从2014上海宝马展看塔机的技术发展趋势

贾泽辉/JIA Ze-hui（中国建筑科学研究院 建筑机械化研究分院，河北 廊坊 065000）

本刊特稿 Special Article

从2014上海宝马展看塔机的技术发展趋势

贾泽辉/JIA Ze-hui
（中国建筑科学研究院 建筑机械化研究分院，河北 廊坊 065000）

2014年11月25～28日，bauma China 2014在上海新国际博览中心隆重举行，高耸林立的塔机群成为室外展场上空最抢眼的风景。国内主流塔机制造企业悉数亮相，室外展场共有永茂建机、徐工、虎霸、广西建机等16家企业的23台塔机参展，如表1所示，除此之外，四川建机、丰汇、正兴、方圆、鸿达等企业在室内展馆也展示了最新的产品和技术。

1 2014上海宝马展上的塔机

永茂建机

图1 永茂建机展出的STT2200平头塔机和STL1460C动臂塔机

表1 bauma China 2014室外展场参展塔机

永茂建机在2014上海宝马展上展出了两台超大型塔机（图1）—STT2200-100t平头塔机和STL1460C-64t动臂塔机，是本届展会展出的最大和第二大塔机，彰显了永茂建机在该领域的领军地位。两台塔机在室外展场格外醒目，吸引了众多国内外客户的关注，其“双出绳变幅机构”、“高强材料应用”、“多样化臂架组合”、“双油缸式顶升系统”、“双制动卷扬控制”等设计细节使塔机安装更加安全可靠，塔机操作更加简单快捷的同时还充分体现了节能减排绿色环保设计理念。据悉，除展出的两台大型塔机当场售出外，永茂建机还现场签订超过1亿元金额的国内外订单，取得丰硕成果。

STT2200-100t平头塔机的结构特征是起重臂截面呈倒三角形，倒三角形起重臂截面使得大型平头塔机起重臂受力更加合理。STL1460C动臂塔机采用了柴油发动机为动力，摆脱了施工现场无电网供电以及供电容量增容难的困惑，拥有3800L的超大油箱容积，并且配备了1700L的储油罐，简单便捷的加油方式，保证塔机拥有强劲的“续航”能力。塔机安装形式可采用固定式、压重式、行走式及内爬式等各种形式，可广泛适用于大型核电、火电站、港口及大型钢结构厂房项目等各种大型起重工程。

徐工

继上届宝马展推出XGTL1600动臂塔机之后，本届宝马展徐工再携XGT560平头塔机和XGTL750动臂塔机等两款新产品参展（图2）。

XGT560平头塔机采用全新臂架连接技术，是徐工平头塔机模块化设计的创新成果。采用先进的变频技术，节能可靠，整机运行平稳，就位迅速准确。物联网APP应用技术通过手机APP对塔机实施有效的监控，使塔机的作业管理、控制更加方便、有效。

XGTL750塔机是徐工针对超高层建筑及电力建设市场，全新开发的高效智能动臂塔机。该机最大起重量达50t，最大起升高度可达700m，具有国内领先的电力驱动动力系统和整机安全拆装控制系统，能适应各种狭窄区域的工况需求。采用徐工自主研发的拆装平衡自动检测报警系统，大幅提升塔机拆装安全性；另外加强塔机控制系统，拥有PLC+GPS+黑匣子一体化控制，及远程手机控制功能”，风速显示和预警、卫星定位、远程无线数据传输和实时显示塔机各项吊载参数，使工况操作与人性化设备管理更方便高效。此外，采用双缸式内爬和外爬系统，H型钢整体式塔身节的设计，当两油缸受力有差异时可自动达到平衡，而外爬顶升一次顶升到位，减少中间的交替顶升环节，沿用一贯的超高强钢技术应用、轻量化设计技术应用，整机重量降低5%～10%。同时，拥有固定式、底架压重式、行走式等多种安装形式，可适用于特殊工况需求，尤其配置两种驱动，燃油动力全液压驱动与电动机驱动，实现高效作业效率的同时关注环保节能。

图2 徐工展出的XGT560平头塔机和XGTL750动臂塔机

广西建机

广西建机展出了一款TCT6513-8多位一体平头塔机（图3)，最大工作幅度65m，最大起重量8t，额定起重力矩1250kNm，附着式最大起升高度221m。起升机构的电机采用卧式形式，刹车具有自动跟踪补偿功能；整个机构外形紧凑，结构简单，噪声低。

图3 广西建机展出的TCT6513平头塔机

TCT6513采用广西建机特有的多位一体组合结构，把起升机构、变幅机构、回转机构、变幅小车、吊钩总成、电气控制系统、驾驶室、力矩限制器、起重量限制器安装在回转上支承总成，回转上支承总成与回转下支承、回转总成集成一体化制造安装，在生产厂就把整机线路连接好，调试完毕再运到工地，其特点是安装精度容易控制，零部件集成化程度高，运输、存放占用空间少，拆装时，涉及的高空吊装作业少，有效解决了塔机维修困难、存放管理混乱、运输成本高、现场拆装工艺繁琐、风险大、效率低、安装精度难控制的技术难题。

四川建机

本届宝马展川建虽未展示塔机整机产品，但其在室内展厅展示了最新研发的起升机构122LVF40（图4)。该机构为全变频无级调速，高、低速双制动器。机构电机功率90kW，最大单绳起重量40kN，单绳工作速度0～180m/min，额定绕绳量700m，适用于C7056、C7036、C7030（16t）、C7022、D230、P7527等机型。2014年，川建推出了C7036、D650、P7527等多款新型塔机，其中C7036尖头塔机适用于各种高层建筑及水电、桥梁工程，最大起重量16t，端部吊重3.6t，最大工作幅度70m，额定起重力矩335tm，标准节断面为2m和2.5m两种，均为片式组合式标准节；D650动臂塔机最大起重量50t，端部吊重5.9t，最大工作幅度60m，起升机构采用217LVF系列变频传动机构，完全实现无级调速，变幅机构采用BVF系列变频机构，制动形式为蹄式和液压式双制动，回转机构采用RCV系列无级调速系统；P7527平头塔机最大起重量18t，端部吊重2.7t，最大工作幅度75m，标准节断面分2m和2.5m两种，固定式最大起升高度分别为60.7m和76.86m，特别适合于群塔作业。

图4 四川建机展出的122LVF40起升机构

山东丰汇

本届宝马展山东丰汇虽没有带来塔机实物参展，但在室展厅展示了近两年来最新推出的产品模型和技术（图5)。其中，主导新产品FHTT2800塔机最大起重量125t，最大起升高度80m，配备自主研发的起重机安全监控系统，具有效率高，覆盖面广、安拆便捷、安全性能极佳等优点。其部分技术突破若干国内塔机的瓶颈，产品性价比突出，为电力建设领域600MW/1000MW机组的锅炉施工首选机型。

自主研发的专利产品WGQ600t桅杆式起重机，主钩额定起重量为600t，副钩额定起重量为80t，最大起重力矩为276000kNm，具有自重轻、起重量大、工作效率高、稳定可靠、转场运输安拆便捷、地形及气候环境适应强、占用场地小、抗风能力强、安全节能等优点。其与传统方案相比可大大节约吊装费用，突破了重大件水运吊装时天气、潮位、浮吊作业等不良因素的限制。

图5 山东丰汇室内展台

浙江虎霸

浙江虎霸展出了一台QTZ550-25（H8045）尖头塔机（图6)，是室外展场唯一一台尖头塔机。这款塔机采用H型开放式塔身，销轴连接，受力合理，更加安全、稳定、安装简便，更易于日常维护、保养。片式套架结构，运输方便、安装简单。全变频控制，起升采用专用抱闸时序实现零速抱闸。回转自动平稳技术定位准确无回摆，节能省电。可视人机界面，实现电气故障自诊断、历史故障查询分析、快捷维修和保养提醒功能。配置塔机安全监控系统，应用GPRS通信技术，实现短信报警和短信控制，实现PC端和手机实时监控塔机的工作状态。载重小车、吊钩配置视频监控器，实现塔机无盲区作业。独特的防雷技术，有效保护电器系统免受雷击损坏。

图6 浙江虎霸展出的QTZ550尖头塔机

马尼托瓦克波坦

马尼托瓦克旗下国际知名塔机品牌——波坦展示了MCT200和MCT85两款平头塔机新产品（图7)。其中MCT200平头塔机最大起重量为10t，最大吊臂长度为65m，臂端吊重为1.75t，独立高度64.5m，片式鱼尾板标准节，标准节宽度2.0m。MCT200的设计重视快速安装，全部上车结构只需要吊运四次就可以组装完毕。最重的部件组合只有7.9t重，全长65m的吊臂只需要吊运一次就可以安装好。起重机的设计还重视运输便易性，三个吊臂节可以同时放置在一个标准型集装箱内。MCT85平头塔机最大起重量为5t，吊臂长度为52m，臂端吊重为1.1t，独立高度40m，鱼尾板整体标准节，标准节宽度1.2m。这款塔机只需要两辆卡车就可以运输起重机的整个顶部结构。两款塔机都可用作内爬式起重机，进行内爬式作业时，MCT 85最大独立高度为33.2m。

图7 马尼托瓦克波坦展出的MCT200和MCT85平头塔机

中联重科

中联重科展出了一款其2014年上半年开发并投入市场的新产品—T8030-25U平头塔机（图8)，臂长80m，最大吊重25t，臂端最大吊重3t，独立高度78.5m，采用片式方榫头全拼接标准节，标准节宽度2.5m。T8030-25U融合了德国JOST技术，产品最大起重力矩达4925kNm，适用于高层建筑、桥梁等项目施工。T8030-25U产品设计理念在沿袭原有的安全可靠、注重性能的基础上，以人性化、低能耗为出发点，对原有塔顶、起重臂、起重臂拉杆、爬升套架、上下支座、司机室等主体结构进行优化，对平台、栏杆、连接螺杆、起重臂内安全绳等辅助部件进行安全性提升。另外，其安全装置一应俱全，所有电气元件均使用一流品牌，安全性和可靠性大大提高。

图8 中联重科展出的T8030-25U平头塔机

大汉建机

在中小型塔机领域，大汉建机扮演着重要的行业角色。本届宝马展大汉建机带来了TCT7525-16平头塔机和CTL260-18动臂塔机两款新产品（图9)，开始向中大型塔机寻求突破。TCT7525-16平头塔机臂长75m，最大起重量16t，端部吊重2.5t，独立高度54m，采用片式鱼尾板标准节，标准节宽度2m。CTL260-18动臂塔机臂长55m，最大起重量18t，端部吊重3.1t，独立高度46.6m。CTL260塔机起升和回转机构采用变频控制，具有工作效率高，调速范围大，无级调速和起制动平稳等优点。

图9 大汉建机展出的TCT7525平头塔机和CTL260动臂塔机

科曼萨－杰牌

科曼萨展示了最新推出的一款额定起重力矩132tm、最大起重量6t的11CJ132平头塔机（图10)，最大臂长60m，臂端吊重1.2t，配置1.6m×1.6m×5.5m标准节。该机采用多配置臂长组合，每减少2.5m可组成一种臂长，还可配置多种不同独立高度，可根据工程需要和用户需求进行配置。配置起升自动换倍率功能，在1分钟内完成双、单倍率的转换。11CJ系列塔机采用的整体回转结构主要是回转部分的设计更加紧凑，回转马达、起升马达及电控柜和安全监控系统在工厂时就预先安装、联接在了回转平台上，使安装、调试及运输更加容易。回转平台安装好后，通过两个插口板就可完成联接，缩短了塔机安装时间。司塔节与回转节间采用新型的螺栓联接方式，使采用24kW起升电机的11CJ132最重安装部件减少到了3.1t，采用37kW起升电机的11CJ160塔机的最重安装部件减少到了3.8t。

图10 科曼萨-杰牌展出的11CJ132平头塔机

京龙

图11 京龙展出的QP7035平头塔机和QTD160动臂塔机

众所周知，京龙在施工升降机行业占据重要的市场席位。近年来，京龙也开始发力塔机产品的研发与制造，通过并购广州佳尔华和在西安、天津等地建厂提高了塔机的研发和生产能力。本届宝马展京龙带来了QP7035-16平头塔机和QTD160-10动臂塔机两款产品（图11)。根据客户需求，京龙塔机传动机构有传统变极调速和变频无级调速等控制方式可供选择。电气控制系统元件采用国际知名企业产品，并采用模块化设计，使系统更为简洁，可靠性更高。全参数可视化界面能实时了解塔机各种运行工况，同时具备黑匣子功能。在连接方式上采用总线结构的形式，并在电气连接中采用接插件连接方式，免用螺丝刀，使塔机各机构电气部件的装、拆卸更加简单方便。

京龙塔机除了采用国内塔机常用的安全装置外，还采用了许多京龙独创的装置，确保塔机安全、使用方便。如：独有的双电机双变频起升机构（专利产品）、变幅钢丝绳双重张紧装置；小车防断绳溜车和防断轴装置；引进标准节防脱装置；回转塔身与起重臂、平衡臂根部连接采用快速接头等。

2 塔机技术发展趋势

我国自20世纪80年代引进国外塔机技术至今已有30年，30年来中国塔机制造取得了长足的发展，塔机型号规格不断完善，塔机性能、质量不断提高。

1）随着中国经济建设的飞速发展，众多城市高层建筑如雨后春笋般拔地而起，水利、电力、桥梁等大型工程不断上马，持续带动和刺激着塔机制造业的技术发展，国产大型、超大型塔机不断推出并投入到工程应用当中。bauma China 2014，我们可以深切地感受到各大企业都在发力中大型塔机的研发与制造，而中型塔机平头化、大型塔机动臂化的趋势也愈加明显。

平头塔机的优势体现在制造和使用两个方面。制造方面，平头塔机可更大程度实现模块化生产，可促进企业提高工艺装备和生产手段的现代化，提高生产效率和制造精度，降低生产成本。使用方面，尖头塔机臂架和拉杆均要在高空连接，拉杆大多为超静定的复杂系统，不仅安装复杂，而且一旦有一个部件损坏，就会引发整个臂架失效导致重大事故，而平头塔机臂节特殊的连接方式及没有塔头和拉杆，使其吊臂的逐节拆装非常简易、安全，施工过程中如需要改变吊臂的长度时都不需要拆下整个吊臂，高效快捷；起重臂可以直接从卡车安装到塔机上，可选用较小汽车起重机就完成起重臂的安装工作，大大降低拆装塔机对所需起重设备起重能力的要求；平头塔机无塔顶，适于群塔作业，减少垂直方向的干扰；平头塔机起重臂上弦杆和下弦杆在单一方向受力，所受交变应力减少，大大提高了其疲劳寿命，因而应用将会越来越广泛。

动臂式塔机臂架可俯仰变化，通过改变臂架的仰角达到变幅的目的，起重臂不产生额外的附加力矩，因此塔机的平衡臂可以做得相对较短。对于超高建筑的群塔作业，动臂式塔机这一优势是水平臂式塔机不可替代的。动臂式塔机变幅的举高性，使塔机安装高度相对较低，同时可最大限度减少对施工场地区域外空间的侵占，大大减少对周围环境的干扰，减少了作业危险区域，有时成为狭窄地区唯一可选择的型式。火电厂锅炉和摩天大楼等现代大型建筑工程大都采用钢结构或钢混组合结构，吊装单元的重量大大提高，动臂式塔机成为现代大型建筑工程不可或缺的设备。

2）随着塔机设计及制造技术水平的不断发展，塔机性能、质量大幅提升。设计方面，计算机技术的深化发展，改变了塔机的设计理念。有限元分析、疲劳分析、动力学仿真分析的广泛应用，使塔机的设计计算、受力分析更精确，塔机零部件结构设计更加合理，有效地提高塔机产品的安全性、可靠性，同时大大缩短产品的开发周期，提升竞争能力。制造方面，塔机受力结构件的焊接过程、关键零件的热处理过程、部件的喷涂过程等均属特殊过程，有实力的企业通过采用现代化的生产工艺装备，优化生产制造工艺流程，塔机结构件原材料处理、机加工、焊接、涂装等工序都在自动化的生产流水线上完成，保证了结构件的加工精度和焊接质量、提高了生产效率。

3）随着电子技术的不断发展，变频控制技术在塔机产品上的应用成为一种技术发展趋势。目前变频控制技术在中大型塔机已经得到了普遍应用，并且从前几年只应用在起升机构，推广到现在的起升、变幅、回转三大工作机构。传统的控制方式多采用交流绕线式电机串电阻的方法（或多速电机）启动和调速，由于长期重载运行，频繁正、反转，冲击电流很大，虽然可以分为多段调速，但在段速切换之间仍然会对塔机涡轮涡杆减速机构、钢丝绳造成很大的冲击。而变频控制技术采用变频器拖动三相异步电机的无极调速方式取代传统调速方式，从很大程度上解决了塔机载荷冲击过大、启动电流冲击大、机械故障率高等问题，实现了轻载高速、中载中速、重载低速的载荷与功率分配要求，节约电能消耗的同时提高了工作效率，运行的可靠性也得到大大提高，是塔机理想的传动控制装置，具有广阔的应用前景。

4）作为施工现场高空作业的特种设备，塔机的安全设计与安全控制策略是塔机技术发展的重中之重。随着数字化、信息化、智能化技术的高速发展，安全监控系统、远程管理系统、故障自动诊断系统等在塔机产品上广泛应用，实现了塔机操作过程的数据显示、实时记录、安全保护、远程监控等，保证了塔机的安全使用，大幅提升了塔机的安全管理水平。

3 结 语

未来市场竞争将更加激烈，加快技术创新、提高产品质量是提升市场竞争力的根本途径。我国塔机行业发展到当前阶段，掌握了许多关键核心技术，具备了一定的创新能力，但与国外品牌数十年的积累比起来，国产塔机的技术和产品创新还有一定的差距。随着科学技术的发展，诸如轻量化、模块化设计技术，先进的传动技术、节能技术、智能制造技术、物联网技术、产品试验测试技术等不断在塔机产品上获得应用，未来塔机企业仍需在这些领域加大力度，整合各种优良的科技资源，不断提高自主创新能力，开发更高端的产品，迎接经济新常态下的新一轮机遇和挑战。

[参考文献]

[1] 李守林，吴学松．中国塔式起重机50年回顾与展望[J].建筑机械化，2007，(9)：9-13．

[2] 张建中．中国塔机制造业的可持续发展[J]．建筑机械化，2011，（1）：34-36．

［中图分类号］TH212；TH213.3

［文献标识码］B

［文章编号］1001-1366(2015)03-0017-06

［收稿日期］2015-02-10

Technology development trend of tower crane on bauma China 2014 in Shanghai