杭州华新机电工程有限公司 浙江省杭州市 310030
摘要：现阶段，我国的机械行业的发展迅速，随着大型起重机械的广泛应用和普及，其造价成本也随着提高，然而工作强度大、使用时间长、作业环境恶劣、能耗大等问题，使起重机械的安全维护和如何节能逐渐成为人们关注的重点。起重机械在长时间运行时，其金属结构会因为裂纹或变形发生失效的现象，发生位置集中在刚性不足的机械结构上。金属结构失效不但影响起重机的工作效率，还会受到设备损坏和经济损失，因此，合理地安全使用大型起重机械是机械设备安全运行的保障，需要提出对起重机械设备安全运行要求。
关键词：大型桥式起重机；安全；节能研究
引言
随着我国工业经济的快速发展，工业化生产活动也步入了更加高效的阶段，生产效率大幅度的提升。起重机械是推进工业生产活动快速发展的重要设备，可以运输各种人工难以搬运的重量级材料和设备，桥式起重机就是常见的起重机械类型之一。桥式起重机被广泛应用于各工业领域，其设备机械损害会随时间推移出现一些安全问题，金属结构的有效性也关系到起重机的使用寿命。另外，针对大型起重机能耗大的问题，加强研究也刻不容缓。
1起重机种类及机械构造
起重机为应对不同的工作需求其种类繁多，主要工作任务是提升和搬运重物，按照结构分类有轻小型起重设备、桥架式、臂架式、缆索式等；按照起重性质，可以分为流动式、塔式机、桅杆式。目前，桥式起重机的应用范围最大，能够承载的载重量也大。桥式起重机按照其结构不同，可以进行再次分类，有单梁、双梁、多梁、双小车和多小车型式等。其主要机构有机械结构、运行机构和电气机构等。桥式起重机通常占地面积小，又因为其工作空间属于高架作业，可以应用于大部分的厂房、仓库或露天场地的货物搬运，其起重量大、运作效率高。桥式起重机主要由桥架、大车运行机构、起重设备和电气设备构成，桥架主要由主梁、端梁运行机构、走台栏杆等附件等组成，是起重机的整体构成，主要用于承载，因此，需要满足实际需要的结构刚度和材料强度。通用桥式起重机的起重设备为装有起升机构和小车运行机构的起重小车，驱动装置机构为大车运行机构，由驱动电机、制动器和减速器构成负责提供动力及制动停车。梁结构的主要材料选用优质的碳素结构钢，增大了主梁结构的整体刚性，更便于运输起重，而且承载量大、工作速度高、生产率高。
2桥式起重机机械故障发生原因和维修保养策略
2.1车轮轨道故障发生原因和维修保养策略
车轮轨道是桥式起重机中的重要装置，如果这一装置出现故障问题和质量隐患会直接对机械设备的运行情况造成影响。车轮轨道需要承载起重机的运行，因此出现故障几率有而较多，具体来讲故障发生原因主要包括4点。（1）运行时间过长，疲劳寿命下降，在大车、小车及起吊重物的长期影响下容易发生轨道变形的问题，进而影响到大车和小车的正常运行。（2）车轮轨道应始终保持平行，确保大小车运行顺畅，否则会在运行过程中出现啃轨甚至脱轨，造成人身安全。（3）对轨道没有实施有效的大规模处理，会降低轨道的质量，在轨道运行中有大概率会出现轨道过热或者沉降的问题，无法保障轨道安全运行。（4）轮缘与轨道之间的距离较小，长期使用发生啃轨的问题，减少使用寿命。啃轨现象具体表现在车体运行时发出较大的摩擦声响，增加车体运行阻力，内部零件如电气零件、机械零件等受损。啃轨也会导致吊车脱轨的问题出现，轮缘也会因轨道受损出现被磨损的痕迹。必须要在日常的使用过程中对车轮轨道进行保养，定期维修和检查车轮轨道的使用情况，减少车轮轨道发生变形、开裂等情况。第一，需要防范车轮轨道出现轨道变形的状况。当在制作桥式起重机的车轮时，选择符合现场实际工况需求的材料，使用新型的方法制作车轮，减少轨道形变的几率。第二，提升运行稳定性，减少故障发生几率。分别驱动的方法是常见的减少传动误差的手段，可以避免车轮在运行过程中出现打滑的问题。车轮打滑是严重的故障问题，会影响桥式起重机的整体运行效率和使用寿命，增加了安全事故隐患的出现几率。第三，针对啃轨问题而言，应当根据啃轨问题的严重程度选择不同的处理方法，如果轨道受损较轻可实施修复处理，在维修工作中技术人员通常用更换紧固螺丝，调整轨道，接头补焊作为啃轨问题的主要处理手段。如果轨道受损较为严重，则需要根据规定更换轨道。当对车轮进行维护和保养时，应当重点检查车轮外径以及对角线尺寸，可以避免车轮与轨道之间存在过大的配合误差。
2.2制动器故障发生原因和维修保养策略
制动器可以控制起重机停止运行，辅助桥式起重机完成制动，是桥式起重机必不可少的装置之一。随着工业生产活动的各个环节逐渐复杂，所使用的材料也不断增多，重量也有所增加，因此制动器应当能够承担较多的荷载力和冲击力，才能够确保桥式起重机的正常运行。然而一旦荷载力和冲击力过大，制动器无法承担，会让制动器受到严重的磨损，甚至发生变形的问题。在这种情况下制动器也会出现升温的问题，如果温度过高则会让制动垫片发生冒烟的问题，降低摩擦系数，降低制动效能。当制动器出现损坏等故障之后，不仅会影响到桥式起重机的使用，还会引发其他较为严重的后果，导致桥式起重机运行时无法提供足够的制动力度或者制动突然失灵都会影响到生产活动的稳定性和安全性。制动器在维修保养时主要从三个角度入手，避免制动器发生故障，延长制动器的使用时间。（1）定期检查零部件。维护人员需要判断制动器内部的各个零件是否处于正常的运行状态，检查各个零件的磨损严重程度，如果有严重的磨损现象应当及时更换零件。（2）对液压系统进行检查。在检查液压系统时需要重点检查液压制动器是否正常，如果发现出现漏油或者油介质中混入杂质或起泡的问题，需要及时处理更换。(3）清理制动片以及制动轮之中存在的杂质，对制动器内部构件的间隙进行及时的测量检查，一旦发现有破损的问题，按照有关标准规范对构件实施合理的处理。
3起重机的节能环保
3.1 混合动力技术
混合动力技术即其起重机运作时采用多个动力源，将起重机工作时无意中消耗的热能、势能、动能等能量通过科学的途径转化成另一个动力源，再次反馈于系统。诸如龙门吊在集装箱下放时，无反馈到电网及逆变的装置，导致直流母排上的电能转化为热能流失了，此时，在直流母排电路中加装超级电容，因为超级电容快充快放、容量大的优点，在下放集装箱时，将损失的热能收集，起吊集装箱时再次释放，大大提高了能源利用率。 由于国内超级电容的生产质量不高，同样可以采用锂电池组替代超级电容，锂电池拥有放电电压稳定、储存寿命长、自放电率低等有点，但价格昂贵。
3.2 变频控制技术
起重机起升机构起吊和下放过程需要的能耗是不一样的，起吊时电动机输出功率较大，下放时输出功率较小，变频技术的引入让两者能够根据实际需要得到合理的功率输出，从而实现节能。 起重机采用变频调速下的鼠笼式电机后，对电源变压器的容量配置要求不高，比原先采用绕线转子电机时的耗电降低了至少 1/5，启动电流也相应降低了近 2 倍。
3.3 起重机轻量化技术
起重机轻量化技术是在考虑起重机个部件重量、控制和承载性能、制造和运行成本等因素下，运用轻量化材料并采用轻量化设计与制作技术来实现节能的目的。 起重机金属结构约占整机自重的 40%～70%，重型起重机可达 90%以上，所以，若起重机金属结构能使用诸如合金、高强度结构钢等重量轻、强度大的材料，则能从源头中达到节省能源的目的；在不考虑造价成本的情况下，使用高陶瓷滚动轴承替代传统轴承，既保证强度又能减少摩擦，从而减少热能的损耗；此外，传统钢制滑轮噪声大、寿命短，钢制柱销联轴器重量大、制造成本高，用尼龙滑轮和尼龙柱销联轴器可以减轻以上情况带来的能源消耗。
结语
综上所述，桥式起重机是一个工厂车间必须的起重设备，也是一个比较容易发生安全事故的设备，对于桥式起重机的设备、管理、环境安全以及人员的安全教育，需要各使用单位一定要引起重视，营造安全良好的生产环境。另外，针对桥式起重机的设计和制造单位，建议从安全性和节能上多做一些研究。
参考文献
[1] 孙忠义. 桥式起重机溜钩事故分析及防范措施[J]. 安徽冶金科技职业学院学报， 2010， 20（1）：22-24.
[2] 胡晓鸣. 浅析桥式起重机安全管理与事故防范措施[J]. 科技视界， 2013（26）：118-119.
[3] 苗建平， 杨晓冬. 浅析桥式起重机的安全管理与事故预防措施[J]. 中国机械， 2014（19）：220-221.
[4]李向东， 原徐成， 叶伟，等. 浅谈起重机节能研究[J]. 起重运输机械， 2013（8）：64-65.
[5]叶伟. 桥式起重机节能评价技术研究及系统开发[D]. 南京理工大学， 2014.