国产施工升降机今后的发展.pdf

文 章 编 号 : 1004 - 6011 (2005) 04 - 0035 - 03国 产 施 工 升 降 机 今 后 的 发 展俞 启 灏(北 京 建 筑 工 程 学 院 机 电 工 程 系 , 北 京 100044)摘 要 : 概 述 了 国 产 施 工 升 降 机 的 技 术 状 况 ,指 出 了 目 前 国 产 施 工 升 降 机 的 主 要 不 足 ,并 提 出 国 产施 工 升 降 机 今 后 的 发 展 词 : 施 工 升 降 机 ; 架 设 高 度 ; 主 弦 杆 ; 标 准 节中 图 分 类 号 : 献 标 识 码 : 00044) of is of in is in 日 期 : 2005 - 11 - 10作 者 简 介 :俞 启 灏 (1948 - ) ,男 ,工 学 硕 士 ,教 授 ,研 究 方 向 :机 械 振 动 、 工 程 机 械 升 降 机 是 建 筑 施 工 中 必 不 可 少 的 人 、 货 垂直 运 输 机 械 . 自 从 1973 年 第 一 台 国 产 齿 轮 齿 条 式施 工 升 降 机 生 产 以 来 ,历 经 30 多 年 的 发 展 ,国 产 升降 机 在 结 构 形 式 、 功 能 用 途 、 性 能 质 量 、 安 全 装 置 等多 个 方 面 都 有 了 很 大 的 变 化 和 发 展 升 降 机 主 要 用 于 城 市 高 层 和 超 高 层 的 各 类建 筑 中 ,因 为 这 样 的 建 筑 高 度 对 于 使 用 井 字 架 、 龙 门架 来 完 成 作 业 是 十 分 困 难 的 . 近 些 年 来 建 筑 的 高 度也 不 断 增 加 ,架 设 高 度 大 于 200m 的 施 工 升 降 机 的需 求 量 也 在 不 断 增 加 . 上 海 环 球 金 融 中 心 的 施 工 升降 机 架 设 高 度 达 400 米 ,中 科 院 大 气 物 理 研 究 所 的 超 高 施 工 升 降 机 架 设 高 度 达 325 米 ,南 京 金鹰 国 际 商 城 工 程 的 施 工 升 降 机 架 设 高 度 达 300 米 ,上 海 森 茂 国 际 大 厦 的 施 工 升 降 机 架 高 度 达 250 米 ,北 京 电 视 台 施 工 升 降 机 架 设 高 度 达 286 米 . 建 筑 施工 升 降 机 除 应 用 在 高 层 建 筑 中 还 可 以 应 用 在 大 桥 的建 设 中 ,例 如 上 海 宝 达 公 司 研 制 的 倾 斜 式 施 工 升 降 机 就 解 决 了 倾 斜 式 建 筑 物 的 施 工 问题 . 除 此 之 外 ,它 还 可 以 应 用 在 大 型 化 工 厂 冷 却 塔 、发 电 厂 的 烟 囱 ,电 视 广 播 塔 以 及 煤 矿 等 多 个 位 置 升 降 机 已 成 为 各 行 业 建 筑 中 一 种 必 不 可 少 的 建筑 机 械 国 产 施 工 升 降 机 的 迅 速 发 展 ,国 际 市 场 上瑞 典 公 司 的 产 品 也 远 不 如 20 多 年 前 那 样风 光 无 限 了 . 国 产 施 工 升 降 机 的 迅 速 发 展 极 大 程 度地 冲 击 了 它 的 市 场 ,它 的 产 品 已 完 全 被 挡 在 了 国 门之 外 。 在 亚 洲 ,中 东 等 多 个 地 区 中 国 的 施 工 升 降 机已 大 量 进 入 ,大 有 完 全 占 领 这 些 市 场 的 趋 势 . 国 产施 工 升 降 机 之 所 以 如 此 迅 速 发 展 ,其 先 进 的 技 术 性能 ,过 硬 的 产 品 质 量 ,价 格 上 的 明 显 优 势 等 诸 多 因 素在 这 里 起 到 了 举 足 轻 重 的 作 用 . 但 是 国 产 施 工 升 降机 是 否 只 靠 这 些 因 素 就 可 完 全 站 稳 市 场 呢 ? 国 产 施工 升 降 机 是 否 还 应 在 某 些 方 面 有 些 突 破 ,才 能 更 好地 占 领 市 场 ,取 得 更 大 利 润 呢 ? 这 些 问 题 确 实 需 要我 们 认 真 地 进 行 思 考 1 卷 第 4 期2005 年 12 月北 京 建 筑 工 程 学 院 学 报21 420051 现 代 设 计 理 论 是 施 工 升 降 机 发 展 的基 础近 些 年 来 ,随 着 各 种 理 论 的 迅 速 发 展 ,给 国 产 施工 升 降 机 的 迅 速 发 展 奠 定 了 强 大 的 理 论 基 础 . 特 别是 结 构 动 力 分 析 、 有 限 元 模 型 计 算 、 优 化 方 法 、 机 械振 动 与 模 态 分 析 、 计 算 机 辅 助 设 计 等 . 人 们 把 这 些理 论 应 用 到 施 工 升 降 机 的 研 究 与 开 发 上 ,这 给 施 工升 降 机 的 发 展 带 来 巨 大 变 化 . 利 用 这 些 理 论 人 们 可以 全 面 掌 握 每 个 高 度 位 置 上 标 准 节 的 任 何 部 位 的 应力 状 态 、 可 以 知 道 施 工 升 降 机 悬 臂 部 份 的 动 态 特 性 ,并 且 当 吊 笼 提 升 速 度 加 大 后 给 升 降 机 带 来 的 影 响 现 在 利 用 这 些 理 论 可 以 完 完 全 全 掌 握 了 施 工 升降 机 的 各 方 面 结 构 特 性 和 工 作 状 态 国 产 施 工 升 降 机 的 基 本 状 况作 为 垂 直 运 送 人 员 及 物 料 的 提 升 机 械 ,它 主 要是 由 导 轨 架 、 吊 笼 、 外 笼 、 传 动 装 置 、 安 全 装 置 和 附 墙结 构 等 组 成 . 国 产 施 工 升 降 机 的 架 设 高 度 已 由 过 去的 标 准 架 设 高 度 100 m 以 内 ,提 高 到 150 m. 超 过 这一 架 设 高 度 的 施 工 升 降 机 也 十 分 普 遍 . 作 为 施 工 升降 机 的 标 准 节 部 份 这 些 年 来 一 直 没 有 什 么 变 化 ,而且 不 论 架 设 高 度 多 高 ,基 本 上 还 是 从 上 到 下 为 同 一规 格 的 无 缝 钢 管 ;吊 笼 虽 然 有 多 种 型 式 ,但 都 是 普 通钢 焊 接 件 ;传 动 系 统 由 是 电 动 机 、 联 轴 器 、 减 速 机 等组 成 . 这 些 年 吊 笼 的 提 升 速 度 已 由 40 高到 60 80 及 最 高 可 达 96 国产 施 工 升 降 机 的 额 定 载 重 量 每 单 笼 基 本 上 不 超 过2 000 是 国 产 施 工 升 降 机 的 一 些 基 本 组 成 和 基 本技 术 状 况 . 当 然 施 工 升 降 机 还 包 括 电 气 设 备 和 安 全控 制 系 统 、 以 及 对 重 、 天 轮 、 滚 轮 组 、 附 墙 结 构 、 吊 杆 、电 缆 保 护 架 等 国 产 施 工 升 降 机 存 在 的 不 足311 没 有 应 用 不 同 公 称 尺 寸 的 无 缝 钢 管 作 标 准 节来 分 段 架 设根 据 现 代 设 计 理 论 可 以 全 面 地 掌 握 了 施 工 升 降机 在 每 个 架 设 高 度 任 何 截 面 上 的 应 力 状 态 . 从 结 构受 力 状 态 分 析 ,无 论 架 设 高 度 是 多 高 的 施 工 升 降 机其 底 部 的 标 准 节 是 应 力 状 态 最 恶 劣 的 部 份 ,而 随 着施 工 升 降 机 架 设 高 度 的 增 加 其 应 力 状 态 趋 于 恶 劣 架 设 高 度 一 定 时 ,靠 上 面 的 标 准 节 其 应 力 状 态则 要 比 靠 下 面 的 标 准 节 好 得 多 . 通 过 对 施 工 升 降 机结 构 的 有 限 元 模 型 计 算 和 模 态 分 析 也 可 以 得 到 同 样的 结 果 . 因 此 考 虑 将 施 工 升 降 机 按 架 设 高 度 分 段 来取 不 同 截 面 公 称 尺 寸 的 无 缝 钢 管 作 为 标 准 节 ,则 可大 大 减 轻 施 工 升 降 机 的 钢 材 消 耗 量 ,减 轻 了 施 工 升降 机 的 自 重 ,降 低 了 其 生 产 成 本 ,而 且 按 不 同 截 面 公称 尺 寸 来 进 行 颜 色 分 类 则 既 保 证 了 施 工 升 降 机 的 安全 ,也 给 建 筑 环 境 带 来 颜 色 的 美 观 ,可 以 大 大 改 善 其建 筑 环 境 色 调 单 一 的 局 面 产 品 的 多 样 化 应 用 不 够根 据 建 筑 工 程 的 需 要 ,根 据 架 设 高 度 的 需 要 ,可采 用 三 角 形 无 对 重 ,或 矩 形 有 对 重 或 无 对 重 的 施 工升 降 机 . 对 于 三 角 型 截 面 的 导 轨 架 由 于 少 了 一 根 主弦 杆 ,在 成 本 、 钢 材 消 耗 量 、 安 装 的 便 利 等 方 面 有 着很 大 优 势 . 对 于 架 设 高 度 为 100 m 以 下 的 建 筑 ,使用 该 种 施 工 升 降 机 有 着 巨 大 的 价 格 优 势 . 正 是 由 于种 种 不 同 的 建 筑 需 要 ,采 用 不 同 截 面 形 状 的 导 轨 架才 是 真 正 提 高 性 价 比 的 主 要 因 素 之 一 建 筑 工 程 的 需 要 ,根 据 架 设 高 度 的 需 要 ,可采 用 大 额 定 提 升 载 重 量 的 施 工 升 降 机 . 目 前 国 内 绝大 多 数 的 施 工 升 降 机 厂 家 生 产 的 产 品 其 最 大 额 定 载重 量 是 2 000 笼 . 为 了 提 高 工 作 效 率 可 以 选 择单 笼 最 大 额 定 载 重 量 为 3 000 者 更 大 一 些 的 产品 . 瑞 典 公 司 的 50 型 施 工 升降 的 额 定 载 重 量 已 达 3 200 这 也 说 明 施 工 升 降机 厂 家 也 已 经 认 识 到 对 大 额 定 载 重 量 产 品 的 要 求 没 有 广 泛 地 采 用 变 频 器 来 改 善 施 工 升 降 机 的速 度 特 性变 频 器 在 作 为 改 善 速 度 特 性 方 面 是 起 着 极 其 重要 的 作 用 . 国 产 施 工 升 降 机 过 去 的 产 品 基 本 上 提 升速 度 均 为 40 50 近 些 年 来 在 提 升 速 度 上 有较 大 变 化 要 求 ,但 随 着 提 升 速 度 的 提 高 ,施 工 升 降 机对 导 轨 架 的 要 求 ,对 传 动 系 统 的 要 求 ,以 及 对 施 工 升降 机 的 平 层 控 制 要 求 上 均 有 较 高 要 求 . 过 去 变 频 器由 于 技 术 还 不 成 熟 ,而 且 价 格 较 高 ,大 多 数 施 工 升 降机 厂 家 是 不 会 考 虑 安 装 变 频 器 作 为 主 要 改 变 速 度 特性 的 装 置 . 这 些 年 来 变 频 器 已 广 泛 使 用 在 各 种 改 变速 度 特 性 的 场 合 ,而 且 技 术 成 熟 了 ,体 积 减 小 了 ,价格 降 低 了 ,这 都 为 施 工 升 降 机 在 改 变 提 升 速 度 的 同时 又 改 善 启 、 制 动 特 性 带 来 了 可 能 . 正 因 为 使 用 了63 北 京 建 筑 工 程 学 院 学 报 2005 年变 频 器 ,对 施 工 升 降 机 可 以 实 现 理 想 的 自 动 平 层 功能 ,而 且 大 大 提 高 了 施 工 升 降 机 的 档 次 以 及 整 机 的安 全 性 和 舒 适 性 ,技 术 密 度 程 度 进 一 步 提 高 ,产 品 性能 ,可 靠 性 和 寿 命 也 进 一 步 提 高 吊 笼 自 重 过 大 影 响 了 额 定 最 大 载 重 量 和 驾 驶人 员 的 舒 适 性 不 够施 工 升 降 机 作 为 垂 直 运 送 人 员 和 物 料 的 提 升 机械 ,其 吊 笼 是 完 成 该 任 务 的 具 体 执 行 装 置 . 目 前 吊笼 多 以 两 根 主 立 柱 焊 接 的 钢 结 构 ,周 围 有 钢 丝 保 护网 ,吊 笼 前 后 分 别 安 装 着 单 、 双 开 吊 笼 门 ,吊 笼 顶 部有 活 动 板 门 ,通 过 配 备 的 专 用 梯 子 可 作 为 紧 急 出 口或 在 顶 部 进 行 架 设 、 维 修 和 保 养 等 工 作 . 目 前 吊 笼的 最 主 要 不 足 是 吊 笼 本 身 自 重 过 大 影 响 了 额 定 最 大载 重 量 和 驾 驶 人 员 的 舒 适 性 不 够 , 尤 其 是 应 用 在 高层 和 超 高 层 建 筑 物 上 时 施 工 升 降 机 今 后 发 展 应 考 虑 的 问 题411 不 同 的 架 设 高 度 ,分 段 合 理 选 用 不 同 公 称 尺 寸的 标 准 节 主 弦 杆施 工 升 降 机 是 以 各 类 钢 材 为 主 的 结 构 组 件 ,因此 它 的 利 润 空 间 是 很 小 的 . 对 于 一 台 施 工 升 降 机 ,如 果 以 100 m 作 为 架 设 高 度 为 例 ,则 其 架 设 高 度 2 为 下 可 以 说 是 该 施 工 升 降 机 的 成 本 ,余 下 的 1 份 是 其 利 润 部 份 . 如 果 这 样 分 析 ,一 台 施 工 升降 机 的 利 润 是 随 其 架 设 高 度 而 增 加 的 . 如 果 从 上 到下 的 整 个 架 设 高 度 使 用 同 样 规 格 的 标 准 节 主 弦 杆 ,这 样 势 必 增 大 了 经 济 投 入 ,而 且 从 整 个 结 构 受 力 状态 而 言 ,它 也 是 不 可 取 的 . 根 据 结 构 的 载 荷 ,危 险 截面 位 置 ,架 设 高 度 而 优 化 地 选 取 不 同 架 设 高 度 而 使用 不 同 公 称 尺 寸 的 标 准 节 主 弦 杆 ,则 可 大 大 地 提 高了 施 工 升 降 机 的 经 济 效 益 . 将 整 个 架 设 高 度 简 单 地分 为 二 段 或 三 段 ,按 受 力 状 态 来 合 理 选 择 各 段 的 标准 节 主 弦 杆 的 公 称 尺 寸 ,则 可 有 效 地 解 决 了 这 个 问题 . 如 果 制 订 出 架 设 高 度 系 列 ,则 可 使 国 产 施 工 升降 机 的 生 产 标 准 化 、 通 用 化 和 系 列 化 成 为 可 能 的 架 设 高 度 ,分 段 合 理 选 用 不 同 公 称 尺 寸的 标 准 节 主 弦 杆 不 仅 使 原 本 不 大 的 利 润 空 间 得 到 提升 ,而 且 对 建 筑 环 境 的 色 调 改 善 ,美 化 建 筑 工 地 也 能起 到 一 定 的 作 用 改 善 速 度 特 性 ,提 高 额 定 最 大 载 重 量施 工 升 降 机 的 速 度 特 性 在 提 高 生 产 效 率 ,改 善产 品 性 能 方 面 起 着 重 要 的 作 用 . 当 今 高 层 和 超 高 层的 建 筑 不 断 增 加 ,改 进 其 速 度 特 性 则 显 得 尤 为 重 要 度 特 性 的 改 进 ,绝 不 能 以 影 响 其 产 品 性 能 作 为代 价 . 提 升 速 度 增 加 了 ,还 要 有 良 好 的 运 行 性 能 、 运行 安 全 性 和 可 靠 性 . 因 此 使 用 变 频 器 就 是 一 个 比 较好 的 解 决 方 案 额 定 载 重 量 对 国 产 施 工 升 降 机 来 说 也 是 今后 发 展 需 要 解 决 的 问 题 之 一 . 施 工 升 降 机 发 展 30多 年 了 ,基 本 上 都 是 沿 用 原 来 的 机 型 模 式 ,真 正 意 义上 的 突 破 还 不 多 见 . 目 前 对 大 额 定 载 重 量 的 施 工 升降 机 需 求 已 初 现 端 倪 ,因 此