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起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r
??自有人類文明以來,物料搬運(yùn)便成了要類活動(dòng)的重要組成部分,距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,自動(dòng)化程度的提高,作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣,作用愈來愈大,對(duì)起重機(jī)的要求也越來越高,科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,推動(dòng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造能力的提高,激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來越依賴于技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。這些都促使起重機(jī)的技術(shù)性能進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段,起重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革?,F(xiàn)根據(jù)起重機(jī)的新理論、新技術(shù)和新動(dòng)向,結(jié)合實(shí)例,簡(jiǎn)要論述國(guó)外先進(jìn)起重機(jī)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。
1、重點(diǎn)產(chǎn)品大型化,高速化和專用化。
????由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大,生產(chǎn)效率日益提高,以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加,促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長(zhǎng),起重量越來越大,工作速度越來越高,并對(duì)能耗和可靠性提出更高的要求。起重機(jī)已成為自動(dòng)化生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)。起重機(jī)不但要容易操作,容易維護(hù),而且安全性要好,可靠性要高,要求具有優(yōu)異的耐久性、無故障性、維修性和使用經(jīng)濟(jì)性。目前世界上最大的履帶起重機(jī)起重量3000t,最大的橋式起重機(jī)起生日一1200t,集裝箱岸連裝卸橋小車的最大運(yùn)行速度已達(dá)350m/min,堆垛起重機(jī)級(jí)最大運(yùn)行速度240m/min,垃圾處理用起重機(jī)的起升速度達(dá)100m/min。 2、系列產(chǎn)品模塊化、組合化和標(biāo)準(zhǔn)化
用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法,將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途,有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊,通過不同模塊的相互組合,形成不同類型和規(guī)格的起重機(jī)。對(duì)起重機(jī)進(jìn)行改進(jìn),只需針對(duì)某幾個(gè)模塊。設(shè)計(jì)新型起重機(jī),只需選用不同模塊重新進(jìn)行組合??墒箚渭∨可a(chǎn)的起重機(jī)改換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)高效率的專業(yè)化生產(chǎn),企業(yè)的生產(chǎn)組織也可由產(chǎn)品管理變?yōu)槟K管理。達(dá)到改善整機(jī)性能,降低制造成本,提高通用化程度,用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品,充分滿足用戶需求。目前,德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、美國(guó)和日本的著名起重機(jī)公司都已采用起重機(jī)模塊化設(shè)計(jì),并取得了顯著的效益。德國(guó)德馬格公司的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計(jì)后,比單件設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)費(fèi)用下降12%,生產(chǎn)成本下降45%,經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。德國(guó)德馬格公司還開發(fā)了一種KBK柔性組合式懸掛起重機(jī),起重機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)由冷軋型軌組合而成,起重機(jī)運(yùn)行線路可沿生產(chǎn)工藝流程任意布置,可有叉道、轉(zhuǎn)彎、過跨、變軌距。所有部件都可實(shí)現(xiàn)大扎遏生產(chǎn),再根據(jù)用戶的不同需求和具體物料搬運(yùn)路線在短時(shí)間內(nèi)將各種部件組合搭配即成。這種起重機(jī)組合性非常好,操作方便,能充分利用空間,運(yùn)行成本低。有手動(dòng)、自動(dòng)多種形式,還能組成懸掛系統(tǒng)、單梁懸掛起重機(jī)、雙梁懸掛起重機(jī)、懸臂起重機(jī)、輕型門式起重機(jī)及手動(dòng)堆垛起重機(jī),甚至能組成大型自動(dòng)化物料搬運(yùn)系統(tǒng)。
3、通用產(chǎn)品小型化、輕型化和多樣化
有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在通用的場(chǎng)合使用,工作并不很繁重。這類起重機(jī)批量大、用途廣,考慮綜合效益,要求起重機(jī)盡量降低外形高度,簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),減小自重和輪壓,也可命名整個(gè)建筑物高度下降,建筑結(jié)構(gòu)輕型化,降低造價(jià)。因此電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)和梁式起重機(jī)會(huì)有更快的發(fā)展,并將大部分取代中小噸位的一般用途橋式起重機(jī)。德國(guó)德馬格公司經(jīng)過幾十年的開發(fā)和創(chuàng)新,已形成了一個(gè)輕型組合式的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列。起重量1~80噸,工作級(jí)別A1~A7,整個(gè)系列由工字形和箱型單梁、懸掛箱形單梁、角形小車箱形單梁和箱形雙梁等多個(gè)品種組成。主梁與端梁相接以及起重小車的布置有多種型式,可適合不同建筑物及不同起吊高度的要求。根據(jù)用戶需要每種規(guī)格起重機(jī)都有三種單速及三種雙速供任意選擇,還可以選用變頻調(diào)速。操縱方式有地面手電門自行移動(dòng)、手電門隨小車移動(dòng)、手電門固定、無線遙控、司機(jī)室固定、司機(jī)室隨小車移動(dòng)、司機(jī)室自行移動(dòng)等七種選擇。大車及小車的供電有電纜小車導(dǎo)電、DVS系統(tǒng)兩種方式。如此多的選擇項(xiàng),通過不同的組合,可搭配成百上千種起重機(jī),充分滿足用戶不同的需求。這種起重機(jī)的另一最大優(yōu)點(diǎn)是輕型化,自重輕、輪壓輕、外形尺寸高度小,可大大降低廠房建筑物的建造成本,同時(shí)也可減小起重機(jī)的運(yùn)行功率和運(yùn)行成本。與通用產(chǎn)品相比較,起重量10t,跨度22.5m,通用雙梁橋式起重機(jī)自重24t,起重機(jī)軌面以上高度1876mm,起重機(jī)寬度5980mm;德馬格起重機(jī)的自重只有8.7t,重量輕了176%,起重機(jī)軌面以上高度920mm,降低了104%,起重機(jī)寬度2980mm,外形尺寸減少了100%。
4、產(chǎn)品性能自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化
起重機(jī)的更新和發(fā)展,在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合,將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。大型高效起重機(jī)新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。主要由全數(shù)字化控制驅(qū)動(dòng)裝置、可編程序控制器、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測(cè)等設(shè)備組成。變壓變頻調(diào)速、射頻數(shù)據(jù)通訊、故障自診監(jiān)控、吊具防搖的模糊控制、激光查找起吊物重心、近場(chǎng)感應(yīng)防碰撞技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線、載波通訊及控制、無接觸供電及三維條形碼技術(shù)等將廣泛得到應(yīng)用。使起重機(jī)具有更高的柔性,以適合多批次少批量的柔性生產(chǎn)模式,提高單機(jī)綜合自動(dòng)化水平。重點(diǎn)開發(fā)以微處理機(jī)為核心的高性能電氣傳動(dòng)裝置,使起重機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速和靜動(dòng)特性,可進(jìn)行操作的自動(dòng)控制、自動(dòng)顯示與記錄,起重機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)保護(hù)與自動(dòng)檢測(cè),特殊場(chǎng)合的遠(yuǎn)距離遙控等,以適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。
5、產(chǎn)品組合成套化、集成化和柔性化
???? 在起重機(jī)單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上,通過計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng),通過中央控制室的控制,與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合,與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。這類起重機(jī)自動(dòng)化程度高,具有信息處理功能,可將傳感器檢測(cè)出來的各種信息實(shí)施存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判斷、變換等處理加工,進(jìn)而向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。這類起重機(jī)還具有較好的信息輸入輸出接口,實(shí)現(xiàn)信息全部、準(zhǔn)確、可靠地在整個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)中的傳輸。起重機(jī)通過系統(tǒng)集成,能形成不同機(jī)種的最佳匹配和組合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,發(fā)揮最佳效用。目前重點(diǎn)發(fā)展的有工廠生產(chǎn)搬運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng),柔性加工制造系統(tǒng),商業(yè)貨物配送集散系統(tǒng),集裝箱裝卸搬運(yùn)系統(tǒng),交通運(yùn)輸和郵電部門行包貨物的自動(dòng)分揀與搬運(yùn)系統(tǒng)等。
??????6、產(chǎn)品構(gòu)造新型化、美觀化和實(shí)用化
???? 結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫,提高抗疲勞性能。采用各種啟強(qiáng)度低合金鋼新材料,提高承載能力,改善受力條件,減輕自重和增加外形美觀。橋式起重機(jī)的橋架結(jié)構(gòu)型式大多采用箱形四梁結(jié)構(gòu),主梁與端梁采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接,便于運(yùn)輸與安裝。在機(jī)構(gòu)方面進(jìn)一步開發(fā)新型傳動(dòng)零部件,簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)?!叭弦弧边\(yùn)行機(jī)構(gòu)是當(dāng)今世界輕、中級(jí)起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主流,將電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)器合為一體,具有結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧美觀、拆裝方便、調(diào)整簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)、配套范圍大等優(yōu)點(diǎn),國(guó)外已廣泛應(yīng)用到各種起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)上。為使中小噸位的起重小車結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)化,同時(shí)降低起童機(jī)的尺寸高度,減少輪壓,國(guó)外已大量采用電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)。為了減輕自重,提高承載能力,改善加工制造條件,增加產(chǎn)品成品率,零部件盡量采用以焊代鑄,如減速器殼體、卷簡(jiǎn)、滑輪等都用焊接結(jié)構(gòu)。減速器齒輪都采用齒面,以減輕自重、減小體積、提高承載能力、增加使用壽命。液壓推桿盤式制動(dòng)器的應(yīng)用范圍也越來越大。此外,各機(jī)構(gòu)采用的電動(dòng)機(jī)都向高轉(zhuǎn)速發(fā)展,從而減小電機(jī)基座號(hào),減輕重量與減小外形尺寸,并可配用制動(dòng)力矩小的制動(dòng)器。