原有起重机和新型的、基于低速大转矩高效永磁电机的传动装置对比
80t/20t运行小车总成
成果简介：本项目把稀土永磁材料应用到起重机行业，研究成果彻底解决了结构复杂、重量大、断齿、漏油等起重机长期未解决的问题，实现了起重机的轻量化和节电目标，使我国的起重机制造水平，站到了世界的最前沿，对促进我国起重机行业的转型升级、提升国际市场竞争力具有重要意义。
学科领域：电气工程
服务领域：装备制造业
应用范围：本产品适用于桥式、门式起重机、矿山机械等低速大转矩场合。
技术特性：
本项目确定的新型传动装置课题——桥式起重机无齿轮传动装置，是以起重机核心部件即起升机构和运行机构为研究对象，通过思路、技术、工艺创新，突破起重机传统设计理念，研制全新的起重机卷筒、永磁电机一体化的新型无齿轮传动装置；彻底改变传统双梁起重机四连机构，将电机、减速机、卷筒、联轴器等部件集于一身，取消减速机、联轴器和补偿轴等（以下简称四连机构），实现起重机传动结构上的重大创新；同时缩短了传统桥式起重机力的传递路线，避免传动环节可能出现的问题。形成结构精简、体积小重量轻、节材节电环保、速度调节范围宽、同步性能强、工作级别可监控、运行安全平稳、自动化及远程控制等产品。
获奖情况：无
技术水平：
关键技术难点：
1) 大吨位起升装置设计难度大：由于将卷筒和永磁电机合二为一,在对电机和起重机分析设计时,二者存在相互制约，同时，还要使小车布局结构紧凑、体积小、重量轻，给起升装置的设计带来很大难度；
2) 细长结构的散热困难：永磁电机转速低、极数多,加上电机细长这一特殊结构,带来了传热、散热的困难,如何有效解决该装置的冷却、散热问题，是一关键技术；
3) 工作效率：如何利用永磁电机特性和矢量变频技术特性来提高作业效率，使电机功率动态跟踪实际负载量的变化，成为节电的关键技术；
4) 安全保障：如何保证起重机悬停制动、减少冲击，以及在制动保护失灵状况下，确保起吊重物缓慢下降，是安全平稳性的关键技术。
创新点：
1) 提出了一种基于卷筒、永磁电机一体化的新型传动装置结构，实现了起升机构的集成化、轻量化；
2) 基于流固耦合的计算方法，解决了大吨位细长型新型传动装置的散热问题，改进了冷却系统的设计方法；
3) 国内首次将0—40r/min低速大扭矩永磁同步电机成功应用于桥式起重机上，实现了起重机整机的高效节电；
4) 提出了一种适用于新型传动装置的细长卷筒加工方法、永磁体装配方法和总体装配工艺方法，保证了批量化生产的产品一致性。
5) 利用永磁电机大的堵转力矩实现吊载零速瞬间制动，同时卷筒采用直接制动，保证了起吊工作安全平稳。
水平：
1) 安装简单精准：只有一个圆柱体状平放固定，两端各1个底座，可兼容75～200吨等多个起升机构功能。
2) 高效节能：免去了减速机及传动机构等，结构简单、体积小、重量轻，整机减重26%以上，节电18%以上。
3) 降噪环保：噪声低于同等产品20分贝以上；没有传动齿轮，没有废油的排放。
4) 运行平稳：新型传动装置低转速、大转矩、冲击力小、防震强、预设指令运行平稳。
5) 安全可靠：采用机械与电磁共存的制动方式，制动器如发生故障，卷筒会匀速下放吊起的物体，避免物体快速落下的危险。
生产使用条件：具备生产低速大转矩永磁电机能力。
市场经济效益预测：
通过新型传动装置的研发、生产，建成一个设施先进、配套完善的新型起重机研发、生产中心，必将为国家和企业带来良好的经济效益和社会效益。项目产品具有高效节能等特点，每年可为起重机行业节约大量的资源，将推动行业技术革新和技术革命的快速发展；投放市场后将打破欧美等国对高端装备的垄断，产品可迅速占领国际市场。采用新型的无齿轮装置起重机比传统起重机重量轻25%，节电达15％以上。其工作效率高，安全性能好，与传统的起重机相比起到了节材、节能、环保的效果。项目产业化后，仅以江西工埠和合作单位生产总量计算，可达到年产75t～150t系列5000台套、150t～200t系列300台套的卷筒、电机一体化新型传动装置产品。平均以125t-18m为75t～150t系列代表、200t-18m为150t～200t系列代表进行分析，125t-18m项目产品售价按39.8万元/台套、200t -18m按55.6万元/台套计算，可实现年平均销售收入21.5亿元。年均总成本费用为18.08亿元，经营成本17.2195亿元；年均增值税、销售税、所得税为1.7亿元，年平均净利润1.72亿元。
按年销售推广75/20t产品2000台、125/32t销售推广3000台、200 /50t销售推广300台计算，采用新型传动装置起重机一年最少可节约钢材13.7万吨。
以传统起重机75t、125t、200t，工作级别为A5、每天累积工作3-4小时举例， 75t起重机年需用电约104390度，125t起重机年需用电约135415度，200t起重机年需用电约162425度；以5300台上述产品、年销售量分析，采用新型传动装置起重机一年可节约用电约1.2亿度。
本课题提出的桥式起重机轻量化传动装置，代表了起重机械领域的发展方向，实现规模化生产之后，将可以部分甚至全部替代进口产品，节约外汇，由于其性能优于国外轻量化起重机，将挤占国外轻量化起重机的市场，拓展应用。
典型应用案例：
本项目受江西工埠机械有限责任公司委托开发起重机用9.79kW永磁电机设计研究，扩展到 4.5kW、15.67kW、24.48kW三种规格的起重机用永磁电机。经过五年的横向课题合作已经生产起重机40几台，经过国家起重运输机械质量监督检验中心检测，各项技术指标均符合国家有关要求。产品已经小批量生产，产品性能均达到了设计要求，并有客户在进行试运行，反应良好，具有广阔的市场前景。该项目在2015年成功申报国家科技支撑计划课题《桥式起重机械轻量化关键技术研究与应用》（课题编号：2015BAF06B04），课题总体目标是针对桥式起重机对轻量化、节能的需求，开发卷筒外径500、630、800三个等级起重机的新型传动装置，并在75～200t桥式起重机上应用；通过新型传动装置的研制及200t轻量化起重机设计运用，实现整机减重26%以上、节电18%以上。
负责人：韩雪岩
联系方式：13166763168