錐形轉(zhuǎn)子電機在塔式起重機中的應(yīng)用

根據(jù)塔式起重機安全規(guī)程（GB5144—2o06），塔機的各機構(gòu)（起升、回轉(zhuǎn)、變幅、大車行走）都應(yīng)配備制動裝置。濟南建筑機械廠原來的QTZ40型塔機變幅機構(gòu)采用了YD電機加蝸輪、蝸桿減速機的方式來傳動（圖1）。該機構(gòu)僅借助于蝸輪、蝸桿具有自鎖的機械特性來制動，并沒有其他專門的制動裝置，而從用戶使用后的反饋信息知，此方式雖具有自鎖制動的功能，但當(dāng)塔機在重載、高速變幅時容易出現(xiàn)“溜車”及啟動、停止時對塔身會有較大的沖擊等缺陷，而且其制動性能很不可靠，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(gòu)的以上缺陷，在原機構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化：在變幅機構(gòu)的減速機與電機間增加了電磁吸盤式（常閉）制動器（圖2），從而實現(xiàn)了機構(gòu)的有效、可靠制動。但該裝置對電路上的要求較高（需要整流裝置），而且在停止變幅時由于制動裝置是常閉的，往往會因突然制動而給塔機造成很大的沖擊，使塔身產(chǎn)生劇烈晃動，特別是在臂頭制動時更會給塔機的鋼結(jié)構(gòu)造成致命損害。盡管后來在電路上追加了制動延時，但因電磁吸盤制動自身的特點也沒能從根本上解決制動不平緩的問題，并且在加了延時制動后塔機的精確定位也失去了保障。另外，如果此裝置長期運行，摩擦片的磨損將會非常嚴(yán)重。為保障安全，用戶必須經(jīng)常檢查并及時更換損壞的摩擦片，這對丁期緊、任務(wù)重而且要在高空作業(yè)的用戶來說很不方便。該制動方式雖然在塔機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)中應(yīng)用很成功，但因變幅機構(gòu)與回轉(zhuǎn)機構(gòu)的制動要求不同（變幅機構(gòu)要求制動常閉，而回轉(zhuǎn)機構(gòu)要求制動常開，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(dāng)剎車用），所以此方式在變幅機構(gòu)上的應(yīng)用很不理想。

為了解決以上問題，經(jīng)過努力攻關(guān)，采取機械與電氣相結(jié)合的方式，使塔機變幅機構(gòu)的制動最終取得了良好的效果。即在變幅機構(gòu)中仍采用結(jié)構(gòu)簡單且具有自鎖功能的蝸輪、蝸桿減速傳動方式，而在電機的選擇上則選用了具有延時制動功能的錐形轉(zhuǎn)子異步電機（圖3）。該種電機定子和轉(zhuǎn)子為圓錐形，電機軸除了作旋轉(zhuǎn)運動外，還可以作軸向移動。當(dāng)電機通電時，定子產(chǎn)生軸向磁拉力使轉(zhuǎn)子軸向向左移動并壓縮彈簧，使制動輪與制動座脫離，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電機斷電時，軸向磁拉力消失，在壓力彈簧的作用下，制動輪復(fù)位實現(xiàn)電機的制動。該電機在廠里QTZ40型塔機變幅機構(gòu)的試用中取得了良好的平緩制動效果，滿足了塔機的國標(biāo)要求。也因其性能可靠和維護(hù)方便得到了用戶的認(rèn)可。此外，錐形轉(zhuǎn)子異步電機所具有的啟動轉(zhuǎn)矩大、結(jié)構(gòu)緊湊、可頻繁啟動、性能穩(wěn)定、成本低等眾多優(yōu)點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，大大的降低了產(chǎn)品的改進(jìn)成本。現(xiàn)濟南建筑機械廠已生產(chǎn)并銷售此種變幅機構(gòu)的塔機100多臺，均未出現(xiàn)過質(zhì)量問題，實踐證明此種制動方式是完全成功的。

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