管樁生產(chǎn)專用起重機的現(xiàn)狀和趨勢

浙江麒龍起重機械有限公司總工程師姜靜濤

　　前言

　　自九十年代從日本引進管樁生產(chǎn)技術(shù)，在廣東最早形成生產(chǎn)基地發(fā)展至今已有二十多年的發(fā)展歷程，從廣東到浙江到江蘇到現(xiàn)在的東北、西南、華中大范圍的管樁生產(chǎn)廠出現(xiàn)，為國內(nèi)的基本建設(shè)提供了有利的支持，但生產(chǎn)流水線模式和生產(chǎn)設(shè)備的改進卻很少。二十年后的今天我們再回頭看看日本的管樁生產(chǎn)已是自動、半自動化程度相當(dāng)高，起重機的功用已不再是要求高速、高強度、快反應(yīng)、通用、起吊搬運為一體，而是將起重機的工作區(qū)域化、專業(yè)化、自動化，這使得國內(nèi)相關(guān)的企業(yè)和技術(shù)人員意識到這是提高安全性和解決用工荒的最佳手段。

　　1  管樁生產(chǎn)專用起重機的現(xiàn)狀

　　1.1 高強度、高速度

　　國內(nèi)的傳統(tǒng)管樁生產(chǎn)流水線最先出現(xiàn)的是兩跨車間平面循環(huán)式，后又出現(xiàn)單跨車間單循環(huán)式，為提高生產(chǎn)效率，多出樁，主管生產(chǎn)技術(shù)人員要求起重機大車運行速度不斷地提高，由最初的70m/min提高到86.6m/min、最高到113m/min，起升速度也從8.6m/min提高到13m/min。通過提高起重機的運動速度來壓縮起重機的每個工作循環(huán)時間，加上下方地面熟練工人的配合來最終達到多出樁的目標。

　　1.2  “反擊制動”現(xiàn)象

　　事實上在提高起重機運動速度的同時，同跨中多臺起重機之間就存在著相互緊急避讓、追逐，甚至相撞的現(xiàn)象，當(dāng)起重機工作區(qū)域嚴重交叉反而又降低起重機的工作效率。為使起重機能夠具備緊急避讓并快速反應(yīng)的功能，基本上所有管樁生產(chǎn)企業(yè)將起重機大車抱閘裝置松開，通過使正轉(zhuǎn)的大車電動機突然瞬間反轉(zhuǎn)，多次瞬間反轉(zhuǎn)迫使起重機運行降速，通過反轉(zhuǎn)的次數(shù)和時間來決定起重機的運行速度，使起重機的速度控制在司機手上，達到與相鄰起重機同步運動和緊急避讓的功能。這種“反擊制動”現(xiàn)象，是管樁生產(chǎn)起重機特有的，應(yīng)該承認這種方式對適應(yīng)管樁生產(chǎn)的高節(jié)奏，是很有效果的，是滿足生產(chǎn)高節(jié)奏、快反應(yīng)的有效手段之一，也是司機無奈的選擇，但也帶來了很大的副作用。

　　首先是大車車輪的傷害，當(dāng)司機在打反擊的瞬間，車輪會瞬間停止轉(zhuǎn)動，起重機在前進慣力的推動下，這時車輪與軌道間是滑動摩擦運動，多次瞬間反擊是車輪與軌道間的滑動摩擦使起重機減速，這時車輪的傷害是很大的。質(zhì)量差的車輪很快就要更換，因為被磨成橢圓的車輪或者直徑有大小的車輪將使起重機無法正常工作。

　　其次是對電動機與車輪之間的各連接部件的機械傷害。這些傷害必然使管樁企業(yè)成立一支穩(wěn)定的維修隊伍，對設(shè)備進行維護保養(yǎng)，并貯存一定量的備品備件，為不影響生產(chǎn)正常進行，隨時準備對設(shè)備進行維護。

　　1.3 需掛鉤工配合，安全隱患突出

　　現(xiàn)階段管樁生產(chǎn)過程多數(shù)是通過起重工與地面掛鉤工的配合來完成起重機對管?；蚬軜兜钠鸬鹾桶徇\工作。安全隱患突出，常見的安全隱患主要有：

　?。?）離心區(qū)：掛鉤工還沒有離開離心機工作區(qū)，離心機開始工作旋轉(zhuǎn)，掛鉤工的衣服被管模螺栓掛住產(chǎn)生安全隱患。

　?。?）養(yǎng)護池：掛鉤工入池掛模，高溫環(huán)境使掛鉤工灼傷甚至將掛鉤工封蓋在養(yǎng)護池內(nèi)。

　?。?）起重機安全規(guī)范中要求：當(dāng)起重機吊重物經(jīng)過的場地，應(yīng)有警鈴?fù)ㄖ?，地面工作人員應(yīng)避讓，下方不得站人，但由于管樁生產(chǎn)工作節(jié)湊需要，這一點完全做不到，于是安全隱患每時每刻存在著。

　?。?）脫模區(qū)：起重機操縱工與地面脫鉤工配合不當(dāng)，手指被起重鏈條夾斷現(xiàn)象，撞頭現(xiàn)象時時發(fā)生。

　?。?）大車抱閘松開后，當(dāng)起重機大車運行機構(gòu)在高速運行時突然斷電，起重機運行機構(gòu)屬于失控狀態(tài)，此時的起重機吊有重物也好，空鉤也好都有很多可能發(fā)生的安全隱患。

　　對付這些安全隱患的存在許多管樁生產(chǎn)企業(yè)所采取唯一手段就是加強管理。而夾具的運用將大大降低或根除安全隱患的存在。

　　2  管樁生產(chǎn)專用起重機的發(fā)展趨勢

　　降低起重機運行速度和工作強度，減少起重機交叉工作范圍，盡量避免起重機“打架”、“避讓”的無用功現(xiàn)象的發(fā)生，實現(xiàn)起重機功能的工位化、區(qū)域化、專業(yè)化，采用自動吊夾具和變頻調(diào)速技術(shù)，減少安全事故的發(fā)生，是管樁自動化生產(chǎn)的必然要求。

　　2.1 起重機工位化、區(qū)域化、專業(yè)化

　　所謂工位化、區(qū)域化、專業(yè)化，就是對生產(chǎn)流水線按起重機吊運物件的性質(zhì)劃分區(qū)域，并根據(jù)起重機所在區(qū)域的吊運特點配備相應(yīng)的吊夾具，如：

　?。?） 張拉、離心、養(yǎng)護區(qū)：配有兩臺起重機，這兩臺起重機的分工區(qū)域是一臺張拉-離心-倒?jié){-養(yǎng)護池，另一臺養(yǎng)護池-拆模，它們配備的是上模夾具。[Page]

　　（2）編籠區(qū)：起重機配備的是取籠夾具。

　?。?）吊運管樁的起重機配備真空吸夾具。

　?。?）拆模區(qū)吊運上模的起重機配備上模夾具。

　?。?）拆模區(qū)、喂料區(qū)吊運下模的起重機配備下模夾具。

　　（6）若同一區(qū)域內(nèi)起重機需兼?zhèn)渫瓿缮鲜鲋械膬蓚€功能，則配備組合功能夾具或采用組合功能的起重機。

　?。?）若同一區(qū)域內(nèi)設(shè)置的兩臺起重機有嚴重交叉，則可借助輸送帶拉開區(qū)域，避免交叉，同時可在輸送帶上借助其它機械完成上模翻轉(zhuǎn)和上、下模的清洗工作等。

　　2.2 自動吊夾具

　　夾具根據(jù)起重機的任務(wù)進行選取，上一段落已有闡述，目前國內(nèi)開發(fā)的夾具仍以氣體作為動力源為主，它有以下特點：

　?。?）綠色環(huán)保，氣源充足，隨時補充。

　?。?）氣動傳輸速度快，可遠程供氣。

　?。?）氣缸桿伸縮靈敏，夾具動作快。

　?。?）氣動系統(tǒng)簡單，承受氣壓小，制作過程和保養(yǎng)方便，配件采購容易，管樁生產(chǎn)企業(yè)采用的氣動設(shè)備很多，因此氣動系統(tǒng)本身也是他們熟悉易掌握的系統(tǒng)。

　　（5）安全性：

　　在設(shè)計原理上所有夾具自身必須具備獨立的自鎖性，可以是機械自鎖，也可以是力學(xué)原理的自鎖，夾具有了自鎖特性后，當(dāng)發(fā)生如下狀況也是絕對安全的：當(dāng)起吊重物離地后斷電、斷氣、漏氣、撞墻、誤操作甚至誤操作狀態(tài)再施加外力，重物絕對不會落下。

　?。?）可靠性：

　　管樁生產(chǎn)流水線的工況條件很差，夾具本身在這種環(huán)境中需要經(jīng)得起考驗：摔打、碰撞，甚至保養(yǎng)不善，鉗口磨損等等。

　　（7）通用性：

　　國內(nèi)管模標準混亂，夾具應(yīng)具備通用性，基本做到不對管模提要求。

　?。?）夾具的運用將大大消除管樁生產(chǎn)的安全隱患，生產(chǎn)線合理的布局，夾具科學(xué)合理的配套運用，在消除安全隱患的同時可減少用工，不會影響生產(chǎn)效率。

　　2.3 夾具擺臂的運用和變頻調(diào)速技術(shù)

　　當(dāng)起重機配套夾具后，夾具在實際工作中存在著夾具對管模準確定位的問題。起重機吊鉤直接配掛夾具梁也可以用，對于晃動，司機一般都能控制，但定位過程中，夾具產(chǎn)生偏擺或沿管模圓弧側(cè)倒這就不是每個司機馬上就能學(xué)會控制的（一般需要3-7天練習(xí)），要重新起升、重新定位，降低了效率。為此擺臂的運用可完全解決上述定位問題，使夾具能快速到位并準確定位。

　　安裝擺臂后的小車或起重機在起重機行業(yè)的專業(yè)術(shù)語是：具有剛性懸掛裝置的小車或起重機。當(dāng)管模自重在運行中突然減速將產(chǎn)生水平慣力，水平慣力與擺臂臂長的乘積形成彎矩。最大作用點就在擺臂與起重機的上連接點上，為減少這個彎矩，起重機大車運行機構(gòu)采用變頻調(diào)速，使起重機軟起動、軟停止，通過減緩沖擊的方式降低彎矩值。

　　大車采用變頻調(diào)速后可完全杜絕“反擊制動”的現(xiàn)象，“反擊制動”的副作用也隨之消失。并可大大降低電動機的啟動電流，降低能耗。另外司機完全掌握變頻調(diào)速操作方式后起重運行更平穩(wěn)，不會影響生產(chǎn)效率。

　　2.4 其它方面

　?。?）根據(jù)需要，也可以是起升機械采用變頻調(diào)速。

　?。?）小車運行機構(gòu)取消，小車完全固定在主梁上。

　?。?）一臺起重機上兩小車各有兩套起升機構(gòu)，根據(jù)需要掛不同作用的夾具。

　?。?）一臺起重機上采用三梁四小車形式，根據(jù)需要掛不同作用的夾具。

　　3  結(jié)束語

　　起重機工位化、區(qū)域化、專業(yè)化、自動夾具的運用、變頻調(diào)速技術(shù)的采用不但解決了因人機配合不當(dāng)帶來的安全隱患，節(jié)約了能源消耗，而且給管樁傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程帶來了很大的變革空間。是管樁實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的要求，也是管樁生產(chǎn)專用起重機發(fā)展的必然趨勢。

　　作為管樁生產(chǎn)專用起重機的專業(yè)生產(chǎn)廠家，我們將在探索中繼續(xù)前進、創(chuàng)新，尋找適合國情的生產(chǎn)模式，追求高效、安全、環(huán)保、降耗的方法，努力開發(fā)新產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前變革的需要。