小車變幅塔機(jī)的回顧與展望

1 小車變幅塔機(jī)歷史回顧

在塔機(jī)的百年歷史中，最早出現(xiàn)的塔機(jī)型式是動臂式，無論是國外的Liebherr、Potain，還是中國均如此。由于技術(shù)的局限性，直到上世紀(jì)五六十年代，動臂式塔機(jī)很少能帶載變幅，故大部分要靠在軌道上行走來改變吊裝物的水平位置，這一致命的缺點使動臂式塔機(jī)后來很長一段時間被擠出建筑市場，代替它的是我們現(xiàn)在十分熟悉、流行的小車水平變幅塔機(jī)。小車水平變幅型式由于可以輕而易舉地帶載變幅，變幅時吊重水平移動，不僅變幅功率很小，而且吊重安裝就位準(zhǔn)確、易操作，上回轉(zhuǎn)、下回轉(zhuǎn)、附著、內(nèi)爬、行走都可選用。另外，從塔機(jī)設(shè)計角度來看，優(yōu)點十分明顯。 

1）改變幅度而臂架始終在原位，使上部動態(tài)、靜態(tài)載荷變動量都不大。 

2）變幅的驅(qū)動功率僅為動臂式的1/10。 

3）由于臂架水平固定，機(jī)械式起重力矩限制器取力信號可不受臂架重心變化的影響，因而提高了其精度和可靠性。 

4）臂架設(shè)計最大長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過動臂式，目前最大可達(dá)80～100m。 

5）臂架支承與變幅機(jī)構(gòu)無關(guān)，方便安裝、檢修、調(diào)試。 

6）鋼絲繩走向和布置簡單，干涉檢查直觀。 

據(jù)筆者的粗淺論證，小車水平變幅的設(shè)想可能是受橋式起重機(jī)起重小車的啟發(fā)，不過是將起升和變幅機(jī)構(gòu)從小車上移走，大大減輕了小車重量和解決了電源供給和電氣控制問題，使用、設(shè) 計、制造方面的一系列優(yōu)點，使小車水平變幅塔機(jī)首先在歐洲獲得廣泛應(yīng)用。據(jù)Potain 公司介紹，它擁有這方面一些專利，可推斷Potain 公司首先在塔機(jī)上采用了小車水平變幅。我國從20 世紀(jì)60 年代后期直到70 年代，塔機(jī)的研究開發(fā)受國外影響的程度和角度不同，一直按兩條路線進(jìn)行： 

a）快速安裝塔機(jī)：動臂式、小車水平變幅式； 

b）自升式塔機(jī)：小車水平變幅式。 

早期的小車水平變幅塔機(jī)包括長沙（常德）建機(jī)所、北京、上海等研制的QTK25、QTK60、QTP40、ZT120、QTZ160、QTZ80 等型號。幾年后，人們就認(rèn)識到小車水平變幅的諸多優(yōu)勢。80 年代，一系列老式的動臂式塔機(jī)（紅旗Ⅱ-16，TQ60/80 等）被強(qiáng)制淘汰，塔機(jī)行業(yè)幾乎完全是小車水平變幅塔機(jī)。這段歷史充分證明了技術(shù)水平和人們認(rèn)知能力的提高，是推動塔機(jī)發(fā)展的動力。當(dāng)國內(nèi)業(yè)界對動臂或小車水平變幅的爭論的余音還未散去，80 年代中期開始的引進(jìn)工作開拓了大家的眼界，歐洲數(shù)家塔機(jī)企業(yè)紛紛來華推介其技術(shù)，隨后確定的對Potain 公司4種型號小車水平變幅塔機(jī)的引進(jìn)，最終結(jié)束了國內(nèi)的爭論，小車水平變幅塔機(jī)完全統(tǒng)治了國內(nèi)市場。我國的塔機(jī)技術(shù)接近了國外水平，由進(jìn)口國變?yōu)槌隹诖髧?。最近幾年來我國塔機(jī)行業(yè)迅猛的發(fā)展，產(chǎn)量、廠家數(shù)目、出口量成倍的翻番，這與小車水平變幅為制造提供的簡單易行的方便條件是有很大關(guān)系的。當(dāng)塔機(jī)行業(yè)取得如此驚人的績效時，應(yīng)該不要忘記發(fā)展是硬道理。更重要的是不要忘記，與國外相比，我們現(xiàn)在的發(fā)展，很多是靠大量消耗人力和物力資源、漠視對生命的危害而取得的。如何使我國塔機(jī)行業(yè)按以人為本的原則走上持續(xù)良性發(fā)展之路，是我們當(dāng)今重要課題。其中，正確回顧和展望小車水平變幅塔機(jī)的發(fā)展將有助于此課題的探討。 


2 小車變幅塔機(jī)發(fā)展近況 

目前最大型的塔機(jī)，如丹麥Kroll的10000tm級K-10000、法國Potain 的MD3600 都采用小車水平變幅，最大臂長達(dá)80～100m。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，小車水平變幅塔機(jī)有如下特點。 

2.1　臂架的發(fā)展 

1）臂架已形成多種型式，除水平臂外，尚有可折臂、可仰臂、可伸縮臂，以適應(yīng)不同施工要求。臂架的支承方式有單或雙拉桿、靜定雙拉桿，無拉桿支承的平頭式塔機(jī)則成為目前引起廣泛興趣的特有的結(jié)構(gòu)型式。臂架截面則分為正三角形、倒三角形、矩形；變截面時不僅高度變化，而且寬度也變化（Bauma2007 德國WILBET 展品）。 

2）快速安裝塔機(jī)，包括汽車式、履帶式，完全采用小車水平變幅。為了整體運輸、自身架設(shè)，臂架可側(cè)折、上折，折疊動力以液壓油缸為主。城市起重機(jī)大多是小車水平變幅的，而且實現(xiàn)起升機(jī)構(gòu)、起升繩、吊鉤滑輪組、變幅機(jī)構(gòu)、變幅繩與臂架為一個安裝總成，在地面裝配、穿繞完成后，整體直接與塔頭總裝。 

3）小車水平變幅平頭式塔機(jī)近幾年發(fā)展較快，特別是Liebherr 的EC-B 系列代表了最新發(fā)展， 表明世界最負(fù)盛名的塔機(jī)企業(yè)取代了Comansa、Comedil 在平頭式塔機(jī)方面占有的技術(shù)領(lǐng)先地位。臂架支承方式、接頭型式、腹桿布置方法、變幅小車等都有較大創(chuàng)新并繼承了Liebherr的傳統(tǒng)設(shè)計特點。 

4）Liebherr塔機(jī)臂架傳統(tǒng)設(shè)計特點包括：高度與寬度之比較大、弦桿皆為方管、拉桿則主要是單拉桿（少數(shù)重型塔機(jī)為靜定雙拉桿）、變幅小車大部分僅為2倍率、臂根鉸點皆為快裝接頭（除快速安裝塔機(jī)外），拉桿則采用無須焊接接頭