2] 李向东，叶伟，童一飞，等.起重机械能耗检测与评价研究[J].起重运输机械，2014（1）：90-92.

[3] 王松雷.我国起重机轻量化设计存在的困难及建议[J].起重运输机械，2012（8）：10-14.