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从100t到3200t 主流履带起重机的奋斗史

2012-5-30 15:26| 发布者: 巨车网| 查看: 1390| 评论: 0|原作者: Stuart Anderson|来自: 今日起重机

摘要:   许多其它行业的情况一样,由于2011年的经济形势重创了用户们的信心,对新型履带起重机的需求目前正在经历一个困难时期。当进行大型起重机这样重大的资本投资时,信心就是上帝。几个月以前,大型履带起重机似乎会 ...
  许多其它行业的情况一样,由于2011年的经济形势重创了用户们的信心,对新型履带起重机的需求目前正在经历一个困难时期。当进行大型起重机这样重大的资本投资时,信心就是上帝。几个月以前,大型履带起重机似乎会有一些大的动作,以满足缓慢增长的经济需求。不幸的是,福岛灾难和政治家们的下意识反应,停止了一切涉核项目的进程以及购买建设这些项目所需要的大型履带起重机。

  希望不久的将来,适当保护老旧核电站或它们的退役工作会给起重机带来大量的工作。也希望政治家们会很快明白拖延新核电站的建设并不是一个好办法。

  此外,中国和印度看来将会保持强劲的发展势头。但就我最近对中国主要起重机制造厂的采访情况来看,中国企业也不一定有很强的抵抗力。“对工程机械的需求已经大大缩水,明年的增长速度肯定会放慢。”中联董事长兼首席执行官詹纯新在2011年11月15日时说。

  他说,由于经济增长速度放慢和铁路建设项目的消减,中国明年对起重机和挖掘机的需求将继续放慢。

  一个时代的结束

  坏消息到此结束。这段艰难时光伤害了起重行业各个领域中的众多好人。虽然有大量人员被裁减,但只有一个工厂被关闭,即特雷克斯威尔明顿工厂。这条消息令人沮丧,但也许是不得已而为之。

  特雷克斯在1997年购买美国起重机公司时,其它几个潜在的收购者曾对这家公司进行了调研,但最终放弃了。经过几十年的辉煌历程,明尼苏达州圣保罗的前美国起重机械公司出现了衰败的苗头。

  由于大量的基础设施和技能都只适合于生产传统的机械式起重机,向液压起重机转型搞垮了这家公司。1985年,公司下了一个赌注,把生产基地搬迁到了生产费用较低的南方,即北卡罗来纳州的威尔明顿,实际上是放弃了北方成熟的生产基地。不管怎么说,公司勉强存活了下来,直到快速增长的特雷克斯(主要是Fil Filipov)收购了这家公司,将其产品纳入了自己的范围。

  事情的转机出现在1998年遇到了日本石川岛公司(IHI),特雷克斯的子公司Koehring在挖掘机和起重机的贴牌生产方式上与这家公司有着35年的关系。艰苦和雄心勃勃的谈判开始了,最终卖掉了700台由IHI生产的特雷克斯-美国公司品牌的产品,因为用户们认为这种由IHI生产的起重机“坚固耐用”。

  实际上这些起重机安装了由美国起重机械公司设计的臂架,在威尔明顿生产。但当前的现实是,很少还有客户会受到这种国内制造臂架的“诱惑”而购买特雷克斯-美国公司的起重机。特雷克斯国内的竞争对手直接进口贴牌日本起重机“整机”,因而不受这方面的影响。进口整机有许多好处,如质量控制好(统一来源)、试验效率高和交货方式灵活,因为这些起重机可以直接运送到靠近用户的港口,而不必先运送到美国的工厂“组装”后再发给用户。

特雷克斯的CC 8800-1 Twin

  由于有了IHI的项目,原美国起重机公司的产品由于数量有限停止了生产。为了充分利用威尔明顿空旷的厂房,采取为派纳生产塔式起重机塔柱和将车间作为特雷克斯进口欧洲产品的库房等措施最终都证明不可行。结果该工厂解散了90个很好的工作岗位,从此也很少有履带起重机进口。

  特雷克斯不得不继续为主要销往北美的700多台贴特雷克斯-美国起重机公司品牌的IHI起重机提供售后服务,还要为数千台销往全世界的美国起重机公司和美国起重机械公司产品提供服务。

  为了保证随时能够提供主臂和副臂备件,特雷克斯将必要的臂架备件和生产设施搬迁到俄克拉荷马州的俄克拉荷马市,在那里建成特雷克斯-美国公司品牌的主臂和副臂生产能力。

  所有其它特雷克斯-美国起重机公司的备件转移到了特雷克斯在密西西比州绍斯海文市的备件中心,并将威尔明顿的售后服务中心搬迁到了一个新的地点。

  然而本地生产制造能力的存在是十分重要的,这家工厂好歹曾是特雷克斯在美国唯一的履带起重机生产工厂。

  100年的发展史

  如果市场不是这样糟糕的话,2011年本是履带起重机大喜的一年,是第一台起重机安装到履带底盘上整整100周年的纪念日。履带起重机是威斯康星州南密尔沃基的比塞洛斯公司1911年发明的,第一个机型是一台比塞洛斯Type 14型汽油机动力的索铲斗(可以当起重机用),该机卖给了得克萨斯州的Rio Grande建筑公司。Type 14配备了18.3m长的桁架臂、4.27m直径的回转支承,履带机型重47t。

  虽然在这100年的时间中履带起重机的演变惊人,但其遗传基因仍十分清晰。在这漫漫的发展过程中,动力从蒸汽到电力到汽油最终到柴油,材料从木梁与槽钢铆接混合制造6m固定长度臂架到可接长的桁架臂到机器人焊接的细晶粒高强度钢臂架,回转方式从链式有限回转到钩滚式全回转到平顺的全封闭润滑回转支承,传动从笨重的齿轮到鼓式助力离合器到全液压驱动,起重量从2t到3200t。

  然而最大的变化是人机工程学上的变化。操纵早期的起重机或索铲斗的人必需是蒸汽和机械工程师,并要具有健美师的体格。操纵员要愿意每天工作繁重的12小时,全年不停地工作,经历所有恶劣天气的考验,且没有任何防护和遮挡;时刻准备在地面塌陷或机器倾翻时把它挖出来或拉出来;没有仪表,没有手册,没有售后服务。

  第一台履带牵引车成功推出后仅7年,履带起重机/索铲斗就问世了。这项发明意义非凡。将一台臂架可以旋转的机器安装在仅具牵引功能的履带车上真正凸显了履带底盘的内涵和优越性。履带底盘具有在崎岖或松软地面上行驶的机动能力,重心低,结构坚固且价格低廉,底盘的这些特点为起重和搬运作业提供了一个稳定的基础。

  第一台全功能履带牵引车是英国林肯郡格兰瑟姆的Richard Hornsby公司总工程师David Roberts于1904年设计并注册专利的。10年以后,该专利权被卡特皮勒之父Benjamin Holt购买,虽然Holt从1904年底就已经开始试验后履带牵引底盘——一种后履带前轮转向的半履带车辆。Hornsby后来又收购了另一家位于林肯附近的挖掘机制造商Ruston Proctor公司,于1918年成立了Ruston & Hornsby公司,后在1930年与比塞洛斯合并,成立了Ruston-Bucyrus公司(RB)。

  上一世纪20年代,比塞洛斯在24t的拉铲挖掘机上开发了4履带机型。马尼托瓦克的设计师John(或他的一个同事)很明显对此印象深刻,与1999年ConExpo博览会上推出了配备了4条履带的1000t起重机21000。

  1911年桁架臂广泛应用于固定式桅杆起重机、铁路起重机和塔式起重机上。尽管20世纪初期开发的第一台(撬装)拉铲挖掘机采用了木制或槽钢臂架,但由于更大幅度和更大起重量的需求,开始采用桁架臂。当比塞洛斯于1910年收购了Heyworth-Newman进入拉铲挖掘机行业后,在1911年推出的第一台比塞洛斯Type 24拉铲挖掘机就采用了30.5m长的桁架臂。

  拉铲挖掘机当然不是“起重机”,但它与起重机非常接近,只要把铲斗换成吊钩就可以当起重机使用。

  为了进一步降低对地面的压强,比塞洛斯在大型机型上将履带数量翻了一番,于1927年推出的Class 200机型上采用了8条履带,每个角各安装2条履带。这一概念又一次被马尼托瓦克复制,推出了2300t的31000履带起重机。

  所有早期的大型履带式拉铲挖掘机和索铲斗都是在超大直径环轨上做360°回转。在这个领域,比塞洛斯引领潮流,其104t的Type 24就采用了直径7.32m的环轨。这种环轨用了几十年,后来被封闭式滚珠或滚柱回转支承所替代。

  像特雷克斯-德马格CC 8800-1 Twin这种类型的起重机也采用了安装在履带平台上的大直径环轨,充分利用环轨的优点。但现代首先采用这种配置的是马尼托瓦克317t的7000型,其安装在海洋钻井平台上的非履带机型配备了122m +30.5m的臂架组合。

  早在1911年,比塞洛斯就在其第一台拉铲挖掘机上安装了汽油机,1914年P&H的1210型履带拉铲挖掘机也采用了汽油机动力。1921年比塞洛斯推出了第一台柴油机动力的挖掘机,1932年Lorain提供了第一台安装了(卡特皮勒)柴油机的起重机。

  由于具有二战期间为美国海军制造潜艇的经验,马尼托瓦克是第一家在起重机上使用T-1钢材(700MPa)的公司。为了吊装大型龙骨,马尼托瓦克1941年开发了第一台专用履带起重机3900,设计起重量为59t。

  尽管20世纪初就已逐渐应用焊接工艺制造机器的结构件,然而直到1945年俄亥俄州Lorain的Thew Shovel公司才开始在TL系列小型履带起重机、车载起重机和挖掘机上采用了全焊接钢结构件。在那以前,曾广泛使用铸造件,之后许多年铸造件也是常用的原材料。Lorain的TL系列产品一共卖了10000多台。连接回转上车与履带底盘(或卡车底盘)的钩滚系统被全封闭、内润滑的回转支承替代。最早的回转支承是大直径的滚子轴承,后来采用了滚柱轴承,使起重机和挖掘机的回转运动更加平顺。

  第一个滚子回转支承是德国多特蒙德的罗特艾德铁工厂在1934年开发出来的,1949年罗特艾德又推出了双排滚子回转支承。在此期间的1946年,Moines拉铲挖掘机服务公司(后改名为爱荷华州Moines小巨人起重机和拉铲公司)的John Lewis Grundon将其设计的滚子回转支承注册了专利。尽管如此,俄亥俄州Lorain的Thew Shovel公司还是在1952年获得了“剪球”滚子回转支承的专利。从上一世纪50年代开始就有了全封闭回转支承,但吸引人们注意力是在60年代,全世界的起重机和挖掘机逐渐用全封闭回转支承替代了老式的回转系统。

蓝普森双体Transi-Lift起重机

  “天马”轮式反平衡配重是1967年底由Archer Brown和Jim Montgomery开发出来的,专利注册失败后5年于1974年注册成功。他们将专利送给了雇主美国起重机械公司。这项专利技术是一项重大发展,将中大吨位起重机的起重能力提高了600%。它使美国起重机械公司有权独家用于自己的履带起重机和汽车起重机上,直至专利保护期失效为止。目前这项技术广泛用于大吨位履带起重机上。

  多年以来,在究竟是谁发明了世界上第一台全液压履带起重机这一议题上一直存在着各种各样的争议。森尼博根(1969年)和日立(1971年)都曾宣称是他们第一个发明了全液压履带起重机,但后来谁也没有能够保住这个头衔。实际上,是英国的Hy-Mac公司在1967年发明了世界上第一台全液压履带起重机——起重量35t的HM-1050。虽然直到上一世纪80年代才最终敲响机械传动起重机的丧钟,但液压履带起重机被证明是一个大进步,它使起重机的吨位更大,同时重量更轻、运行更安静、操纵更友好。

  当华盛顿州肯纳威克的Neil F Lampson从1974年提出了Transi-Lift概念,直到现在发展成为单独的自行式履带底盘承载辅助配重的形式之后,履带起重机的起重能力进入了一个全新的境界,目前起重量达到3000t,起重力矩达到100000tm。30年以来,只有蓝普森仍然采用这一概念设计起重机,直到2011年,中联和三一采用这一概念分别设计出了3200t和3600t的履带起重机,并且不久蓝普森风格的徐重3000t起重机也将加入到竞争中来。

  1976年,曼内斯曼-德马格推出了自由悬挂辅助配重的“超起”装置,并首先用在了非常成功的起重量250t的德马格TC 1200桁架臂汽车起重机上,当年又用在了新型CC 1200履带起重机上。该装置在德国和英国注册了专利,但没有在美国注册专利。这项专利的发明大概受到当时一些产品的影响,如马尼托瓦克1954年为杜邦设计的称之为“Liberace”的起重机,它采用了后悬挂的配重。最初后悬挂配重仅限于提高主臂在中大幅度的起重量,最大可以提高大约100%。以后起重机制造商们纷纷采用超起概念,以至于500t以上的起重机很少有销售时不带超起装置或“天马”配重车的。

  环轨装置是Dan Beduhn在1965年发明并在1967年试验成功的,用于马尼托瓦克4000型起重机,于1969年注册了专利。这项装置成为马尼托瓦克主宰市场的奠基石,但其专利权受到了美国起重机械公司和FMC林克-贝尔特的质疑,称其不应归马尼托瓦克独有。最近几年,具有超级起重量的环轨起重机不断被开发出来,最大起重力矩达到了200000tm。

(本文摘自《今日起重机》第一期)
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