起升機構(gòu)是塔式起重機最重要的傳動機構(gòu),它要求重載低速,輕載高速,調(diào)速范圍大。起升機構(gòu)調(diào)速方式的優(yōu)劣直接影響整機性能。4繩最大起重量小于等于6t的小中型塔機競爭激烈,成本控制嚴格,國內(nèi)以多速電機變極調(diào)速為主,方案簡單,尚能滿足工作需要。8t和8t以上的中大型塔機需要較好的調(diào)速性能,調(diào)速方式很多,選擇原則有三個:首先要平穩(wěn),沖擊小;其次要經(jīng)濟和可靠,符合國情;三是要便于維修。
1、目前國內(nèi)8~12t起升機構(gòu)的主要調(diào)速方式
1.1 電磁離合器換檔的減速器加帶渦流制動的單速繞線轉(zhuǎn)子電機
該調(diào)速方式德國LIEBHERR塔機應用較多,我國已采用幾十年,但現(xiàn)在已逐漸淡出。它靠電磁離合器換檔改變減速器的速比,靠帶渦流制動的單速繞線轉(zhuǎn)子電機串電阻獲取較軟的特性和慢就位速度。它的優(yōu)點是運行比效平穩(wěn),調(diào)速比可以設(shè)計較大。它的缺點較多,首先電磁離合器一般采用國產(chǎn)機床用產(chǎn)品,壽命短,可靠性差;其次是不能空中動態(tài)變換離合器檔位,不然會下滑,這很危險;三是減速器成本較高。
如果我國能開發(fā)出較經(jīng)濟的高壽命電磁離合器,則仍不失為一種較好的調(diào)速方式,許多用戶已習慣使用電磁離合器。
1.2 普通減速器加帶渦流制動的多速繞線轉(zhuǎn)子電機
將上一種方式的電磁離合器換檔改為多速電機驅(qū)動普通單速比減速器則是本方式的思路。
相對于多速鼠籠電機換檔沖擊大的缺點,帶渦流制動的多速繞線轉(zhuǎn)子電機可串電阻獲取較軟的M-n特性,起制動和檔位切換較平穩(wěn),有慢就位速度(就位檔不宜長時間運行),功率可以比鼠籠電機用得大,一般可到55~75kW.這種調(diào)速方式構(gòu)造簡單,易維護,可靠性高。經(jīng)過反復探索,電機配套廠幾年前成功地解決了渦流制動繞線轉(zhuǎn)子電機散熱問題,大大提高了這種調(diào)速方式的可靠性。
這種調(diào)速方式的電氣控制經(jīng)過多年應用已趨成熟,采用國際著名品牌在國內(nèi)生產(chǎn)的接觸器,其壽命完全能滿足要求,成本在不斷下降,但是75kW以上的繞線電機需要的接觸器型號大,大接觸器需求量小,其價格呈不對稱增加,所以大噸位起升機構(gòu)要想辦法降低接觸器的規(guī)格。
目前國內(nèi)8~12t起升機構(gòu)大多采用這種調(diào)速方式,RCS起升機構(gòu)實際上就是這種方式,只是構(gòu)造更復雜一些,它有兩臺繞線電機和一臺較復雜的減速器。但是這種電機起制動和換檔仍有較大的峰值電流和沖擊,電氣控制系統(tǒng)比較復雜,16t以上的大噸位起升機構(gòu)一般不宜再采用這種調(diào)速方式。
1.3 差動行星減速器加雙電機
行星減速器的太陽輪由一臺電機驅(qū)動,行星架由另一臺電機經(jīng)行星減速驅(qū)動,外軌道的內(nèi)齒圈固定在起升卷筒上。這就是差動行星減速器的構(gòu)造。
行星系確定為某一合適參數(shù)后,卷筒轉(zhuǎn)速就取決于兩臺電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向,同向快速,反向慢速。如果是單速電機,每臺電機則有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止三種狀態(tài)與另一臺電機相配,因此速度檔位很多。如果用多速電機,速度檔位就更多了(可舍棄大部分)。這就是差動調(diào)速原理。
電機可用鼠籠或變頻與鼠籠相結(jié)合,較小噸位用鼠籠,大噸位用變頻與鼠籠相結(jié)合。
這種方式調(diào)速比大,完全能滿足重載低速、輕載高速的要求,而且可靠。