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中國塔機行業轉型升級正當時

日期:2014年8月29日 10:17

中國塔機行業轉型升級正當時

時間:2014-8-2 14:21:24 來源:生意寶添加人:admin

  2010~2014年是中國塔機制造業增長最快的三年,三年中塔機制造企業從280多家猛增到近600家。這主要得益于4.8萬億投資效應。而到2013年隨著4.8萬億投資效應的消退,塔機制造業全行業的增長嚴重下滑。未來5年中國經濟增長持續放緩已成為不爭的事實。這對國家來說是調整產業結構,轉變發展方式難得的好時機。

  同樣塔機制造業也面臨調整。塔機制造業的調整將呈現三種態勢:

  一是行業會加速洗牌,汰劣存優;

  二是行業的生產制造現代化水平會提高,從而提高生產效率和產品品質;

  三是行業的集中度會不斷提高,即涌現出一些規模化生產制造企業。

  行業會加速洗牌

  2010~2014年,塔機制造企業從280多家猛增到近600家,這一方面是經濟刺激的效應,另一方面是塔機制造門檻較低。隨著國家經濟增長放緩,市場需求較2012~2013年會大幅萎縮。同時用戶對塔機產品質量的認知不斷提高,一些規模小、產品質量和性能差的企業,會不斷被淘汰。另一方面,徐工集團、三一重工、中建建機等大型企業也相繼進入塔機制造行業,這也是塔機制造行業加速洗牌的重要因素。

  行業的生產制造現代化水平會不斷提高

  塔機是一種非緊湊型設備,結構件在產品中占的比例較大,但這些結構件的加工精度要求和機加件的精度要求相當。因此,生產制造工藝流程的合理性,以及生產工藝裝備的現代化水平,對生產效率、產品質量、生產成本有很大關系。生產制造工藝流程的合理性,是指從原材料處理,焊接,機加工到涂裝全過程的合理性,這對生產效率的影響是直接的。二是工藝裝備的現代化,這對產品質量的影響是直接的。同時,工藝裝備現代化水平的提高,可最大限度減少對人工的依賴,從而降低人工成本。但是,塔機制造企業的生產制造工藝現代化,不是僅增加幾個焊接機械手,而是要在整個工藝流程上,系統性地實現現代化。這首先需要在觀念上有一個正確的認知。目前國內僅有個別施工升降機制造企業,基本實現了工藝流程及工藝裝備的現代化生產制造。這也是塔機制造行業需要努力的方向,以及未來的發展趨勢。

  行業的集中度會不斷提高

  2010年,相關機構對塔機制造行業的集中度做過一次統計,其行業的集中度為28%,遠低于汽車吊99.5%,履帶吊99%,裝載機99%,以及混凝土輸送泵等其他工程機械的行業集中度水平。行業的集中度水平體現出一個行業的規范化程度,以及產品的性價比透明度。近幾年塔機制造行業的集中度雖有所提高,如中聯重科的產值高達80多億元,獨占行業30%以上的市場份額。但整個行業的發展還是很不平衡,特別是行業集中度和產品性價比透明度水平還比較低。主要體現在產品的配置、性能、質量等的差距很大,但價格差距并不大。

  未來5年左右的時間,通過行業加速洗牌,汰劣存優,以及生產制造現代化水平的不斷提高,行業集中度會不斷提高。

  塔機產品未來的發展趨勢

  自上世紀80年代引進國外塔機技術生產塔機至今快30年。30年來中國塔機制造有了很大發展,但塔機的技術水平改進不大。隨著科學的發展和時代進步,塔機產品也會不斷改進。

  未來塔機產品的變化有三個方面趨勢:一是中型塔機(63t.m~500t.m)平頭化趨勢、大型塔機(600t.m以上)動臂化;二是塔機三大機構技術性能會不斷改進,特別是起升機構的性能會不斷提高;三是數字技術在塔機控制系統中的應用會不斷普及。

  中型塔機平頭化、大型塔機動臂化趨勢

  (1)中型塔機平頭化的優勢。中型塔機平頭化的優勢體現在制造和使用兩個方面。

  a.生產制造優勢。平頭塔機制造可更大程度實現模塊化生產,可促進企業提高工藝裝備和生產手段的現代化,而工藝裝備和生產手段的現代化,可提高生產效率,提高制造精度,降低生產成本。

  b.使用優勢。一是平頭塔機的模塊化結構,在安裝和拆除時,可最大程度的減小起重設備的噸位,與錘頭型塔機相比,安裝和拆除的安全性更高。二是今后工程項目的規模和體量越來越大,群塔作業的密度會越來越大,平頭塔機作業的相互干涉要優于錘頭型塔機。

  除以上的優勢,平頭塔機在不同的作業半徑時,起重臂上下弦桿的受力方向是一致的,而錘頭型塔機起重臂為超靜定結構,因拉桿的作用,塔機在不同的作業半徑時,起重臂上下弦桿的受力是改變的。這也是平頭塔機的一大優勢。應該說,中型塔機平頭化是技術進步和時代進步的必然趨勢。

  (2)大型塔機采取動臂化優勢。

  a.動臂式塔機在作業時,起重臂不產生附加力矩(水平臂塔機在作業時,除塔機額定力矩外,因起重臂自重產生的向下沖擊力會對塔機產生一個額外的力矩,特別是大型水平臂塔機的起重臂重量大,此附加力矩一般遠大于塔機的額定起升力矩。這對塔機的塔身是很不利的)。而動臂式塔機變幅作業時是改變起重臂角度,起重臂在理論上主要承受壓力,因此,其起重臂和塔身截面,都可相對較小。

  b.平衡臂較短。由于動臂塔機的變幅是改變起重臂角度的,起重臂不產生額外的附加力矩,因此塔機的平衡臂可以做得相對較短。對于超高建筑的群塔作業,動臂塔機這一優勢是水平衡臂塔機不可替代的。

  c.動臂塔機的舉高性。動臂塔機變幅的舉高性,使塔機安裝高度相對較低,同時可最大限度減少對施工場地區域外空間的侵占。

  當然,動臂塔機也存在變幅能量消耗較大等缺點。

  塔機三大機構的技術性能會不斷提高

  塔機的三大機構(起升、回轉、變幅),特別是起升機構的性能,對塔機總的性能至關重要。但目前我國塔機起升機構,技術水平和性能差距較大,水平較高的有采用德國弗蘭德直交圓柱齒輪減速器的LVF變頻起升機構,波坦MC320塔機一字型機構等。但采用技術落后的起升機所占比例似乎更大。如波坦F0系列的RCS起升機構,以及利勃海爾早期的π型起升機構。這兩種機構都是上世紀60年的技術,前者的缺點是能耗大,特別是四、五檔調速相互切換時,兩個電機之間會產生很大的制動力矩和機械沖擊,同時四、五檔的切換時是在額定電流下進行,造成電流沖擊很大,而后者的缺點是減速器的輸入軸和輸出軸是平行的,客觀上造成電機與鋼繩卷筒相互干涉,卷筒直徑受到限制,造成起升鋼絲繩的排繩不齊,鋼絲繩早期磨損和使用壽命短。同時,π型起升機構使用的減速器傳遞效率較低,雖然有的采用中硬齒面齒輪,但其型式相對能耗還是較大。

  從技術和使用兩個方面來說,中型和中大型(150t.m~500t.m)塔機的起升機構都應采用直交圓柱齒輪減速器,L型布置,變頻調速。這將成為今后的變化趨勢。目前國內幾個減速器廠,如國茂、博能、杰牌等廠家的減速器,在技術上基本能滿足中型塔機的起升機構配置的需要,如能加大應用,在客觀上會促進這些企業產品技術水平和品質的提高。

  數字技術在塔機控制系統中的運用會不斷普及

  當前,數字技術在各個領域、各個行業都得到廣泛運用,但在塔機產品上的運用未得到更完整體現,特別是塔機各部位的限位裝置,幾乎都還是機械式的。近兩年也有一些廠家制作一些電子產品,但這些產品的功能繁多,除滿足塔機的基本控制及防碰撞,還具有GPS定位,以及強大的數據管理功能,更重要的是產品價格太高,所以不能得到普及。

  數字技術運用于塔機控制系統,主要是對力矩限位、起重量限位、起升限位、回轉限位、變幅限位等實現數字監控。其原理是采用傳感器、接近開關采集信息,通過放大器及模擬、數字轉換(A/D轉換),單片計算機對數據進行處理,并通過開關量輸入、輸出轉換(I/O轉換),對執行機構進行控制。如果按以上控制原理,一臺中型塔機的數字控制系統,其成本應在5000元以內,較容易被用戶接受,也極易推廣和普及。但是,塔機的性能會得到本質上的提升。

  數字技術運用于塔機控制系統有以下優勢:一是塔機的各個限位控制精度極大提高。二是操作人員對塔機作業可做到實時監控。三是具有容錯互鎖功能,如塔機在頂升時可避免誤操作。四、具有群塔作業的防碰撞功能。總之、數字技術應用于塔機控制系統,能使塔機的智能化水平有一個質的提高,塔機的安全性也會極大提高。

  塔機是一種非緊湊型設備,其自身的技術性也不是很高。今后在技術上要有所改進和突破的方面,一是電機功率在55KW以上的變頻起升機構,應實現電流的二次逆變,即起升機構下降,電機處于發電工況時向電網反饋電流,達到節約能源目的。但這很大程度在于制造和使用兩方面觀念的改變。再就是塔機智能化水平的提高,而智能化水平提高,就要加大對數字技術的應用。再就是塔機智能化水平的提高,而智能化水平提高,就要加大對數字技術的應用。

  未來的20多年仍是塔機制造業的黃金發展期。但是,市場競爭和行業競爭也會愈加激烈。有一定規模和實力的企業,應提高創新思維和創新能力,特別是要不斷提高生產制造現代化水平,增強企業在行業內的競爭力,并引領行業的發展。

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