管樁生產(chǎn)專用起重機(jī)的現(xiàn)狀和趨勢(shì)
前言
自九十年代從日本引進(jìn)管樁生產(chǎn)技術(shù)，在廣東最早形成生產(chǎn)基地發(fā)展至今已有二十多年的發(fā)展歷程，從廣東到浙江到江蘇到現(xiàn)在的東北、西南、華中大范圍的管樁生產(chǎn)廠出現(xiàn)，為國內(nèi)的基本建設(shè)提供了有利的支持，但生產(chǎn)流水線模式和生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn)卻很少。二十年后的今天我們?cè)倩仡^看看日本的管樁生產(chǎn)已是自動(dòng)、半自動(dòng)化程度相當(dāng)高，起重機(jī)的功用已不再是要求高速、高強(qiáng)度、快反應(yīng)、通用、起吊搬運(yùn)為一體，而是將起重機(jī)的工作區(qū)域化、專業(yè)化、自動(dòng)化，這使得國內(nèi)相關(guān)的企業(yè)和技術(shù)人員意識(shí)到這是提高安全性和解決用工荒的最佳手段。
1 管樁生產(chǎn)專用起重機(jī)的現(xiàn)狀
1.1 高強(qiáng)度、高速度
國內(nèi)的傳統(tǒng)管樁生產(chǎn)流水線最先出現(xiàn)的是兩跨車間平面循環(huán)式，后又出現(xiàn)單跨車間單循環(huán)式，為提高生產(chǎn)效率，多出樁，主管生產(chǎn)技術(shù)人員要求起重機(jī)大車運(yùn)行速度不斷地提高，由最初的70m/min提高到86.6m/min、最高到113m/min，起升速度也從8.6m/min提高到13m/min。通過提高起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度來壓縮起重機(jī)的每個(gè)工作循環(huán)時(shí)間，加上下方地面熟練工人的配合來最終達(dá)到多出樁的目標(biāo)。
1.2 “反擊制動(dòng)”現(xiàn)象
事實(shí)上在提高起重機(jī)運(yùn)動(dòng)速度的同時(shí)，同跨中多臺(tái)起重機(jī)之間就存在著相互緊急避讓、追逐，甚至相撞的現(xiàn)象，當(dāng)起重機(jī)工作區(qū)域嚴(yán)重交叉反而又降低起重機(jī)的工作效率。為使起重機(jī)能夠具備緊急避讓并快速反應(yīng)的功能，基本上所有管樁生產(chǎn)企業(yè)將起重機(jī)大車抱閘裝置松開，通過使正轉(zhuǎn)的大車電動(dòng)機(jī)突然瞬間反轉(zhuǎn)，多次瞬間反轉(zhuǎn)迫使起重機(jī)運(yùn)行降速，通過反轉(zhuǎn)的次數(shù)和時(shí)間來決定起重機(jī)的運(yùn)行速度，使起重機(jī)的速度控制在司機(jī)手上，達(dá)到與相鄰起重機(jī)同步運(yùn)動(dòng)和緊急避讓的功能。這種“反擊制動(dòng)”現(xiàn)象，是管樁生產(chǎn)起重機(jī)特有的，應(yīng)該承認(rèn)這種方式對(duì)適應(yīng)管樁生產(chǎn)的高節(jié)奏，是很有效果的，是滿足生產(chǎn)高節(jié)奏、快反應(yīng)的有效手段之一，也是司機(jī)無奈的選擇，但也帶來了很大的副作用。
首先是大車車輪的傷害，當(dāng)司機(jī)在打反擊的瞬間，車輪會(huì)瞬間停止轉(zhuǎn)動(dòng)，起重機(jī)在前進(jìn)慣力的推動(dòng)下，這時(shí)車輪與軌道間是滑動(dòng)摩擦運(yùn)動(dòng)，多次瞬間反擊是車輪與軌道間的滑動(dòng)摩擦使起重機(jī)減速，這時(shí)車輪的傷害是很大的。質(zhì)量差的車輪很快就要更換，因?yàn)楸荒コ蓹E圓的車輪或者直徑有大小的車輪將使起重機(jī)無法正常工作。
其次是對(duì)電動(dòng)機(jī)與車輪之間的各連接部件的機(jī)械傷害。這些傷害必然使管樁企業(yè)成立一支穩(wěn)定的維修隊(duì)伍，對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，并貯存一定量的備品備件，為不影響生產(chǎn)正常進(jìn)行，隨時(shí)準(zhǔn)備對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。
1.3 需掛鉤工配合，安全隱患突出
現(xiàn)階段管樁生產(chǎn)過程多數(shù)是通過起重工與地面掛鉤工的配合來完成起重機(jī)對(duì)管模或管樁的起吊和搬運(yùn)工作。安全隱患突出，常見的安全隱患主要有：
（1）離心區(qū)：掛鉤工還沒有離開離心機(jī)工作區(qū)，離心機(jī)開始工作旋轉(zhuǎn)，掛鉤工的衣服被管模螺栓掛住產(chǎn)生安全隱患。
（2）養(yǎng)護(hù)池：掛鉤工入池掛模，高溫環(huán)境使掛鉤工灼傷甚至將掛鉤工封蓋在養(yǎng)護(hù)池內(nèi)。
（3）起重機(jī)安全規(guī)范中要求：當(dāng)起重機(jī)吊重物經(jīng)過的場地，應(yīng)有警鈴?fù)ㄖ孛婀ぷ魅藛T應(yīng)避讓，下方不得站人，但由于管樁生產(chǎn)工作節(jié)湊需要，這一點(diǎn)完全做不到，于是安全隱患每時(shí)每刻存在著。
（4）脫模區(qū)：起重機(jī)操縱工與地面脫鉤工配合不當(dāng)，手指被起重鏈條夾斷現(xiàn)象，撞頭現(xiàn)象時(shí)時(shí)發(fā)生。
（5）大車抱閘松開后，當(dāng)起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)在高速運(yùn)行時(shí)突然斷電，起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)屬于失控狀態(tài)，此時(shí)的起重機(jī)吊有重物也好，空鉤也好都有很多可能發(fā)生的安全隱患。
對(duì)付這些安全隱患的存在許多管樁生產(chǎn)企業(yè)所采取唯一手段就是加強(qiáng)管理。而夾具的運(yùn)用將大大降低或根除安全隱患的存在。
2 管樁生產(chǎn)專用起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
降低起重機(jī)運(yùn)行速度和工作強(qiáng)度，減少起重機(jī)交叉工作范圍，盡量避免起重機(jī)“打架”、“避讓”的無用功現(xiàn)象的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)功能的工位化、區(qū)域化、專業(yè)化，采用自動(dòng)吊夾具和變頻調(diào)速技術(shù)，減少安全事故的發(fā)生，是管樁自動(dòng)化生產(chǎn)的必然要求。
2.1 起重機(jī)工位化、區(qū)域化、專業(yè)化
所謂工位化、區(qū)域化、專業(yè)化，就是對(duì)生產(chǎn)流水線按起重機(jī)吊運(yùn)物件的性質(zhì)劃分區(qū)域，并根據(jù)起重機(jī)所在區(qū)域的吊運(yùn)特點(diǎn)配備相應(yīng)的吊夾具，如：
（1）張拉、離心、養(yǎng)護(hù)區(qū)：配有兩臺(tái)起重機(jī)，這兩臺(tái)起重機(jī)的分工區(qū)域是一臺(tái)張拉-離心-倒?jié){-養(yǎng)護(hù)池，另一臺(tái)養(yǎng)護(hù)池-拆模，它們配備的是上模夾具。[Page]
（2）編籠區(qū)：起重機(jī)配備的是取籠夾具。
（3）吊運(yùn)管樁的起重機(jī)配備真空吸夾具。
（4）拆模區(qū)吊運(yùn)上模的起重機(jī)配備上模夾具。
（5）拆模區(qū)、喂料區(qū)吊運(yùn)下模的起重機(jī)配備下模夾具。
（6）若同一區(qū)域內(nèi)起重機(jī)需兼?zhèn)渫瓿缮鲜鲋械膬蓚€(gè)功能，則配備組合功能夾具或采用組合功能的起重機(jī)。
（7）若同一區(qū)域內(nèi)設(shè)置的兩臺(tái)起重機(jī)有嚴(yán)重交叉，則可借助輸送帶拉開區(qū)域，避免交叉，同時(shí)可在輸送帶上借助其它機(jī)械完成上模翻轉(zhuǎn)和上、下模的清洗工作等。
2.2 自動(dòng)吊夾具
夾具根據(jù)起重機(jī)的任務(wù)進(jìn)行選取，上一段落已有闡述，目前國內(nèi)開發(fā)的夾具仍以氣體作為動(dòng)力源為主，它有以下特點(diǎn)：
（1）綠色環(huán)保，氣源充足，隨時(shí)補(bǔ)充。
（2）氣動(dòng)傳輸速度快，可遠(yuǎn)程供氣。
（3）氣缸桿伸縮靈敏，夾具動(dòng)作快。
（4）氣動(dòng)系統(tǒng)簡單，承受氣壓小，制作過程和保養(yǎng)方便，配件采購容易，管樁生產(chǎn)企業(yè)采用的氣動(dòng)設(shè)備很多，因此氣動(dòng)系統(tǒng)本身也是他們熟悉易掌握的系統(tǒng)。
（5）安全性：
在設(shè)計(jì)原理上所有夾具自身必須具備獨(dú)立的自鎖性，可以是機(jī)械自鎖，也可以是力學(xué)原理的自鎖，夾具有了自鎖特性后，當(dāng)發(fā)生如下狀況也是絕對(duì)安全的：當(dāng)起吊重物離地后斷電、斷氣、漏氣、撞墻、誤操作甚至誤操作狀態(tài)再施加外力，重物絕對(duì)不會(huì)落下。
（6）可靠性：
管樁生產(chǎn)流水線的工況條件很差，夾具本身在這種環(huán)境中需要經(jīng)得起考驗(yàn)：摔打、碰撞，甚至保養(yǎng)不善，鉗口磨損等等。
（7）通用性：
國內(nèi)管模標(biāo)準(zhǔn)混亂，夾具應(yīng)具備通用性，基本做到不對(duì)管模提要求。
（8）夾具的運(yùn)用將大大消除管樁生產(chǎn)的安全隱患，生產(chǎn)線合理的布局，夾具科學(xué)合理的配套運(yùn)用，在消除安全隱患的同時(shí)可減少用工，不會(huì)影響生產(chǎn)效率。
2.3 夾具擺臂的運(yùn)用和變頻調(diào)速技術(shù)
當(dāng)起重機(jī)配套夾具后，夾具在實(shí)際工作中存在著夾具對(duì)管模準(zhǔn)確定位的問題。起重機(jī)吊鉤直接配掛夾具梁也可以用，對(duì)于晃動(dòng)，司機(jī)一般都能控制，但定位過程中，夾具產(chǎn)生偏擺或沿管模圓弧側(cè)倒這就不是每個(gè)司機(jī)馬上就能學(xué)會(huì)控制的（一般需要3-7天練習(xí)），要重新起升、重新定位，降低了效率。為此擺臂的運(yùn)用可完全解決上述定位問題，使夾具能快速到位并準(zhǔn)確定位。
安裝擺臂后的小車或起重機(jī)在起重機(jī)行業(yè)的專業(yè)術(shù)語是：具有剛性懸掛裝置的小車或起重機(jī)。當(dāng)管模自重在運(yùn)行中突然減速將產(chǎn)生水平慣力，水平慣力與擺臂臂長的乘積形成彎矩。最大作用點(diǎn)就在擺臂與起重機(jī)的上連接點(diǎn)上，為減少這個(gè)彎矩，起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用變頻調(diào)速，使起重機(jī)軟起動(dòng)、軟停止，通過減緩沖擊的方式降低彎矩值。
大車采用變頻調(diào)速后可完全杜絕“反擊制動(dòng)”的現(xiàn)象，“反擊制動(dòng)”的副作用也隨之消失。并可大大降低電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，降低能耗。另外司機(jī)完全掌握變頻調(diào)速操作方式后起重運(yùn)行更平穩(wěn)，不會(huì)影響生產(chǎn)效率。
2.4 其它方面
（1）根據(jù)需要，也可以是起升機(jī)械采用變頻調(diào)速。
（2）小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)取消，小車完全固定在主梁上。
（3）一臺(tái)起重機(jī)上兩小車各有兩套起升機(jī)構(gòu)，根據(jù)需要掛不同作用的夾具。
（4）一臺(tái)起重機(jī)上采用三梁四小車形式，根據(jù)需要掛不同作用的夾具。
3 結(jié)束語
起重機(jī)工位化、區(qū)域化、專業(yè)化、自動(dòng)夾具的運(yùn)用、變頻調(diào)速技術(shù)的采用不但解決了因人機(jī)配合不當(dāng)帶來的安全隱患，節(jié)約了能源消耗，而且給管樁傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程帶來了很大的變革空間。是管樁實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的要求，也是管樁生產(chǎn)專用起重機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
作為管樁生產(chǎn)專用起重機(jī)的專業(yè)生產(chǎn)廠家，我們將在探索中繼續(xù)前進(jìn)、創(chuàng)新，尋找適合國情的生產(chǎn)模式，追求高效、安全、環(huán)保、降耗的方法，努力開發(fā)新產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前變革的需要。
