随车起重机产品发展状况及技术发展趋势（下）

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### 市千0辅稿 Features产品会随大吨位底盘的市场扩大而逐渐增长，2011年lot以上产品占总销量不足30%，今年上半年10t以上产品占总销量的33%，在未来几年，大吨位、系列化的随车起重机产品将有较大的发展空间，需求量呈逐步增长趋势。

由此，大吨位产品的市场已日益受到国内企业的关注，各厂家均加大力度研制大吨位产品，完善产品系列。如徐工推出25t三节臂产品，石煤推出16t五节臂产品，-汽推出12t五节臂产品，泰安古河推出12t四节臂产品。同时，随着国内汽车起重机生产企业将主要精力投入1]50t以上的产品中，从而逐步从l6t以下市场撤离，而随车起重机产品吨位的不断提升、型谱不断完善及产品自身的功能优势，大吨位随车起重有望逐步替代16t以下级别的汽车起重机。

随着电气控制技术的发展，随车起重机的控制技术也逐渐向安全化、智能化发展。除了常规电气控制系统外，随车起重机将逐步按照相关规范要求安装力矩限制系统，满足安全作业要求。起重力矩限制器主要由油压传感器、角度传感器、长度传感器、高度限位器、力矩限制器主机、显示器组成。实现整车工作状态和载荷起升情况的检测、显示，切断危险动作，实现对整车安全情况的检测、显示和控制。同时可增设支腿压力传感器、整机倾角传感器等检测装置，检测并控制整机重心情况，防止整机倾覆现象发生。

采用邑操作方式及人机对话技术能提高操作安全性及便捷性，适应各种不同的作用环境，在满足使用安全的情况下，无线邑操作方式能有效改善劳动条件，提高劳动生产率，避免因误动作而造成人员伤亡及财产损失。

采用无线邑装置的随车起重机应满足GB5226.2-2002(a) (b)o 图5.1(a)六边形截面示意图 (b)八边形截面示意图90 CMTM 2013.02标准9.2.7节[13要求及GB/T26473-2011标准中规范性附录E关于无线控制器及控制系统的要求。其主要要求为控制限制，停止装置要求，数据连续性要求，接收器要求，警示标牌及使用信息要求等。

结合人机工程学，随车起重机将逐步完善、统-可视化、形象化、通用化的操作符号、系统设定符号及警示标贴等，避免错误操作现象。同时使相关操作系统布置更具有人陛化，便于操作，减轻劳动强度。

欧洲市场的发展经验表明，随车起重机在加装了如抓斗、吊篮、叉板、钻具、除雪除草等多种附加属具后，可扩充功能以完成散装物料装卸、高空作业、建筑板料装卸、小型地面钻孔、平整土地、除雪除草等特殊作业，实现-机多用。只有最大限度满足用户多方面的需要，才能最大限度的占领市常因此，今后国内随车起重机企业将会加大科技创新投入，加强附加属具的研制工作，逐步使随车起重机功能多样化，以适应更加广泛的市场需求。

5产品关键技术及发展趋势51多边形伸缩臂截面优化随车起重机的箱型伸缩臂结构为受弯为主的双向压弯构件，其材料及截面主要受整体强度、刚度、局部稳定性等条件约束。目前国内各厂家产品已经由早期的矩形截面逐渐发展到六边形臂架截面，如图5.1(a)所示。六边形截面采用大圆弧过渡，减小腹板高度，提高了腹板稳定性，且能较好地传递扭矩与横向力，使得受力状况得到改善，较好地发挥材料机械性能，减轻结构自重 (见 5.1)。

在六边形截面的基础上，根据加工工艺的及制造成本的要求，发展出八边形截面，如图2所示。在相同截面高度的情况下，进-步减小了上下翼缘板的计算宽度，提高了上下翼缘板的稳定性，同时使得材料更加远离中性层，提高的臂架的抗弯截面系数。经过分析对比，同等吨位的产品，八边形截面臂架较六边形截面臂架的截面面积及相应的臂架质量增Jl11%左右，但主惯性矩增幅达N5.8%到8.02%，抗弯截面系数相应有1.44%到4.04%的增加，臂架危险截面的应力降低可达约8%到l0%，挠度值降低约6%N7.5%，因此八边形截面臂架受力情况进-步改善。

5.2多级顺序伸缩油缸开发在大吨位、臂节较多的直臂随车起重机上通常采用顺序伸缩加同步伸缩，可以大大简化臂架内部结构，提高伸缩机构的可靠性及工作效率。

目前在随车起重机上实现臂架顺序伸缩的方法主要有通过多联液压控制阀单独控制每个油缸、利用串联油缸的面积差等方式。

但多联控制油路增加了系统复杂性及故障率，增加了操作难度及强度。利用串联油缸的面积差控制伸缩顺序的可靠性低，在系统压力不稳定的情况下经常出现动作紊乱，且系统压力损失大，系统效率低↑年来利用机械触碰方式控制油缸顺序伸缩的技术逐渐成熟。

多级顺序伸缩油缸伸出过程为：-级缸伸出，此时由于单向阀作用，液压油无法进入二级缸， 图5.2(a)，因此二级缸不动作。当-级缸伸出到位，推动缸头阀体内单向阀动作，液压由通过-级缸芯管进入二级缸，推动二级缸伸出，见图5.2(b)。

多级顺序伸缩油缸缩回过程为：二级缸缩回，此时由于单向阀作用，液压油无法进入·级缸，见图5.2(c)，因此- 级缸不动作。当二级缸缩回到位，推动缸头阀体内单向阀反向动作，液压油进入-级缸，推动-级缸缩回，见图5.2(d)。

机械触碰方式实现顺序伸缩的多级油缸采用单-液压控制阀，减少了多联控制油路，降低了整机成本，降低了操作难度及强度，机械触碰方式简单可靠，液压系统压力损失小，工作效率高，是顺序伸缩油缸技术的主要发展方向。

5.3专用回转支承开发及相关标准建立回转支承是起重机的关键零部件，目前起重机行业主要采用J B/T2300-1999标准[15进行回转支承选型及校核，其选型原则为：可在允许情况下尽量取大值和首选系列产品。这样根据系列选择的回转支承结构尺寸往往较大，但是随车起重机整车布置空间要求紧凑，回转支承的大小直接决定了整机结构的尺寸，该标准中的回转支承型号不适用于随车起重机，因此专门开发适用于随车起重机的回转支承并形成行业专用标准具有现实意义，见图5.3。

以回转支承滚道中心直径D与滚动体直径d为设计变量，如图5.3，以滚道接触强度要求、承载能力等为边界条件，以回转支承体积最小为目标函数对回转支承进行优化计算。优化结果表明，通过增大滚动体直径、减少滚道回转中心半径能够得到适用于随车起重机的回转支承。如果据此建立随车起重机行业的回转支承标准，对于回转支承毛坯锻造、产品制造以及售后服务等行业将有重要的意义。

5.4液压系统制动后的锁紧技术液压系统换向阀的阀芯与阀体之间多采用间隙密封，在由起吊载荷重力引起的液压油压力及阀芯自身重力的双重作用下，系统制动时高压油液常会通过换向阀阀芯与阀体之间的微袖隙缓慢泄漏，不能对各机构液压缸或液压马达实现有效地锁紧，因而极易发生载荷下降、臂架回缩、幅度增大、支腿下沉等事故，轻则导致随车起重机无法正常工作，重则导致车辆倾覆、人员伤亡等恶性事故的发生。

滚动体直径.，/I姗 I ，，。/ 可行域- - --r滚道直径D，tnmo 图5 3 某型号随车起重机回转支承最优化设计的可行域201 3.02建设机械技术与管理 9 1### 本刊特襦 reatUreS为防止上述情况发生，需在液压系统中增加相应液压锁或平衡阀，提高液压执行元件 (液压油缸、液压马达)等的密封性，减少内部泄露，提高系统稳定性。同时，需在起升机构设置机械式制动器，防止意外事故发生。

6产品开发技术及发展趋势在产品的设计周期中，产品方案设计是最首要、最综合的设计工作，设计人员要具有丰富的设计经验，同时要参考大量的法规、规范、标准及技术资料。随车起重机方案设计中涉及的产品参数多、计算项目多、载荷组合及计算工况多、计算过程复杂、迭代次数高，常规的计算工作效率低，错误率高。为此，依据随车起重机的相关规范、标准，总结产品方案设计规律，固化计算流程和方法，开发随车起重机产品专用的快速方案计算软件系统。

系统采用标准化、参数化、拈化的开发思想，将参数分类分层，形成统-的数据源，避免参数之间的冲突和歧义，避免因参数传递失误造成的计算结果错误问题。系统的组织构架采用顺序结构，如图6.1，设计人员根据前处理界面的要求及提示，在输入拈输入相关参数，参数按照后续计算拈调用的需要求进行处理，各计算拈依据产品方案设计流程而彼此独立，根据需要运行，最后将计算结果按照-定的标准模式进行方案结果输出，由工程设计人员完成整机的最终评价与决策工作，实现人机的有效结合。参数化的方案设计计算软件面向产品设计人员，界面设计及软件流程尽量简洁并使用工程语言，设计人员容易掌握， 6.。

此外，随着计算机运算功能及存储技术的愈加强大，信息化管理技术、三维同步建模技术、CAD与CAE协同分析技术、动力学仿真技术、机电液联合仿真技术等先进设计手段将会得到更广泛应用。

经过三十余年的改革开放，我国随车起重机产品在设计手段、加工技术、制造工艺、配套件技术等方面取得了长足的进步，但是与国际先进产品仍存在较大差距，这为我们提供了发展的动力和追赶的目标。各行业企业、科研单位及高等院校只有不断加大科技投入，深入研究新技术、新材料、新工艺，加92 CMTM 2013.02快新产品研发步伐，完善设计及试验标准，不断缩小与国际先进技术的差距，才能使国内随车起重机行业走上了良性、快速、可持续发展的道路，取得更加辉煌的成绩。

'nmrl◆责任编辑：苏宇3吴建强，张启君，陈建波.随车起重机发 展概况.建筑机械化.2007(06)：116。

[4]PALFINGER公司产品样本5 日本古河公司样本6]韩国广林公司样本7徐工随车起重机有限公司样本[8石家庄煤炭机械有限公司随车起重机分公司产品样本[9牡丹江专用汽车有限公司产品样本101泰安古河随车起重机厂产品样本[11]沈阳广成重工有限公司产品样本[12]任志杰.国内随车起重机的发展态势.起重运输机械，2009(1)：1-3。

[13机械安全机械的电气设备.GB5226.2-2002中华人民共和国国家标准S.2002。

14刘惟信.机械最优化设计M.北京：清华大学出版 社.1994。

15回转支承.JB/T2300-1999华人民共和国机械行业标准[S].1999。

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