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起重機發展前景分析

發布時間:2021-12-11 15:20:09  來源:  作者:

 物料搬運成了人類生產活動的重要組成部分,距今已有五千多年的發展歷史。隨著生產規模的擴大,自動化程度的提高,作為物料搬運重要設備的起重機在現代化生產過程中應用越來越廣,作用愈來愈大,對起重機的要求也越來越高。起重機正經歷著一場巨大的變革。   大型化和專用化   由于工業生產規模的不斷擴大,生產效率日益提高,以及產品生產過程中物料裝卸搬運費用所占比例逐漸增加,促使大型或高速起重機的需求量不斷增長。起重量越來越大,工作速度越來越高,并對能耗和可靠性提出更高的要求。起重機已成為自動化生產流程中的重要環節。起重機不但要容易操作,容易維護,而且安全性要好,可靠性要高,要求具有優異的耐久性、無故障性、維修性和使用經濟性。目前世界上最大的浮游起重機起重量達6,500t,最大的履帶起重機起重量達3,000t,最大的橋式起重機起重量為1,200t,集裝箱岸邊裝卸橋小車的最大運行速度已達350m/min,堆垛起重機最大運行速度是240m/min,垃圾處理用起重機的起升速度達100m/min。   工業生產方式和用戶需求的多樣性,使專用起重機的市場不斷擴大,品種也不斷更新,以特有的功能滿足特殊的需要,發揮出最佳的效用。例如冶金、核電、造紙、垃圾處理的專用起重機,防爆、防腐、絕緣起重機和鐵路、船舶、集裝箱專用起重機的功能不斷增加,性能不斷提高,適應性比以往更強。   模塊化和組合化   用模塊化設計代替傳統的整機設計方法,將起重機上功能基本相同的構件、部件和零件制成有多種用途,有相同聯接要素和可互換的標準模塊,通過不同模塊的相互組合,形成不同類型和規格的起重機。對起重機進行改進,只需針對某幾個模塊。設計新型起重機,只需選用不同模塊重新進行組合?墒箚渭∨可a的起重機改換成具有相當批量的模塊生產,實現高效率的專業化生產,企業的生產組織也可由產品管理變為模塊管理。達到改善整機性能,降低制造成本,提高通用化程度,用較少規格數的零部件組成多品種、多規格的系列產品,充分滿足用戶需求。   目前,德國、英國、法國、美國和日本的著名起重機公司都已采用起重機模塊化設計,并取得了顯著的效益。   輕型化和多樣化   有相當批量的起重機是在通用的場合使用,工作并不很繁重。這類起重機批量大、用途廣,考慮綜合效益,要求起重機盡量降低外形高度,簡化結構,減小自重和輪壓,也可使整個建筑物高度下降,建筑結構輕型化,降低造價。因此電動葫蘆橋式起重機和梁式起重機會有更快的發展,并將大部分取代中小噸位的一般用途橋式起重機。   自動化和智能化   起重機的更新和發展,在很大程度上取決于電氣傳動與控制的改進。將機械技術和電子技術相結合,將先進的計算機技術、微電子技術、電力電子技術、光纜技術、液壓技術、模糊控制技術應用到機械的驅動和控制系統,實現起重機的自動化和智能化。大型高效起重機的新一代電氣控制裝置已發展為全電子數字化控制系統。主要由全數字化控制驅動裝置、可編程序控制器、故障診斷及數據管理系統、數字化操縱給定檢測等設備組成。變壓變頻調速、射頻數據通訊、故障自診監控、吊具防搖的模糊控制、激光查找起吊物重心、近場感應防碰撞技術、現場總線、載波通訊及控制、無接觸供電及三維條形碼技術等將廣泛得到應用。使起重機具有更高的柔性,以適合多批次少批量的柔性生產模式,提高單機綜合自動化水平。重點開發以微處理機為核心的高性能電氣傳動裝置,使起重機具有優良的調速和靜動特性,可進行操作的自動控制、自動顯示與記錄,起重機運行的自動保護與自動檢測,特殊場合的遠距離遙控等,以適應自動化生產的需要。   例如采用激光裝置查找起吊物的重心位置,在取物裝置上裝有超聲波傳感器引導取物裝置自動抓取貨物。吊具自動防搖系統能在運行速度200m/min、加速度0.5m2/s的情況下很快使起吊物搖擺振幅減至幾個毫米。起重機可通過磁場變換器或激光達到高精度定位。起重機上安裝近場感應系統,可避免起重機之間的互相碰撞。起重機上還安裝了微機自診斷監控系統,該系統能提供大部分常規維護檢查內容,如齒輪箱油溫、油位,車輪軸承溫度,起重機的載荷、應力和振動情況,制動器摩擦襯片的壽命及溫度狀況等。   成套化和系統化   在起重機單機自動化的基礎上,通過計算機把各種起重運輸機械組成一個物料搬運集成系統,通過中央控制室的控制,與生產設備有機結合,與生產系統協調配合。這類起重機自動化程度高,具有信息處理功能,可將傳感器檢測出來的各種信息實施存儲、運算、邏輯判斷、變換等處理加工,進而向執行機構發出控制指令。這類起重機還具有較好的信息輸入、輸出接口,實現信息全部、準確、可靠地在整個物料搬運集成系統中的傳輸。起重機通過系統集成,能形成不同機種的最佳匹配和組合,取長補短,發揮最佳效用。目前重點發展的有工廠生產搬運自動化系統,柔性加工制造系統,商業貨物配送集散系統,集裝箱裝卸搬運系統,交通運輸和郵電部門行包貨物的自動分揀與搬運系統等。   新型化和實用化   結構方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結構的拼接焊縫,提高抗疲勞性能。采用各種高強度低合金鋼新材料,提高承載能力,改善受力條件,減輕自重和增加外形美觀。橋式起重機的橋架結構型式大多采用箱形四梁結構,主梁與端梁采用高強度螺栓聯接,便于運輸與安裝。   在機構方面進一步開發新型傳動零部件,簡化機構!叭弦弧边\行機構是當今世界輕、中級起重機運行機構的主流,將電動機、減速器和制動器合為一體,具有結構緊湊、輕巧美觀、拆裝方便、調整簡單、運行平穩、配套范圍大等優點,國外已廣泛應用到各種起重機運行機構上。為使中小噸位的起重小車結構盡量簡化,同時降低起重機的尺寸高度,減小輪壓,國外已大量采用電動葫蘆作為起升機構。為了減輕自重,提高承載能力,改善加工制造條件,增加產品成品率,零部件盡量采用以焊代鑄,如減速器殼體、卷簡、滑輪等都用焊接結構。減速器齒輪都采用硬齒面,以減輕自重、減小體積、提高承載能力、增加使用壽命。液壓推桿盤式制動器的應用范圍也越來越大。此外,各機構采用的電動機都向高轉速發展,從而減小電機基座號,減輕重量與減小外形尺寸,并可配用制動力矩小的制動器。   在電控方面開發性能好、成本低、可靠性高的調速系統和電控系統,發展半自動和全自動操縱。采用機電儀液一體化技術,提高使用性能和可靠性,增加起重機的功能。今后會更加注重起重機的安全性,研制新型安全保護裝置。重視司機的工作條件,應用人體工程學設計司機室,降低司機的勞動強度。德國近年為解決起重機吊鉤的防擺控制,開發了模糊邏輯電路的控制技術,用神經信息和模糊技術來尋找開始加速的最佳時刻,將有經驗司機防擺實際操作的數據輸入系統,實現最優控制。模糊控制方式能確定實施自動工作的控制指令,將人們主觀上的模糊量通過模糊集合進行數字化定量,再利用計算機。
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