履帶起重機作為大型吊裝施工裝備,廣泛應用于核電、石化、冶金等工程建設領域。2009年國家頒布的《裝備制造業調整和振興規劃》中明確指出了發展大型履帶起重機,這幾年各企業厚積薄發,使得我國履帶起重機行業實現了從模仿到趕超的跨越式發展。本文通過對當前國內外同行業發展的現狀分析,淺談一下國內履帶起重機所處的水平及未來的發展趨勢。
1 國外履帶起重機現狀
目前,國外履帶起重機廠家主要集中在歐美日三國。德國的利勃海爾(Liebherr)公司、特雷克斯-德馬格(Terex-Demag)公司、森尼波根(Senebogen)公司,美國的馬尼托瓦克(Manitowoc)公司、林肯-貝爾特(Link-belt)公司,日本的神鋼(Kobelco)公司、日立住友(Hitachi-Sumitomo)公司和石川島(IHI)公司,下面分別談談以上各廠家的機型及技術特點。
(1)利勃海爾(Liebherr)公司是世界最著名的起重機生產廠家之一,作為行業內的標桿企業,其生產的LR系列履帶起重機型較全,由100噸到3000噸。LR11350,最大起重量1350噸,中國于2006年引進用于石油、冶金化工領域。2012年底面向核電、石化吊裝市場下線的LR13000,最大起重量3000噸,采用傳統回轉支撐連接上下車,單臂架+P型臂架,雙履帶帶載行走,可組合成多種工況的標準型履帶起重機再次震撼世界,被運往美國參與核電和煉油工程建設。LR1600/2-W窄軌起重機,最大起重量600噸,主要針對風電吊裝市場,最大特點是可變下車軌距,特別適合風電狹窄路面行走,該車重心較高,為了避免行走時發生側向傾翻,設計了先進可靠的電控系統和無線操作系統,司機不需要進入司機室即可實現無線操作行走。
(2)德馬格(Demag)公司有著悠久的履帶起重機制造歷史,原屬德國曼內斯曼集團旗下企業,后被美國特雷克斯(Terex)收購。特雷克斯-德馬格(Terex-Demag)公司生產的CC系列履帶起重機從50噸到3200噸,由于其價格比利勃海爾稍低,進入中國市場也較早,CC8800-twins最大起重量3200噸,中國核工業一次采購3臺用于核電建設。該起重機的主要特點正如其名字當中的twins,大部分元部件是由兩臺1600噸起重機CC8800組合而成,這樣巧妙的設計最大限度地節省了制造成本,單件運輸重量不超過60噸,提高了運輸經濟性。為風電工況特殊設計的可變軌距的CC2800-1NT(Narrow-Track)窄軌式履帶起重機最大吊重量600噸,較之利勃海爾公司的LR1600/2-W重心更低,行走時的側向穩定性更好。
(3)森尼波根(Senebogen)公司主要生產中小噸位履帶起重機,僅有80噸、125噸、140噸、180噸和300噸5個型號,所有履帶起重機都帶有配重自裝卸功能,履帶衍生產品較多。
(4)美國的馬尼托瓦克(Manitowoc)公司的前身是造船廠,1988年開始生產履帶起重機,起重量從45噸覆蓋到2300噸。馬尼托瓦克履帶式起重機設計注重創新,產品不拘一格,強調設備的快速拆裝功能,大部分產品帶有上下快速分離器裝置;不同型號產品履帶板可通用,如M21000,最大起重量1000噸,下車配備八條履帶,行走更靈活,接地比壓更??;臂節連接形式由傳統四個銷軸連接改成兩個銷軸連接加兩個定位銷,這樣更方便快速組裝臂架;為了大幅提升吊載穩定性,采用環軌超起裝置,環軌位于起重機行走裝置外圍,大大加大了配重的半徑,載荷由環軌承擔,單缺點是無法行走,使用前投入的人力、物力較大,且無法實現帶載行走。最新升級后的M31000環軌起重機解決了帶環軌無法行走的弊病,將環軌置于底盤之上,四條履帶托起環軌行走,最大起重量2300噸。
(5)日本履帶起重機概況。日本的履帶起重機以液壓傳動為主,核心液壓元件均為本國設計生產,起重量以250噸以下中小噸位為主。只有神鋼(Kobelco)公司在1982年開發過最大起重量650噸的履帶起重機,但未形成批量化,產品單件運輸較之德系車重,其市場定位很明確,80噸級履帶起重機帶自由落鉤功能,主打亞洲市場,性價比高,深受中國、東南亞等國家歡迎。
總之,日本的技術先進性比歐美稍遜,但其市場定位明確,性價比高,250噸以下的履帶起重機占據了一半以上的市場份額,尤其是250噸和80噸履帶起重機可以說是隨處可見。1000噸以上大噸位和3000噸級超大噸位歐美車代表世界先進水平。
2 國內履帶起重機現狀
國內履帶起重機最早起步于上世紀80年代,撫順挖掘機廠,現更名為撫挖重工,引進日本技術開發的50噸全液壓式履帶起重機。近幾年隨著國內國際經濟形勢的不斷變化,中國履帶起重機廠家的發展也經歷了從如火如荼到行業洗牌,主要代表企業有:徐工集團、三一重工、中聯重科和撫挖重工。徐工、三一和中聯三家作為2000年之后起步的履帶起重機生產制造廠商,現在產品型號從50噸到3600噸,撫挖重工最大產品起重量為1250噸。國內幾家企業的產品250噸以下采用液壓傳動控制,部分元件開始國產化,250噸以上產品采用全套進口電控系統。目前國內幾家千噸級的產品都已成功的投入使用,徐工3600噸履帶起重機已經進行兩次千噸以上載荷的成功吊載,三一1600噸機器用于核電穹頂吊裝,撫挖1250噸用于石化吊載。
近幾年,中國履帶起重機制造廠商們不斷用刷新最大起重量的世界紀錄,彰顯中國重器的力量。神鋼在中國成都建廠,美國制造業的回歸等,說明中國履帶起重機經歷了跨越性的發展速度,在液壓履帶起重機制造領域分量越來越重,但不可否認我們和世界一流先進企業仍有差距:
(1)核心元部件仍依賴進口。近三年,中國履帶起重機企業不斷的嘗試泵、閥、馬達以及發動機國產化,并取得了很大的進步,尤其是在150噸級以下的履帶起重機產品上的全套國產化配置日趨穩定。但代表核心技術實力的大噸位,超大噸位的關鍵部件仍依賴進口,國產化無法取代,900噸級臂架用鋼管、1000噸級以上拉板仍需進口。
(2)精細化程度不高。研發投入不夠,基礎理論研究不深,國家法律法規不健全,導致中國履帶起重機仍然存在模仿式設計,跟隨式研發,導致結構、液壓系統及操控系統精細化程度不夠,產品難以形成模塊化、系列化的設計風格,成本無法管控。
(3)可靠性不高。系統不穩定、漏油,焊縫質量不過關等導致的事故頻繁發生,影響世界對中國制造的口碑印象。
總之,中國液壓履帶起重機還應該繼續學習國外先進企業,苦練內功,延伸制造業產業鏈,完成大腦與軀體的分離,品牌運營與產品制造的分離,和國內研發國外生產的分離。
3 發展趨勢
從國內外履帶起重機的發展現狀,可以看出履帶起重機發展大致趨勢有以下幾個特點:
(1)起重機正向超大噸位發展
核電、石化等領域吊裝模塊越來越重,人們總是希望用最少的吊裝次數和最短的吊裝時間來完成吊裝任務,這樣超大噸位的履帶起重機需求迫切。這樣的大型設備必須具備高可靠性、高安全性、先進的電子控制技術、自動化技術以及在線診斷功能。
(2)多功能化
現在挖掘機之所以被稱為“怪手”,是因為其不只是能完成挖掘功能,同時能夠用來拆墻等等多種功能,它已經演變為一種工具,而不是專用設備。未來小噸位的履帶起重機同樣需要多功能,如連續墻、抓斗等,將被當成一種工具來被廣泛地應用于施工建設領域。
(3)新工藝、新方法的研究
充分利用新技術、新工藝來提高產品質量,不斷地開發新材料、新結構、新功能,才能突破設計瓶頸,提高產品核心競爭力。例如碳纖維材料已經成功地被利用到其他工程起重機領域,這種材料更輕,強度更高。
(4)拆裝便捷、運輸經濟性
利用模塊化設計使得履帶起重機這種大型設備的拆裝更加便利,節省時間成本。隨著國家的城市公路建設發展,公路運輸限制要求會越來越嚴格,現在我國的公路運輸超寬限制已經從原來的3.4米減少為3.2米,而目前一些發達國家為3米。利勃海爾公司的設計單件重量都在45噸以下,3米寬度范圍內。
(5)模塊化、美觀化
模塊化設計能夠最大限度地節約制造商和用戶的成本。例如不同型號產品間的部件替換性;通過增加個別裝置可完成衍生變形產品。隨著社會的發展,人們物質生活水平的提高,精神層面的審美標準也在提高,尤其作為工業產品外觀漂亮能讓人視覺更舒服,工作起來更舒心,更能吸引客戶,因此工業品已經從單純的功能型產品變為一種藝術品。
(6)國際化能力
隨著信息化進程的加快,互聯網的發展,品牌的宣傳,履帶起重機廠商必須參與到國際化的競爭當中,這就要求各企業必須苦練內功,以市場為導向研發,以滿足客戶為目的,樹立品牌形象,提高自身的國際競爭力。
(7)綠色發展
在全球倡導綠色制造的大形勢下,應當貫徹輕量化,再利用,再循環的原則,推進綠色發展、循環發展、低碳發展,低消耗、低排放的綠色制造流程,降低制造業能源消耗總量,提高能源資源利用效率,倡導綠色文化。