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德國STAHL葫蘆式起重機與國產起重機的性能對比
以電動葫蘆作為起升機構的起重機統(tǒng)稱為葫蘆式起重機。這類起重機的核心是電動葫蘆，并多為鋼絲繩電動葫蘆和環(huán)鏈電動葫蘆。
以往電動葫蘆除了作為單軌架空懸掛軌道起重運輸設備用之外，多用來與電動單粱起重機和電動單粱懸掛起重機配套，用于車間、倉庫等場所。隨著電動葫蘆性能參數的擴展，從80年代開始，這種葫蘆式起重機己不再局限于作為輕小起重設備。大起重量的電動葫蘆橋式起重機有代替起重量l0Ot以下的輕，中工作級別的普通橋式起重機的趨勢，因為這種起重機自重輕、建筑高度低。隨著電動葫蘆結構形式的更新，特別是電動葫蘆運行小車出現了多種形式的支承和懸掛方式，大大促進了葫蘆式起重機品種類型的增多與應用范圍的擴大。80年代在國外，特別是德國、芬蘭、日本、英國，法國等國家的廠家，不僅相繼研制生產出性能先進的電動單粱、懸掛和電動葫蘆橋式起重機，還派生出先進適用的葫蘆門式起重機、葫蘆式抓斗起重機、葫蘆吊鉤抓斗兩用起重機，葫蘆吊鉤抓斗電磁三用起重機、葫蘆式旋臂起重機、葫蘆式壁行起重機、葫蘆橋式堆垛起重機及立體倉庫用葫蘆式巷道堆垛起重機。以下以國際知名品牌代表德國STAHL起重機為例進行分析和對比:
葫蘆式起重機品種，類型、規(guī)格的不斷擴展及在起重運輸設備中所占比重的增加，將使各種類型的葫蘆式起重機形成一種獨立而重要的起重運輸設備體系。
1．性能參數
性能參數決定起重機使用范圍與場合。葫蘆式起重機有起重量、 跨度、工作級別及起升速度四個基本性能參數。國產葫蘆式起重機除了極少數廠家引進國外技術之外，絕大數企業(yè)仍生產60年代中期聯合設計的產品，性能參數只限于輕小起重設備的性能參數。如額定起重量系列G=0．5～l0t，跨度S= 5～22．
2．整機特點
葫蘆式起重機主要由金屬結構，機構和電氣控制三部分組成。這三部分的特點構成了整機特點。
(1)三維全雙速
國產葫蘆式起重機各機構工作速度幾乎均為單速，若是雙速，起升電機的結構一般是子母電機。其機構復雜，重量大，容易發(fā)生事故故障，維修繁瑣。德國STAHL最新葫蘆式起重機由于電動機采用雙繞組電機，使起重機在升降方向(Z)，大車縱向運行方向(Y)和小車橫行方向(x)均能實現快慢雙速運轉，實現了x、Y， z三個方向的三維全雙速運轉，深受用戶歡迎。
(2)拆分式結構
為便于加工、儲存和運輸，特別是為使于出口海洋運輸， 國外最新葫蘆式起重機均采用主粱與端粱之間用螺栓連接的拆分式結構。由于“三合一”運行機構的出現與應用，端梁成為獨立部件，如德國STAHL公司所屬的起重機工廠已專業(yè)化生產端梁裝置(端粱金屬結構加“三合一” 運行機構)，每年生產約1萬對端粱裝置銷售到世界各地。端梁便于船舶運輸，主梁由于運輸不便可由用戶自行或就地協作制造，這是STAHL公司新的經營生產策略。
(3)多種小車形式
為適應葫蘆式起重機品種增加的需要， 電動葫蘆運行小車的結構和連接方式也不斷地增多，在原有剛性支承或懸掛小車的基礎上，出現了撓性懸掛小車、能減小軌道最小曲率半徑的鉸接式小車、角形小車和低建筑高度小車。低建筑高度小車可把電動葫蘆固定在小車墻板的側面，使電動葫蘆所需建筑高度大為降低，從而相應地出現了低建筑高度的電動單粱起重機和懸掛起重機，滿足了低矮廠房的使用要求。
(4)新的操作觀念
國產電動單梁起重機的操作方式有地面和司機室操作之分，但因電動單粱起重機剛性差，司機室與單粱起重機連接剛性也差，因此帶司機室的操作性能不佳。國外新一代單根主粱的葫蘆式起重機已不再有司機室操作形式，如運行速度較大時，或需要司機室操作的，均采用剛性較好的電動葫蘆橋式起重機代替單粱起重機。國產葫蘆式起重機的地面操縱多為跟隨式操縱，即手電門懸掛在葫蘆的開關箱上，操作時重物易碰撞操作人員。國外這種產品的地面操作形式已改用非跟隨式操作，即手電門懸掛在一單獨滑道下，可以離開重物在較安全的位置進行操作。
3．金屬結構
葫蘆式起重機的金屬結構主要包括主梁、端梁和主端梁的連接件三個部分。以往國內外均因葫蘆式起重機為輕小型起重設備，主梁多采用普通熱軋工字鋼組合型主梁，端粱多為槽鋼組焊而成， 主端梁連接多為焊接和減載凸緣加普通螺栓連接。60年代由于焊接技術特別是氣體保護自動焊接技術的發(fā)展，為便于采用自動焊接技術，主梁結構開始向箱形梁發(fā)展。進入70年代國際上隨著軋鋼技術的發(fā)展， 熱軋H鋼的出現又使葫蘆式起重機主梁發(fā)生了重大改變。80年代德國生產葫蘆式起重機的公司，德國STAHL公司，已普通采用H鋼作為主粱。
以前葫蘆式起重機的端梁多采用軋制的槽鋼組焊而成，隨著軋鋼技術的發(fā)展，國外開始直接采用軋制的長方形截面的薄璧空腹管制作端梁，使焊接工作量大為減少，而且結構輕巧筒單，是一種新的發(fā)展趨勢。
主端粱之間的焊接連接形式，近來在國外已被鉸接連接和螺栓連接等形式取代。螺拴連接形式已由減載凸緣或減載銷軸加螺栓連接形式向高強度螺栓連接形式發(fā)展，目前國外新一代葫蘆式起重機已采用高強度螺栓連接。這種連接中的主端梁連接扳，不再直接接觸，而是通過外徑
4．機構
絕大多數的葫蘆式起重機只有起升和運行兩種機構。
(1)起升機構
作為起升機構的電動葫蘆主要由電動機、制動器、減速器、取物及纏繞裝置和電氣控制系統(tǒng)組成。德國STAHL公司的SH型電動葫蘆，在整體布局上出現了較大變化，采用“三合一”驅動裝置即制動電動機軸端制齒作為減速器高速軸，使電動機、制動器和減速器三者合為一體，布置在卷筒裝置一端，電氣開關箱固定在齒輪箱上，這種U型結構使電動葫蘆整體布局更加緊湊，從而打破了傳統(tǒng)的結構布局。另外，SH型電動葫蘆采用框形支架代替圓形卷筒外殼，在框形支架上、下、左、右四個方位均加工有連接運行小車用的連接安裝孔，同一臺電動葫蘆可以安裝在各種不同形式的運行小車上，構成不同類型的葫蘆式起重機。
(2)“三合一”運行機構
將驅動(電動機)、制動(制動器)和傳動(減速器)三種裝置合為一體，稱為“三合一”驅動裝置，如再加上車輪裝置即為“三合一”運行機構。采用“三合一”運行機構是當今國外葫蘆式起重機最突出的特點之一，具有結構緊湊、輕巧美觀、拆裝方便、調整簡單、運行平穩(wěn)、配套范圍廣等優(yōu)點。德國STAHL公司生產的端齒定位連接式“三合一”運行機構，不僅應用到大車運行機構上，目前已得到更加廣泛的應用。
5．電機電器
(1)電動機
目前國內的葫蘆生產廠商都采用錐形制動電動機，而國外的葫蘆廠商多采用圓柱形制動電動機作為各機構的驅動與制動裝置，由于圓柱型電動機采用雙繞組，所以非常適合快慢雙運行速度和進行速度變頻使用。電動機絕緣等級也已由E級上升為F級，如STAHL公司鋼絲繩電動葫蘆采用德國西門子公司專為起重設備研發(fā)的電動機，工作級別都為
(2)電器
平面集電器或滑輪集電器在國外已被淘汰，目前普遍采用結構新穎又安全的內藏式滑觸線電源引入裝置。葫蘆小車橫行電源引入也由拉緊鋼絲懸掛電纜引入變?yōu)楸怆娎|滑道電源引入，并進一步發(fā)展為內藏式滑觸線電源引入。
地面操作用手電門出現了新型雙速手電門，其上還可以安裝吊重數顯裝置、總安全開關鑰匙及蜂鳴器等，并完全采用低壓操作(常為48v)。
葫蘆開關箱為整體型，將電氣元件集中于一體，并布置在電動葫蘆一端，以利檢修。采用具有延時功能的新型電子超載限制器，并具有累加和光電顯示載荷數值的功能。
6．采用新材料
葫蘆式起重機除了主粱采用H鋼，端梁采用長方管型鋼和導繩器采用耐磨新材料之外，卷筒采用無縫鋼管，電機外殼采用壓鑄鋁，滑輪及車輪采用球墨鑄鐵，也是當前國外葫蘆式起重機應用新材料的趨勢。如STAHL公司的電動葫蘆小車車輪，均采用高綜合性能的球墨鑄鐵制造，抗拉強度比普通鑄鋼高，抗疲勞強度相當于45鋼，可以鐵代鋼，以鑄代鍛，又因球墨鑄鐵含有石墨，具有潤滑作用，使車輪耐磨，對輪壓不是很大的葫蘆式起重機采用耐磨、抗疲勞、工藝性又好的球墨鑄鐵車輪是非常理想的。
7．采用新的設計和檢測方法
在采用現代設計方法中，德國STAHL公司選擇了模塊化設計方法。模塊化設計能使產品設計具有較強的品種應變能力，能最大限度地縮短派生非標產品的設計周期，加速資金運轉。模塊化設計必須具有現代化的設計工具和現化化技術資料管理體系與之相配合。其設計是根據市場調查預測的統(tǒng)計數字分析和以往積累的資料、圖表、圖線規(guī)律，在嚴密的科學理論指導下，擬定起重機結構、機構、部件等多層次的標準化模塊單元。
利用激光技術檢測葫蘆式起重機橋架的幾何精度，速度既快精度又高。為考核葫蘆式起重機的可靠性及使用壽命，德國STAHL公司采用完善的電動葫蘆壽命試驗方法、試驗程序和配套使用的專用儀器，其中全自動疲勞試驗檢測記錄儀能自動記錄試驗累積時間和電器累積接觸次數等。
8．采用新工藝
為提高減速器的性能，箱體采用加工中心加工，齒輪采用高精度滾齒機加工。對金屬板材和型鋼的氣割加工，采用了光電跟蹤氣割新工藝；預處理工藝已發(fā)展有打砂噴底漆和烘干一次連續(xù)完成的新工藝；在焊接方面采甩了混臺氣體保護焊，使焊接質量好、效率高又無飛濺。
9．向特殊環(huán)境發(fā)展
為適應特殊環(huán)境應用的需要，如易爆炸，易腐蝕及需要防電絕緣的場所，必須提供有特種性能的葫蘆式起重機。如STAHL公司生產的防爆葫蘆式起重機，已經研發(fā)出了氣體防爆和粉塵防爆的全系列產品，不僅能夠提供ZONE1區(qū)(ATEX)，也能夠提供ZONE2區(qū)(ATEX) 的全系列防爆電動葫蘆，防爆單梁、懸掛、雙梁起重機。這樣的防爆設備等級細分，大幅度的降低了公司的生產成本，也能為最終客戶提供更經濟、更合理的起重運輸設備。
能選到三級絕緣的葫蘆式起重機在國外已問世，而防腐葫蘆式起蒙蟣,目前國內外尚未有正式開發(fā)與生產。
10．結論
10.1 性能對比
中國國產：起重量最大32噸,起升高度最大
德國STAHL公司: 起重量最大100噸,起升高度最大
10.2 成本分析
前提：在廠房長
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采用德國STAHL的SH型葫蘆雙梁起重機 |
采用國產雙梁起重機 |
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整車重量（t） |
16 |
39.8 |
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整車功率（kw） |
33 |
92 |
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最大輪壓（t） |
20.6 |
31.1 |
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起重機頂部到軌道踏面高（mm） |
1600 |
3300 |
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吊鉤到墻壁的左右極限位（mm） |
左極限：1120 |
左極限：2050 |
|
- |
右極限：1120 |
右極限1800 |
（1）用電成本分析：
由于兩種起重機的用電功率不同，相差為：92-33=59kw，所以采用德國STAHL SH型葫蘆雙梁起重機10年可節(jié)約電費為：
（92-33）kw X 3小時/天 X 250天/年 X 10年 X 1.2元/度=53.1萬元
（2）廠房成本分析：
由于兩種起重機的起重機頂部到軌道踏面高度相差為：3300-1600=1700（mm）=
2000元/米2 X
由于兩種起重機的起重機的整車重量和最大輪壓的相差，用鋼結構建造的廠房用鋼量，采用德國STAHL SH型葫蘆雙梁起重機將比采用國產QD型雙梁起重機的鋼材節(jié)省量為少10%，每平方米可降低200元，所以可節(jié)約的建筑成本為：
200元/米2 X
（3）人工成本分析：
由于德國STAHL的SH型葫蘆雙梁起重機的設計時結構輕、輪壓小，所以在即使是如此大噸位的起重機也無需駕駛室操縱，而國產的此類起重機一般通常采用駕駛室操縱，并且操縱此類起重機的駕駛員要獲得國家相關機構認可的上崗合格證。因此可推出采用德國STAHL的SH型葫蘆雙梁起重機的可節(jié)約的人工成本為：
按照每名合格的駕駛操縱人員月工資月為2000元/月，按10年計算可得：
2000元/月X 12月 X 10年=24萬元
（4）其他隱形成本分析：
由于采用德國STAHL SH型葫蘆雙梁起重機設計的廠房，由于節(jié)約廠房建筑面積而產生的其他相關費用如: 照明設備費、照明用電費、采暖費、管道設備費等，此部分費用無法統(tǒng)計計算，但可保證所隨著廠房使用年限的增長，這部分隱形費用節(jié)約的回越來越明顯。
節(jié)約成本表:
用電成本分析：53.1萬
廠房成本分析：35.76+52.8=88.56萬
人工成本分析：24萬
其他成本分析：10萬（估算）
10.3 最終推薦
通過以上分析，雖然在起重機在采購部件時，其第一次采購成本要高于國產部件成本，但總成本包括建筑成本、維修成本、使用成本等均低于國產起重機同等指標。另外，出于采用德國STAHL起重機安全可靠性大大提高，使用性能及指標遠遠高于國內起重機，因此推薦客戶在經濟方面許可的情況下盡量首選德國STAHL起重機，以盡情享受國際一流起重機給客戶帶來的便利！(end)
向掌柜 陳勇 提問：
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