10 t 以下小型電動葫蘆 能效特性分析與改善措施

　　包 波1 王旭紅1 卞書軍1 任 煜1 何湘華2
1 北京起重運輸機械設計研究院有限公司 北京 100007 2 上海寶鬆重型機械工程（集團）有限公司 上海 201900

　　摘 要：通過對全國大量不同規格，不同型號的10t 及以下的電動葫蘆進行能效試驗所得出的試驗數據進行篩選，整理和分析，進而得出10t 及以下電動葫蘆的能效特性。並根據此特性
，提出了電動葫蘆的能效改善方法與使用建議。

　　關鍵詞：電動葫蘆；能效；特性分析；使用建議

　　中圖分類號：TH211.3 文獻標識碼：B 文章編號：1001-0785（2020）07-0058-05

　　1 背景概述
葫蘆式起重機（以下簡稱電動葫蘆）具有體積小
、自重輕、操作簡單、使用方便等特點
，被廣泛用於工礦企業、倉儲、碼頭等場所。據保守統計，截止到目前我國已有300 duowantaidiandonghulu，qinengyuanxiaohaoliangjuda。suizheshehuishanghuanbaojienengyishidezengqiang
，zaiguanzhuanquanxingnengdejichushang，yuelaiyueguanzhuchanpinbenshendejienengjianpaigongneng。suizhewoguobuduantuijin《電動葫蘆能效試方法》國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)草(cao)案(an)
，引(yin)起(qi)了(le)世(shi)界(jie)各(ge)國(guo)強(qiang)烈(lie)的(de)關(guan)注(zhu)
，紛(fen)紛(fen)針(zhen)對(dui)電(dian)動(dong)葫(hu)蘆(lu)進(jin)行(xing)能(neng)效(xiao)試(shi)驗(yan)，逐(zhu)漸(jian)達(da)成(cheng)共(gong)識(shi)
，電(dian)動(dong)葫(hu)蘆(lu)的(de)能(neng)效(xiao)特(te)性(xing)是(shi)衡(heng)量(liang)產(chan)品(pin)性(xing)能(neng)的(de)重(zhong)要(yao)指(zhi)標(biao)。

　　2 國內外研究現狀
2.1 國際現狀
國內外學者與行業專家在進行了大量的試驗後
，積累了大量試驗數據。在此基礎上，提出了係統而完善的方法與標準。其中以美國、德國和日本最有代表性。以德國為例，2011 年德國機械設備製造業聯合會（VDMA）就發起了“藍色能效”倡議，集中德國機械設備製造業聯合會會員的資源、專業知識和力量，推動可持續發展。

　　德國製造商有較深的能效意識。其藍色能效方略已經進入不同的機械製造領域。早在2013 年德國漢諾威歐洲機床展（EMO）上
，主辦方特設了藍色能效特展
，包括德馬吉機床、通快機床、Fraunhofer IWU 等各種企業機構
，展示並推廣節能環保理念。

　　2.2 國內現狀
近jin年nian來lai
，我wo國guo能neng效xiao標biao準zhun也ye一yi直zhi在zai推tui進jin。在zai起qi重zhong機ji行xing業ye中zhong，針zhen對dui不bu同tong的de機ji型xing先xian後hou製zhi定ding了le詳xiang細xi的de能neng效xiao測ce試shi方fang法fa和he能neng效xiao限xian額e。電dian動dong葫hu蘆lu方fang麵mian，目mu前qian現xian行xing的de標biao準zhun為weiGB/T 30028—2013《電動葫蘆能效測試方法》和JB/T12745—2016《電動葫蘆能效限額》
，並正在致力於將其推向國際化。

　　3 10 t 以下小型電動葫蘆能效特性
xiaodunweidediandonghulubeiguangfanyingyongyugezhongchanghe。benyanjiuyijuguojiabiaozhunyaoqiudeceshifangfa，zaiduozhongbutongdegongkuangxia
，duiquanguobutongchangjiashengchandebutongxinghao
、起重量小於10 t 的電動葫蘆進行了能效測試，取得了電動葫蘆在輕載、中載和重載工況下的數據，繪製了載荷係數普
，為研究、總結電動葫蘆在不同載荷下的能效特性提供了數據基礎。3.1 10 t 以下小型電動葫蘆試驗數據

　　3.1.1 數據篩選與處理
在對全國100 餘個大、小電動葫蘆生產廠家的不同規格的電動葫蘆進行抽樣並進行試驗後
，得到了大量的試驗數據。首先將這些試驗數據按照設備品種
、額定起重量進行了分類與抽取
，得到了小於10 t 的電動葫蘆的全部數據。

　　對抽取的數據進行按照特定規則進行了清洗。清洗的具體規則為：1）刪shan除chu有you缺que失shi信xin息xi的de記ji錄lu。當dang記ji錄lu中zhong主zhu要yao信xin息xi缺que失shi，尤you其qi是shi丟diu失shi較jiao多duo關guan鍵jian信xin息xi時shi
，數shu據ju已yi經jing不bu能neng夠gou反fan應ying其qi所suo能neng夠gou代dai表biao的de信xin息xi，就jiu可ke以yi將jiang記ji錄lu某mou條tiao記ji錄lu刪shan除chu。2）對(dui)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)人(ren)工(gong)補(bu)全(quan)。對(dui)於(yu)不(bu)易(yi)複(fu)原(yuan)的(de)數(shu)據(ju)，利(li)用(yong)默(mo)認(ren)值(zhi)來(lai)代(dai)替(ti)缺(que)失(shi)的(de)信(xin)息(xi)


，將(jiang)缺(que)失(shi)屬(shu)性(xing)值(zhi)的(de)屬(shu)性(xing)視(shi)為(wei)特(te)殊(shu)的(de)屬(shu)性(xing)，為(wei)缺(que)失(shi)的(de)信(xin)息(xi)值(zhi)設(she)置(zhi)特(te)殊(shu)的(de)屬(shu)性(xing)值(zhi)，從(cong)而(er)得(de)到(dao)完(wan)備(bei)的(de)信(xin)息(xi)。3）利li用yong數shu學xue公gong式shi將jiang數shu據ju對dui已yi有you信xin息xi的de值zhi進jin行xing統tong計ji分fen析xi，利li用yong統tong計ji的de值zhi進jin行xing補bu全quan。可ke以yi使shi用yong平ping均jun值zhi填tian補bu空kong缺que值zhi，或huo者zhe使shi用yong同tong類lei型xing樣yang本ben預yu測ce值zhi進jin行xing補bu全quan空kong缺que值zhi。4） 出現異常數據時

，判斷數據是否是確實是異常數據並分析造成異常數據的原因。

　　綜合上述抽樣方法
，在總體樣本空間內得到抽樣組數據。並運用統計學的知識對各組數據中能效與其他參數間的相關性進行了分析。

　　絲繩電動葫蘆能效試驗數據如表1 所示
，環鏈電動葫蘆能效試驗數據如表2 所示。

　　3.2 10 t 以下小型電動葫蘆能效特性
3.2.1 10 t 以下鋼絲繩電動葫蘆能效特性分析
通過對抽樣數據進行分組處理，分別得出了額定起重量、額定起升速度
、倍率、起升電機級數
、轉速、額定起重量X 額定起升速度與能效的關係。

　　圖 1 10 t 以下鋼絲繩電動葫蘆能效與額定載荷相關性

　　圖1 為試驗樣機額定起重量與能效的關係，由圖1可知，額定起重量較小時，樣機能效較低，當額定起重量超過1 t 之後


，能效值趨於穩定。目前國內生產的單速鋼絲繩電動葫蘆的能效值約在78% 左右，雙速鋼絲繩電動葫蘆能效則基本在60% 左右。

　　通tong過guo數shu據ju對dui比bi開kai可ke知zhi同tong等deng額e定ding起qi重zhong量liang的de情qing況kuang下xia，采cai用yong圓yuan柱zhu形xing轉zhuan子zi電dian機ji作zuo為wei起qi升sheng電dian機ji的de電dian動dong葫hu蘆lu能neng效xiao值zhi相xiang比bi於yu采cai用yong錐zhui形xing轉zhuan子zi的de電dian機ji的de電dian動dong葫hu蘆lu能neng效xiao值zhi要yao略lve高gao。且qie相xiang同tong額e定ding起qi重zhong量liang的de電dian動dong葫hu蘆lu中zhong，同tong時shi采cai用yong四si極ji電dian機ji的de情qing況kuang下xia
，起qi升sheng速su度du快kuai
，倍bei率lv低di的de葫hu蘆lu比bi起qi升sheng速su度du慢man，倍bei率lv高gao的de葫hu蘆lu能neng效xiao明ming顯xian要yao高gao。當dang選xuan用yong非fei4 級電機的時，電機級數小
，轉速快的葫蘆能效值要略高於選用級數大，轉速慢的電機作為起升電機的葫蘆。

　　在對不同規格

，不同型號的鋼絲繩電動葫蘆的能效值進行對比的同時
，還收集了同1 台葫蘆在從輕載到額載工況下
，能效隨試驗載荷變化而變化的試驗數據。經過對數據的分析，圖2 列舉了一台5t 的(de)雙(shuang)速(su)鋼(gang)絲(si)繩(sheng)電(dian)動(dong)葫(hu)蘆(lu)能(neng)效(xiao)隨(sui)載(zai)荷(he)變(bian)化(hua)的(de)變(bian)化(hua)曲(qu)線(xian)，此(ci)曲(qu)線(xian)具(ju)有(you)廣(guang)泛(fan)代(dai)表(biao)性(xing)。根(gen)據(ju)曲(qu)線(xian)趨(qu)勢(shi)，可(ke)得(de)出(chu)以(yi)下(xia)結(jie)論(lun)，鋼(gang)絲(si)繩(sheng)電(dian)動(dong)葫(hu)蘆(lu)在(zai)吊(diao)載(zai)不(bu)足(zu)30% 額定起重量的載荷時，其能效值很低
，大量能量均被浪費，當吊載重物超過30% 額定起重量的載荷時，電動葫蘆的能效值會有顯著提升

，並逐漸趨於最高能效值。直至吊載重物超過50%額定起重量，能效值變化非常微小，趨於穩定。

　　圖 2 能效與實際載荷關係曲線

　　2.2.2 10t 以下環鏈電動葫蘆能效特性分析
通過對抽樣數據進行分組處理，分別得出了額定起重量
、額定起升速度、倍率、起升電機級數、轉速、額定起重量X 額定起升速度與能效的關係。

　　圖3 為試驗樣機額定起重量與能效的關係，由圖1可知，額定起重量較小時

，樣機能效較低
，當額定起重量超過1 t 之後
，能效值趨於穩定。目前國內生產的單速環鏈電動葫蘆的能效值約在70% 左右
，雙速環鏈電動葫蘆能效則一般在57% 左右。

　　tongguoshujuduibikaikezhichutongdengedingqizhongliangdeqingkuangxia
，xiangtongedingqizhongliangdediandonghuluzhong，tongshicaiyongsijidianjideqingkuangxia，qishengsudukuai，beilvdidehulubiqishengsuduman，beilvgaodehulunengxiaomingxianyaogao。dangxuanyongfei4 級電機的時，電機級數小，轉速快的葫蘆能效值要略高於選用級數大，轉速慢的電機作為起升電機的葫蘆。

　　圖 3 10t 以下環鏈電動葫蘆能效與額定載荷相關性

　　在對不同規格，不同型號的環鏈電動葫蘆的能效值進行對比的同時
，還收集了同1 台葫蘆在從輕載到額載工況下
，能效隨試驗載荷變化而變化的試驗數據。經過對數據的分析
，圖2 列舉了一台5 t 的de雙shuang速su環huan鏈lian電dian動dong葫hu蘆lu能neng效xiao隨sui載zai荷he變bian化hua的de變bian化hua曲qu線xian，此ci曲qu線xian具ju有you廣guang泛fan代dai表biao性xing。根gen據ju曲qu線xian趨qu勢shi，可ke得de出chu以yi下xia結jie論lun
，鋼gang絲si繩sheng電dian動dong葫hu蘆lu在zai吊diao載zai不bu足zu30% 額定起重量的載荷時，其能效值很低

，大量能量均被浪費，當吊載重物超過30% 額定起重量的載荷時，電動葫蘆的能效值會有顯著提升



，並逐漸趨於最高能效值。直至吊載重物超過50% 額定起重量，能效值變化非常微小，趨於穩定。

　　圖 4 能效與實際載荷關係曲線

　　2.2.3 鋼絲繩電動葫蘆與環鏈電動葫蘆能效對比
通過數據可知清楚地看出
，鋼絲繩電動葫蘆與環鏈電動葫蘆的能效與額定起重量、額定起升速度、倍率、起升電機級數、轉速、額定起重量X edingqishengsududengcanshuzhijiandeguanxijuyouxiangtongdequshi。suobutongdeshi，xiangtonghuozhexiangsiqizhonglianghepeizhidehuanliandiandonghuludenengxiaopubianjiaogangsishengdiandonghuluyaodi10% 左右
，經分析認為，這主要是鏈條傳動的效率要低於減速器的傳動效率所導致的。

　　4 能效改善方法與使用建議
4.1 提升電動葫蘆能效的方法
通過對10 t 以(yi)下(xia)小(xiao)型(xing)電(dian)動(dong)葫(hu)蘆(lu)的(de)能(neng)效(xiao)特(te)性(xing)分(fen)析(xi)，可(ke)知(zhi)，提(ti)高(gao)電(dian)動(dong)葫(hu)蘆(lu)的(de)的(de)能(neng)效(xiao)，最(zui)關(guan)鍵(jian)的(de)是(shi)要(yao)重(zhong)視(shi)各(ge)個(ge)零(ling)部(bu)件(jian)加(jia)工(gong)技(ji)術(shu)的(de)提(ti)高(gao)，進(jin)而(er)來(lai)提(ti)高(gao)電(dian)動(dong)葫(hu)蘆(lu)的(de)整(zheng)體(ti)性(xing)能(neng)。尤(you)其(qi)是(shi)對(dui)於(yu)傳(chuan)動(dong)部(bu)件(jian)的(de)關(guan)鍵(jian)尺(chi)寸(cun)和(he)作(zuo)為(wei)動(dong)力(li)源(yuan)的(de)電(dian)機(ji)的(de)選(xuan)型(xing)，都(dou)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)動(dong)葫(hu)蘆(lu)的(de)能(neng)效(xiao)高(gao)低(di)。

　　如ru對dui於yu起qi重zhong鏈lian條tiao式shi環huan鏈lian電dian動dong葫hu蘆lu承cheng載zai的de關guan鍵jian零ling部bu件jian
，選xuan用yong合he適shi的de鏈lian條tiao式shi環huan鏈lian電dian動dong葫hu蘆lu的de關guan鍵jian環huan節jie。提ti高gao鏈lian條tiao的de品pin質zhi

，可ke以yi有you效xiao地di增zeng加jia鏈lian條tiao及ji環huan鏈lian電dian動dong葫hu蘆lu的de使shi用yong壽shou命ming。鏈lian輪lun的de作zuo用yong主zhu要yao是shi做zuo到dao平ping穩wen的de傳chuan動dong鏈lian條tiao，鏈lian輪lun的de而er幾ji個ge關guan鍵jian尺chi寸cun和he鏈lian窩wo形xing狀zhuang公gong差cha很hen重zhong要yao，鏈lian輪lun關guan鍵jian尺chi寸cun有you節jie圓yuan直zhi徑jing
、齒頂圓直徑、caodipingmiandaolianlunzhongxindejuli，lianwofenduwuchadeng。suoyilianlundejishuyaoqiugengjiadeyange，yexuyaozuodaogengjiashiheliantiaodechuandong。daolianqishibaozhengliantiaopingwenyunxingdezuoyong
，ruodaolianqishejicuo
，fanerzuailiantiaoshunchangyunxing。suoyidaolianqidaoliandechicunyaogenjushijiliantiaohelianlunchilunlaiding。qishengdianjishihuanliandiandonghuludehexinbufen，suoyiqishengdianjizhiliangdetisheng，shibaozhenghuanliandiandonghulugaoxingnengdeguanjian。xuyaoyanfachugezhongsanrekuai、產熱慢
，使用時間更長的環鏈電動葫蘆來保證其性能。

　　4.2 針對能效特性如何使用電動葫蘆
通過對10 t 以(yi)下(xia)的(de)電(dian)動(dong)葫(hu)蘆(lu)能(neng)效(xiao)特(te)性(xing)的(de)分(fen)析(xi)
，可(ke)知(zhi)隻(zhi)有(you)在(zai)載(zai)荷(he)超(chao)過(guo)半(ban)載(zai)以(yi)上(shang)噸(dun)位(wei)時(shi)，電(dian)動(dong)葫(hu)蘆(lu)才(cai)會(hui)有(you)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)能(neng)效(xiao)。為(wei)此(ci)，在(zai)保(bao)證(zheng)安(an)全(quan)性(xing)的(de)前(qian)提(ti)下(xia)
，應(ying)根(gen)據(ju)常(chang)用(yong)工(gong)況(kuang)合(he)理(li)選(xuan)用(yong)電(dian)動(dong)葫(hu)蘆(lu)
，避(bi)免(mian)選(xuan)型(xing)的(de)電(dian)動(dong)葫(hu)蘆(lu)過(guo)大(da)，使(shi)其(qi)在(zai)工(gong)作(zuo)時(shi)，常(chang)常(chang)處(chu)於(yu)輕(qing)載(zai)狀(zhuang)態(tai)，而(er)造(zao)成(cheng)能(neng)源(yuan)浪(lang)費(fei)。

　　在使用過程中
，應盡量避免頻繁點動的現象。同時還要保持電動葫蘆零件的幹燥, 操縱完華時需將葫蘆駛離濕潤區
、高(gao)溫(wen)區(qu)或(huo)化(hua)學(xue)區(qu)，以(yi)維(wei)持(chi)其(qi)機(ji)能(neng)。電(dian)動(dong)葫(hu)蘆(lu)鏈(lian)條(tiao)的(de)保(bao)養(yang)，鏈(lian)條(tiao)需(xu)使(shi)用(yong)機(ji)油(you)潤(run)滑(hua)
，高(gao)粉(fen)塵(chen)工(gong)廠(chang)需(xu)使(shi)用(yong)機(ji)油(you)
，且(qie)按(an)期(qi)清(qing)除(chu)鏈(lian)條(tiao)及(ji)極(ji)限(xian)導(dao)槽(cao)組(zu)內(nei)之(zhi)異(yi)物(wu)，確(que)保(bao)鏈(lian)條(tiao)運(yun)轉(zhuan)之(zhi)順(shun)暢(chang)。（注: 鍛造廠鏈條，不可使用機油，因其粉塵物對鏈條有磨耗性。長期不使用電動葫蘆時，應做防鏽處理及清潔保養
，並上下運轉1~3 min 以yi維wei持chi其qi機ji能neng。鏈lian條tiao如ru使shi用yong中zhong發fa出chu喀ka喀ka聲sheng，可ke使shi用yong少shao許xu機ji油you即ji可ke消xiao除chu聲sheng音yin，當dang聲sheng音yin消xiao除chu後hou不bu可ke再zai添tian加jia機ji油you。電dian動dong葫hu蘆lu齒chi輪lun箱xiang內nei機ji油you從cong開kai始shi運yun作zuo時shi達da500 h 請(qing)檢(jian)查(zha)潤(run)滑(hua)油(you)量(liang)是(shi)否(fou)足(zu)夠(gou)，以(yi)後(hou)第(di)三(san)個(ge)月(yue)按(an)期(qi)檢(jian)查(zha)潤(run)滑(hua)油(you)情(qing)況(kuang)，不(bu)足(zu)則(ze)需(xu)加(jia)油(you)。隻(zhi)有(you)做(zuo)到(dao)良(liang)好(hao)的(de)維(wei)護(hu)保(bao)養(yang)，才(cai)能(neng)使(shi)電(dian)機(ji)的(de)各(ge)個(ge)部(bu)件(jian)得(de)到(dao)最(zui)大(da)程(cheng)度(du)的(de)保(bao)護(hu)，使(shi)電(dian)動(dong)葫(hu)蘆(lu)處(chu)於(yu)高(gao)效(xiao)、安全的運轉狀態。）

　　5 結論
通過對全國大量不同規格
，不同型號的 10 t 及以下的電動葫蘆進行能效試驗所得出的試驗數據進行篩選，整理和分析，進而得出10 t 及以下電動葫蘆的能效特性。並根據此特性，提出了電動葫蘆的能效改善方法與使用建議，可供參考。