徐工造出世界最大起重机 起重能力达4000吨.doc

徐工造出世界最大起重机 起重能力达4000吨 世界最大起重机主设计师、徐工履带起重机研究所所长孙丽（前排中）和她的团队。致敬！国家工程师系列报道之二：擎起“国家臂膀”9月中旬，在江苏徐工集团徐州重型机械有限公司的调试场地，一台起重能力4000吨的起重机正在组装，准备调试。尚未安装吊臂等部件，这台机器仅履带就有3米多高，大小两台履带式底座，面积超过一个篮球场。作为主设计师，徐工履带起重机研究所所长孙丽告诉我们，4000吨起重能力是指在吊臂20米范围内，可以将约2260辆奥迪A6轿车同时吊起。如果让这些车首尾相连，从北京的建国门可以一直排到公主坟。这是徐工集团生产建造的第二台同型号起重机，未来很可能用于中国大型核电工程建设。此前，2013年交付的首台4000吨起重机，已服务于石油化工领域的大吨位吊装工程。这是一种前所未有的国家力量，它凝聚着几十年来工程机械领域的苦心积累。以这个“巨无霸”为代表，用徐工集团董事长王民的话说：“已经登上了8000米的高度，还剩下几百米的努力，就可以登顶珠峰。”在王民和孙丽心中，将来用户在徐工集团和卡特彼勒、利勃海尔这样的国际巨头间选择时，最终觉得徐工集团的产品更好一点儿，“就成功了”。这可能也是中国工程机械行业漫长征途中最艰难的篇章，“用5到10年，咬咬牙就过去了。”王民对我们说。本不喜欢“硬邦邦”的工程师这台4000吨级起重机，全称是徐工XGC880004000吨级履带式起重机，88000指力矩88000吨米。力矩，在物理学上是指使物体的重量乘以到转轴的距离。同等重量，力矩越大，则显示起重机的起重能力越强。在此之前，国际上的起重力矩设计极限为60000吨米。不过，孙丽甚至不愿意回忆这台“世界之最”的设计过程，“觉得每次回忆都是一种伤害。”1990年考入江苏扬州大学工程机械专业前，希望靠高考“跳出农门”的孙丽本想进入师范院校，做教师。几分之差，错失梦想。“除了第一志愿，其他随便填，那时候根本不知道机械设计到底是干什么的。”她承认，开始并不喜欢这个“硬邦邦”的专业，觉得服装设计之类更好，“可以把自己打扮得很漂亮。”不过，按照她要强的性格，在工程机械专业的成绩仍然很好。孙丽毕业回到家乡徐州，进入与自己专业最对口的单位徐工集团，很快被安排参与50吨履带起重机的设计。大型履带起重机在国外历史超过百年，但中国自上世纪80年代才从国外引进。孙丽进厂第二年，经过消化、吸收的艰苦努力，徐工集团生产出第一台具有自主知识产权的50吨履带起重机。起重能力是起重机最重要的衡量指标。1998年徐工集团将这个数字提升到150吨，2004年前后达到300吨，“当时称为神州第一吊，是国内最大的吊车项目。”此后，随着基础设施建设高潮直接拉动工程机械发展，徐工集团的大型履带起重机也从450吨、850吨，一直发展到2000吨和4000吨。如今，孙丽认为：“工程机械项目的确不像做服装，服装展示外在美，而工程机械是内心丰富。”当年与孙丽同期进入徐工集团的同事，都已转去销售和生产管理岗位，只有她一人仍然留在研发一线。2009年，风电、核电等超大型能源工程立项。而之前此类工程的吊装市场一直为国外企业垄断。为了解决这个问题，国家能源局召集国内最好的机械工程厂家开会讨论。当年年底，徐工集团开始着手调研大型吊装项目。某日在徐工集团建设机械分公司副总办公室，孙丽被问道：“公司有个大项目，你可以干吗？”怎么描画“巨无霸”这个“大项目”，就是后来打破了多项世界纪录的XGC88000履带起重机。根据过去数年的积累，孙丽本没觉得有多大压力。到2010年开始做方案的时候，她才发现困难非比寻常。“比如说我们画一张脸，一个鼻子、两个眼睛，怎么画都有类似的原型。但这个项目没有原型可以参考。”孙丽说。作为全球第一强大的起重机，“没人告诉我要画什么样的脸型，画几个鼻子几个眼睛，但结果已经定好，就是要吊起4000吨重量。”吊起4000吨重量，必须有至少4000吨的配重对称“压着”。这就有接近1万吨的重量，这样的“巨无霸”还要移动这已经不仅仅是数量升级的问题。“没有思路的时候，我就去研究桥梁、建筑。”孙丽说。这些内容已经超越了工程机械的范畴。在研究了所有横跨在长江上的大桥之后，孙丽发现，那些拉索式大桥，桥塔的形状要么是H形，要么是A形，“桥塔的受力模式，和履带起重机的受力模式相似，那么它们的结构也应该有相通之处。”XGC88000履带起重机被设计为前车、后车两个部分，中间用横梁连接，在工作时，通过约20米长的4组履带，实现整车强大的吊装功能。为解决一车多用及接近5000吨自重的运输问题，XGC88000履带起重机在设计时就采用了模块化的方式。大吨位起重机通过自身部件组装，变形为一台小型起重机，以适应不同的工作需求，提高设备的利用率及运营经济效益这个课题是世界工程机械行业的梦想，但一直无法真正实现。“模块如何划分，功能如何实现，很多问题都难以解决。”孙丽说，这个拆分和重组，远远不像小孩玩积木那么简单。她也曾直接拒绝业主单位的类似想法，“干不了”，因为这只是一个概念。但是，为解决起重机的经济效益问题，这一设计必须实现。“所有部件的设计理念都得发生变化，都得是组装式的。如何实现模块通用，同时具备大车与小车的功能，具体实现大车与小车的转换，做了几十个方案，结果还真做出来了。”看到最终成果，孙丽本人也觉得神奇。这个装备在2012年首次亮相时，好评如潮。孙丽自己则寄予了特殊的感情，“担心用户不会用，担心自己宝贵的东西让别人用坏了。”交付之后，每次吊装她仍然要赶到现场，看见路面不平，她都会向施工方提出意见。被拒签的“小学生”时间回到1989年，孙丽开始学习工程机械前一年，作为徐工集团重型机械厂党委副书记、纪委书记，王民第一次被派到国外。那是去德国的利勃海尔参加为期3周的起重机技术培训。摆在王民眼前的是漆成黄色的整洁的起重机，一排排如艺术品。那时的利勃海尔是全球最先进的起重机产出地，在它的产品达到800吨水平时，中国才生产50吨级的产品。关键是，那时国内企业都以“卖掉产品”为目标，“没有质量意识，也没有用户意识。”王民回忆说，上世纪90年代初徐工集团曾经出口过一批产品，下船后，客户问为什么送来二手货。“漆掉了，生锈了，包括电镀的油缸、螺栓都锈了。”王民说，客户最终拒收。“那时西方已经进入奥迪时代，我们仍然开着手扶拖拉机。”在利勃海尔的这次经历，有一个令王民终身难忘的情节。德国老工程师曾热情地告诉他们：“你们用摄像机全录制下来也行。”但是午饭时，中方翻译人员说，老工程师后边还跟了一句话：“反正你们再怎么学，也永远做不到。”“但是他们不让日本人看，因为日本人学得太快了。”王民觉得，德国人向他们毫无保留地展示，“是觉得那是小学生看研究生的作业”。这件事，在徐工集团的工程师中传讲了十几年。如孙丽一般的年轻工程师，无一不曾被此激励过。2006年的上海工程机械展览会上，利勃海尔的高管在看到徐工集团的200吨、300吨全路面起重机后说，在中国找到了真正的对手。2011年，王民随徐州市领导去美国卡特彼勒参观。后者是世界上最大的工程机械和矿山设备生产厂家。对方却把他从进厂参观的名单中划掉。“但是，我很骄傲。”王民说。此前在2009年，向来标榜最开放的“工程机械奥林匹克”慕尼黑宝马展览会，徐工集团派出上百人的技术团队赴会参观学习，结果签证一再被延期，最后许多人被拒签。“尤其是主任设计师以上的工程师，全部被拒签。”王民回忆。国家工业基础能力的瓶颈从“小学生”到赢得尊重，历程艰难而漫长。在“买图纸的时代”，中国人显得窘迫。“吊臂安装后，伸缩时不平顺。”徐州重型机械有限公司副总经理单增海说，有一次组装，吊臂伸开后误差甚至达到四五米。为了解决吊臂问题，用4根钢板焊接成四角形，以实现吊臂伸缩。但西方国家已经实现了六边形吊臂，“吊臂的边越多，受力越合理。”单增海说。到上世纪90年代末期，西方制造业实现了圆形吊臂，中国在2004年也有了这一技术。80年代之前，中国起重机行业进展缓慢。90年代，徐工集团开始与日本、德国企业合作，“当时叫技贸结合，引进技术，同时作为销售商销售他们的产品。”但以世界先进水平为目标的自主研发也在此时起步。徐工集团的第一批自主化产品，其主要零部件已可以实现在国内配套体系中组装、生产。最终拉动中国工程机械行业历史性发展的，是新世纪以来的工程建设高潮。徐工集团起重机的销售额也从1亿多元起步，5年内销售额增长高达80%以上。可是，单增海也承认，西方先进企业的产品技术仍领先不少。国家工业基础能力不足，带来的烦恼很多。“不太相信命运，喜欢抗争，只相信自己的努力、奋斗”的王民坦言，如今中国在核心零部件等方面仍然存在瓶颈，“现在普通产品，市场容量大的产品，包括零部件，一般国内都能制造。但是涉及大型、超大型设备，特别是在可靠性上有严格要求的，国内企业仍然难以提供配套。”单增海举例：发动机、液压设备、变速箱、高强度钢材等方面与西方差距不小，部分零部件仍然只能依靠进口。以高强度钢材为例，几年前国内刚刚研发出拉断力为96公斤级的钢板，但柔韧性很差，折到90度左右就会开裂。西方企业早已实现130公斤级水平，在几乎对折的情况下也不会开裂。此类高强度钢材价格昂贵，96公斤级进口价格原为每吨3.5万元。国内实现这一技术后，进口产品降价到3万元以内，而自主产品价格不足2万元。“越涉及基础问题，研究周期越长，市场见效越慢。”单增海说，“我们不可能去投建一个钢厂，这需要国家基础工业的整体进步。发动机、变速箱，情况类似。”但徐工集团以及中联重科、三一重工，已经组成了中国工程机械向世界挑战的“集团军”。“2