中国塔机成长历程、现状及发展方向

中国塔机成长历程、现状及发展方向

2010-04-24 22:50:05 阅读8 评论0 字号:

【作者介绍】张建中,湖北省行业专家。中建三局(股份)公司设备公司总经理,高级工程师。从事工程机械技术和管理工作近35年,对混凝土机械和塔式起重设备都有较深的研究。1997年组织、领导的HZS搅拌站“一机双控”技术改造,用一套计算机同时控制两套搅拌站,技改项目获得省级科技进步二等奖,技改方式在武汉市近50家搅拌站得到全面推广。1999年组织、领导的F0/23C塔机标准节变截面技术,获得中建总公司科技优秀项目奖。

    中国塔机行业发展走的是一条从引进国外技术,到不断自我发展的道路。

  经过多年的发展,目前全国塔机行业年产量约20000台,产值近100亿元人民币。除满足国内建设需求,还部分出口。但是,全行业在生产制造水平,经营规模,产品的质量和性能等方面,都存在较大的差异。以科学发展观和国家要求转变经济发展方式的观点来看,我国塔机行业亟待一个大的转变和提升。

  笔者近年来走访了国内主要塔机生产企业,对行业的发展历史和现状进行了深入研究,从中剖析存在的问题,思考中国塔机未来发的展发方向,与行业同仁共同探讨。

  1 中国塔机的发展历程

  中国塔机的发展始于上世纪60年代。当时由东德引入我国的“建筑师Ⅰ”型塔机,这种塔机除了在国内使用之外,北京建筑工程研究所还在此基础上组织开发的16t·m红旗Ⅰ、Ⅱ”型塔机,应是我国自行制造最早的塔机。

  这几款塔机的特性是:轨道行走,下回转,动臂变幅时不可负载,起升不可带载变速以及整体运输等,其使用仅能满足于6层以下楼房的施工。自上世纪60年代至80年代,全国共生产“红旗Ⅰ、Ⅱ”塔机约3000余台,这一型号塔机的生产使用过程也大约持续了20多年。

  中国塔机真正的大发展始于上世纪80年代中期。随着改革开放的逐步深入,原有的红旗塔吊已远远不能满足需求。面对这一发展形势,建设部机械局的负责同志,组织全国的相关厂家和专业人士进行研讨,并到欧洲塔机制造厂家进行参观考察,与德国利勃海尔、法国波坦等公司洽谈合作,并最终确定引进法国波坦F0系列、H3/36B、GTMR360B等塔机技术,分别由国内的北京建机、沈阳建机、四川建机生产制造,并在较短的时间形成了规模化生产。

  F0系列塔机是法国波坦公司上世纪70年xx发的产品,其{zd0}特点是在结构方面标准节采用片式结构,便于远距离运输,而且独立架设高度高;在机构方面起升机构采用RCS双电机能耗制动,L型布置,可实现带载变速,效率高、回转机构采用电磁连轴节和OMD模块控制,回转起升、制动运行平稳、变幅小车采用力矩电机调速。这些技术在当时来说已经是很先进的技术。

  F0系列塔机缺点主要有:起升机构电机为悬臂式安装,在变速时造成电机跳动,电机及驱动齿轮易损坏,同时耗能大,调速电流冲击大,电控系统故障率高,而回转机构电磁联轴节机构和电气故障率都较高,法国波坦公司将该型号塔吊技术转让给中国后,其以后生产的塔机三大机构就放弃使用这些技术,塔机型号也变为MC系列,技术和性能也有了很大提升。

  在法国波坦塔机技术引入中国并形成一定生产规模的同时,长沙建机院以德国利勃海尔塔机技术为蓝本,自行研发出系列塔机产品。利勃海尔塔机与波坦系列塔机的差异,在结构方面表现为标准节为固定式螺栓连接,在机构方面起升机构为π型布置,以软齿面圆柱齿轮为减速器或带电磁离合变速器,电机为两速或三速,后期也有采用涡流调速。回转则采用液力耦合器,也有采用力矩电机调速。

  目前国内塔机市场虽然品名繁多,但主要还是以波坦和利勃海尔两个体系为主。近几年以西班牙COMANSA平头系列的塔机,也逐渐流行并形成一定市场规模。

  2 国内塔机行业的发展现况

  2008年国内塔机产量约20000台,产值近100亿元人民币,起重性能从25t·m到3000t·m,型式主要为水平臂、平头塔和动臂塔,可谓品种繁多,产品的功能用途、性能质量、安全性、技术水平等方面,都在不断地进步和提高,除满足我国国民经济建设飞速发展的需要,还大量出口到非洲、中东,甚至欧美国家。除极少量的大、特型塔机之外,到2000年以后基本挡住了国外塔机的进口。

  但是在塔机产品的质量、性能、技术水平、可靠性、节能性,以及制造工艺等方面,各制造厂家也存在较大的差异性。张家港POTAIN、杭州杰牌COMANSA独资或引进技术的企业,其生产流程、制造工艺、产品质量、性能和技术水平,都处于国内塔机行业金字塔顶端,特别是POTAIN的MC320系列塔机的LVF起升机构,采用一字型的轮边减速型式,结构简捷,体积小,高效、节能,代表了当今塔机起升机构较先进的技术水平。抚顺永茂的平头塔机,在产品系列、规模、质量、性能等方面,在国内都处于{lx1}地位。在大吨位平头塔及动臂塔机制造方面,南京中升较有特色。而在大吨位水平臂塔机研发、制造方面,四川建机较有心得。

  在塔机三大机构方面,各厂家的技术水平和采用的型式也是参差不齐。起升机构以π型、L型为多,部分有采用一字型内置行星或轮边减速,动力配置从低到高有三速电机、双速电机带涡流调速、RCS双电机以及变频电机。回转从高到低为变频调速、RCV控制、电磁联轴节、力矩电机调速,较低端的还有采用液力耦合器。而变幅机构大多采用力矩电机和变频调速。而在塔机型式和结构方面,主要还是以法国POTAIN 和德国LIEBHERR两种体系为主。

  3 国内塔机行业存在的问题

  应当说国内塔机生产制造,从技术水平、产品质量、安全性能等方面,基本能达到国家规范和标准,满足使用要求。但在结构和机构方面,都不同程度存在一些问题。

  在塔机类型及结构方面,一些厂家特别是有一定规模的厂家,过多地重视生产规模,对产品的质量和服务质量不够重视,特别是忽视技术创新,产品的技术水平多年来没有大的提高。

  一些厂家忽视“塔机安全性为{dy}位”的原则,盲目追求制造大吨位水平臂塔机,产品结构存在较大的安全隐患。同时一些不具备制造技术及生产管控能力较差的小厂,其产品质量低劣,存在较大的使用安全隐患。同时大多数厂家的产品型式比较单一,对小吨位的快装式塔吊,以及大吨位的动臂式大塔,缺乏相应的研发和投入,与国外先进水平有较大差距。对塔机的智能化和安全预警,也缺乏必要的研发投入。而对于结构材料的抗疲劳试验,更无一个厂家具备相应的技术设施和手段。

  有的厂家过度注重生产规模,或者不具备必要的生产设施,塔机结构件的焊接质量不高,材料和结构基层不作喷丸除锈处理,喷涂质量不高。

  在机构方面,传递效力较低的软齿面圆柱齿轮减速器,有的厂家还大量用于起升机构,不符合国家的节能倡导,而且π型起升机构钢绳的使用寿命短,RCS机构双电机能耗高、故障率高,等等,这些落后的技术和产品还在大量使用。这些普遍存在的问题,不仅造成行业技术水平落后,产品的性能和质量不高,还增大了塔机后期的使用成本。

  4 中国塔机行业的发展方向

  自上世纪80年代中期至今,我国的塔机制造业在整体上,有了一个较大的飞越。

  但以科学发展观的观点和要求来看待,我国塔机行业不论是在产品的品种、类型、结构细节,三大机构技术水平的提升,以及制造工艺的改进和提高,试验手段的完善等诸多方面,仍有较大的改进和提升空间。

  今后我国塔机行业的发展及方向,应重视以下几个方面:

  (1)在塔机品种和类型方面,小吨位塔机要向快装式方向发展,大吨位塔吊要向动臂式方向发展。

  这一方面是我国的道路运输越来越发达,为快装式塔吊的运输提供了便利的条件,同时快装式塔吊可免除塔机基础制作的费用和浪费,安、拆效率高。一种安全、简便的中小型快装式塔机,在下一步的新农村建设和中小城镇的建设中,将有非常广阔的市场前景。而大型塔机应向动臂式方向发展,一是动臂式塔机与水平臂式塔机相比,同吨位的其平衡臂和起重臂的钢材用量要减少30%左右;二是大吨位动臂式塔机使用安全性,要高于水平臂塔机;三是动臂式塔机对空间的干涉和影响小,使用的举高特性也是平臂式塔机不可比拟的;四是动臂式塔机更适合对大型钢结构施工的吊装。目前我国超高层钢结构和大型工业厂房的钢结构施工所采用的动臂式塔吊,大部分仍依靠进口。

  (2)在塔机结构的研发设计方面,目前国内的所有厂家,均不具备相应的试验设施和检测手段,结构设计仅是通过电脑软件所得到的模拟数据,但还不能通过试验检测得到xx的数据,这对后期使用材料和结构的疲劳及耐久性,缺乏准确的判断和预知性。这也是我国塔机制造行业与发达国家同行业存在较大差距的方面。

  因此,在目前国内塔机行业标准和监管还不十分完善的情况,有一定规模和研发实力的企业,应以增强自觉性和负责任的态度,逐步建立和完善相应的试验和检测手段。如此一是可以xx行业的发展,做规则的制定者;二是为今后行业的不断洗牌、整合抢占先机;三是通过试验手段的提高,做到产品研发的{zd0}合理性和经济性,以降低产品的制造成本。

  (3)在机构方面,要开发出结构紧凑、高效、节能、可靠性高的三大机构。

  目前一些厂家在中大型塔机上配置的软齿面圆柱齿轮的π型起升机构,应予以淘汰。起升机构卷筒应全部采用“LEBUS”双折线槽型式,以提高钢绳使用寿命。采用变频控制的起升机构,应适时开发和运用电流二次逆变技术,提高节能性。大吨位塔机,应相应开发柴油机作为动力和液压系统作为驱动的起升机构,以提高塔机的适用性。而回转机构设计方面,目前国内没有任何一个厂家,较好地解决塔机在运行中突然停电回转失控的工况。

  (4)在塔机智能化方面,我们几乎是一片空白。中型以上塔机在力矩限制器、起重量限制器两方面,要实现实时检测和控制。变幅也要实现实时直观显示。各机构故障也应实现实时在线功能检测。同时一种经济适用的群塔作业的防碰撞装置,也应作为重要的研究课题。驾驶室的坚固度,以及更加人性化的操作环境,也需要进一步的提高和改进。

  (5)在结构制作方面,要进一步提高工艺装备的精度和焊接质量,以及涂装质量和水平。大多附件如栏杆、爬梯、平台等要全部采用镀锌处理,以提高这些附件使用的耐久性和整机的美观度。

  以上是我国塔机制造业在总体上需要不断改进、提高的基本的方面以及发展的方向。除行业全体从业者的自觉性和主动性,国家相关部门也应当不断提高行业标准,加大监管力度,促进行业发展上水平。

  塔机从整体上说是一种非紧凑型设备,以现在“机、电、液”的技术水平,以及不断提高的冶金材料技术,在一定时间内要使我国塔机行业和产品在整体技术水平上,有一个本质上的提升,应当说具备了充分的条件。特别是有一定规模和实力的企业,应将我国塔机行业技术水平的提高,作为一种责任,以科学发展观为工作指南,秉持“敏捷化制造”理念,锐意创新,戒除浮躁,就一定能使我国塔机技术水平有一个大的提升,树立我国塔机的民族品牌和形象,缩短与先进国家的差距并赶超。

 

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