錐形轉子電機在塔式起重機中的應用

根據塔式起重機安全規程（GB5144—2o06），塔機的各機構（起升、回轉、變幅、大車(chē)行走）都應配備制動(dòng)裝置。濟南建筑機械廠(chǎng)原來(lái)的QTZ40型塔機變幅機構采用了YD電機加蝸輪、蝸桿減速機的方式來(lái)傳動(dòng)（圖1）。該機構僅借助于蝸輪、蝸桿具有自鎖的機械特性來(lái)制動(dòng)，并沒(méi)有其他專(zhuān)門(mén)的制動(dòng)裝置，而從用戶(hù)使用后的反饋信息知，此方式雖具有自鎖制動(dòng)的功能，但當塔機在重載、高速變幅時(shí)容易出現“溜車(chē)”及啟動(dòng)、停止時(shí)對塔身會(huì )有較大的沖擊等缺陷，而且其制動(dòng)性能很不可靠，僅適用于輕載、低速的小型塔電機 聯(lián)軸器機。為了消除變幅機構的以上缺陷，在原機構的基礎上進(jìn)行優(yōu)化：在變幅機構的減速機與電機間增加了電磁吸盤(pán)式（常閉）制動(dòng)器（圖2），從而實(shí)現了機構的有效、可靠制動(dòng)。但該裝置對電路上的要求較高（需要整流裝置），而且在停止變幅時(shí)由于制動(dòng)裝置是常閉的，往往會(huì )因突然制動(dòng)而給塔機造成很大的沖擊，使塔身產(chǎn)生劇烈晃動(dòng)，特別是在臂頭制動(dòng)時(shí)更會(huì )給塔機的鋼結構造成致命損害。盡管后來(lái)在電路上追加了制動(dòng)延時(shí)，但因電磁吸盤(pán)制動(dòng)自身的特點(diǎn)也沒(méi)能從根本上解決制動(dòng)不平緩的問(wèn)題，并且在加了延時(shí)制動(dòng)后塔機的精確定位也失去了保障。另外，如果此裝置長(cháng)期運行，摩擦片的磨損將會(huì )非常嚴重。為保障安全，用戶(hù)必須經(jīng)常檢查并及時(shí)更換損壞的摩擦片，這對丁期緊、任務(wù)重而且要在高空作業(yè)的用戶(hù)來(lái)說(shuō)很不方便。該制動(dòng)方式雖然在塔機的回轉機構中應用很成功，但因變幅機構與回轉機構的制動(dòng)要求不同（變幅機構要求制動(dòng)常閉，而回轉機構要求制動(dòng)常開(kāi)，并且只有在頂升及特殊情況下才使用，正常情況下不允許當剎車(chē)用），所以此方式在變幅機構上的應用很不理想。

為了解決以上問(wèn)題，經(jīng)過(guò)努力攻關(guān)，采取機械與電氣相結合的方式，使塔機變幅機構的制動(dòng)最終取得了良好的效果。即在變幅機構中仍采用結構簡(jiǎn)單且具有自鎖功能的蝸輪、蝸桿減速傳動(dòng)方式，而在電機的選擇上則選用了具有延時(shí)制動(dòng)功能的錐形轉子異步電機（圖3）。該種電機定子和轉子為圓錐形，電機軸除了作旋轉運動(dòng)外，還可以作軸向移動(dòng)。當電機通電時(shí)，定子產(chǎn)生軸向磁拉力使轉子軸向向左移動(dòng)并壓縮彈簧，使制動(dòng)輪與制動(dòng)座脫離，轉子旋轉。當電機斷電時(shí)，軸向磁拉力消失，在壓力彈簧的作用下，制動(dòng)輪復位實(shí)現電機的制動(dòng)。該電機在廠(chǎng)里QTZ40型塔機變幅機構的試用中取得了良好的平緩制動(dòng)效果，滿(mǎn)足了塔機的國標要求。也因其性能可靠和維護方便得到了用戶(hù)的認可。此外，錐形轉子異步電機所具有的啟動(dòng)轉矩大、結構緊湊、可頻繁啟動(dòng)、性能穩定、成本低等眾多優(yōu)點(diǎn)也特別適用于塔式起重機，并且采用此方式在塔機的原電路及制造工藝上也不需要改動(dòng)，大大的降低了產(chǎn)品的改進(jìn)成本?，F濟南建筑機械廠(chǎng)已生產(chǎn)并銷(xiāo)售此種變幅機構的塔機100多臺，均未出現過(guò)質(zhì)量問(wèn)題，實(shí)踐證明此種制動(dòng)方式是完全成功的。

如今濟南建筑機械廠(chǎng)已將此成熟技術(shù)全面推廣至QTz4O、QTZ50、QrrZ63型的塔機變幅機構中，均取得了理想的制動(dòng)效果。與以前的制動(dòng)方式相比，此種方式不僅結構緊湊、質(zhì)量可靠、錐形轉子異步電機維護方便，而且制造成本低，極大的增強了濟南建筑機械廠(chǎng)塔機在國內外市場(chǎng)中的競爭能力。