桥式起重机能耗分析与建模

葛志浩^1，童一飞^1，李向东^2

(1. 南京理工大学机械工程学院，江苏 南京210094）

(2. 江苏省特种设备安全监督检验研究院，江苏 南京210036)

基金项目：国家重点研发计划（2017YFF0209804）；江苏省质量技术监督局科技项目（KJ175940）

作者简介：葛志浩（1993—），男，硕士研究生，主要研究方向为智能装备，294188170@qq.com.

通讯作者：李向东，男，研究员级高工，379889000@qq.com.

摘要：以桥式起重机工作机构为研究对象，从能量流分析出发，全面研究了起重机各工作机构的能耗特性；结合功率传输规律，建立了各工作机构的能耗数学模型，进一步分析了桥式起重机的能耗机理及能量损失特性，为桥式起重机能耗评价打下了基础。

关键词：桥式起重机；能耗；工作机构；数学模型

中图分类号：TH215   文献标识码：A   文章编号：2095-509X(2020)10-0005-06

桥式起重机是国民经济建设中不可或缺的特种设备，广泛应用于工矿企业、港口码头、物流企业等。随着环境问题的日益严峻以及节能减排的必然趋势, 国家质检总局提出要对高耗能特种设备进行能效测试，加强特种设备使用环节的节能监管。探索桥式起重机的节能措施与检测评价技术已成为一个热门的研究课题^［1］。目前，我国已经从各方面进行起重机节能技术研究^［2］。

1桥式起重机能量流

桥式起重机是一种典型的特种设备，其结构复杂、耗能环节众多、动态变化大、工作环境恶劣。桥式起重机运行时，电能通过电动机的电磁耦合转变为机械能，一部分用以维持起重机中零部件的运动，一部分通过传递、损耗最后转变为载重的动能和势能。本文将这种能量的运动称为桥式起重机的能量流，由能量的信息论可知，系统能量流的状态是机械运行状态的综合反映^［3］。

桥式起重机的能量流可分为工作机构能量流和辅助系统能量流两部分。工作机构的能量流是桥式起重机能量流的主体，同时也是重要的能量损耗组成部分，因此本文主要研究工作机构的能量损耗特性。桥式起重机运行过程中工作机构的能量流示意图如图1所示。