“双动力”全液压轮胎式抓斗起重机

一、技术产生的背景
1、各重点消防单位解决原材料机械化备料作业需要
　　众所周知，在类如造纸、纺织、棉麻加工和木材加工这样的重点消防行业，生产过程中所需用的草、苇、竹、木、棉、麻等泡、松、散、软之类的原料可谓量大、面广，由于其具有易燃和难以用常规机械进行装卸、堆垛、拆垛和转运、喂料等作业，所以，长期以来这些强体力劳动一直靠人力进行。
　　近十年来，由于上述行业的迅速规模化发展，以及人力资源的越来越紧张，其原料的单位年用量已由过去的几万吨增加到十几万吨、几十万吨甚至几百万吨，再靠传统的人海战略已根本无法满足生产要求，已严重制约了企业的产量和规模化发展。
　　为了彻底解决上述问题，*的办法就是实施原料供应中各环节的全面机械化作业。但因这些单位的原料库均属重点防火单位，一般的装卸机械因内燃机在作业时易排出烟火，而在严禁烟火的重点消防单位又不允许这样的设备进入库区作业。因此，就急需有一种可以满足消防要求的新型装卸机械设备来满足上述行业的机械化备料作业要求。
2、节省能源，保护环境的社会需要
　　石油，作为国际社会的能源和战略物资，其资源将会越来越紧，其价格亦会越来越高。而常规的流动式作业机械均离不开燃油作为动力，这种用燃油作为动力的机械化作业设备在作业时，不但能耗成本高，而且其排废和噪声严重污染环境。
　　而采用电力作业的这种“双动力”型技术产品在同等的作业效率下，其耗电成本只是耗油的20—30%（不同地区的电价有所区别），而且电动作业不仅噪声小，还彻底克服了内燃机作业排废，并减少了噪声所造成的环境污染。满足了节能、环保的社会需要。

二、技术产生和改进的过程介绍
　　针对上述市场和社会需要，我们于1993年开始着手研制一种能适应上述行业备料作业的消防型、低耗机械设备，即开发了一种由防爆电机和全封闭电器、电路组成的液压驱动系统安装在常规的汽车起重机上，并与内燃机液压驱动系统形成一种既互通，又互锁的“双动力”汽车起重机液压驱动机构，实现了在野外或无电源的情况下，仍用内燃机驱动起重作业；而在重点消防单位，可停掉内燃机，就近接通380V电源，采用防爆电机驱动液压系统带动起重机作业。如此便避免了内燃机作业时易排出烟火，不安全的问题。
　　在这一技术研制的同时，我们于1994年1月8日向国家局申报了“汽车起重机用双动力全液压驱动装置”（后来改为“一种汽车起重机用电力辅助驱动机构”），并于当年获得了“实用新型”权。号为：ZL94201025.6（见证书复印件）。为了解决这种“双动力汽车起重机”在各种不同的作业现场，对不同的原料（如草、苇、棉、麻等泡松类，毛竹、木材等秸杆类，以及挖泥、清淤作业等）进行装卸过程中的自动抓取和放料作业，我们又分别于1994年、1995年、1999年申报了“草料抓斗”（号ZL94245590.8）、“滚轮爪端起重（木材）抓斗”（号ZL95239718.8）、“浮动退料板抓斗”（号ZL99247071.4）三项工作属具技术。为更好地满足对各种不同原料的抓、放作业提供了安全、保证（该三项技术因市场面很窄，故已放弃了保护权）。
　　时至2002年，我们对“双动力”汽车起重机产品的规格进行了从5吨型、8吨型、10吨型、12吨型和16吨、20吨型的系列开发和完善。产品销售市场也从当初的造纸、棉麻行业开拓到人造板、车站、码头装卸，以及矿山、铁路、交通、水利和城市建设等市场方面，市场前景越来越广阔。
　　但是，由于汽车起重机属于一种功能型起重设备（作业等级只为“U3”级），只适应于不经常的、轻负荷的吊重作业，而改造为“双动力”产品后，使其工作性质发生了变化，即由原来的功能型吊重设备（一天用不了几次），变成了效率型装卸作业设备（每天八个小时以上不停机的对草、苇、煤炭、沙石等货物进行装卸过程中的抓、放作业。其工作等级达到了“U5-U6”级），其整体的设计均不能满足用户的作业要求。虽然不断地加大的设备的规格型号（吨位不断加大），但由于国家对该类型设备的标准的设计就不适应高频繁的、连续性的作业。设备功能转变后，其主要问题是整体的设计强度比港口起重机小，液压系统通径也小、流速快、流阻大、温升高，以致漏油现象不断、故障率高。特别是这种汽车型起重机的行驶操作机构在下车，起重和抓料作业时只能在左、右和后侧三个方向作270度以内的作业，而且作业时必须打支腿，更不能吊（抓）重物行驶等问题和不足，都严重制约了该产品的生产规模，连续七、八年市场销售额都维持在三、四百万元的规模上。
　　为了彻底解决上述问题和不足，尽快提升产品技术性能和适应性，2002年我们根据该项技术和产品存在的实际问题，并根据用户的切实需要，重新对这种“双动力”型产品进行了实质性的技术创新和改进，即将原来安装在下车（汽车底盘）上的“双动力”驱动机构，全部移至上车
（起重作业的转台上面），并将行驶和起重、抓料作业都集中在上车一个操作室内完成，省去了下车的驾驶室，并实现了360度的全回转作业，以及可不打支腿（吊载30-40%）作业和吊重行驶等新的功能。
　　这种全新的上置式“双动力”驱动机构在技术上克服了设备在回转作业中的供电问题，以及整体布局、控制和机、电交换驱动时的互通、互锁，特别是对下车行驶、后退、转向、刹车、支腿收放等机构的控制和操作都有了多方面的创新突破。为此，我们又于当年分别申报了“安装有电动机和内燃机两种动力的起重机”的实用新型和发明。
　　目前，该技术的实用新型已获批准（032106491）；发明已在公告和实质性审查中（受理号为031509584）。
　　于此同时，我们根据该技术的延伸性，又申报了用于挖掘机产品上的保护，并亦获得实用新型保护授权（200320108493.8）。

三、技术及产品发展前景分析
（一）技术优势及发展前景
　　这种既有内燃机动力驱动，又有380V电力驱动的“双动力”全液压驱动技术和产品的应用范围非常广泛，凡具有相对固定的起重和装卸等机械化作业场所（有动力电源），都可以在设备上安装该“双动力”驱动机构，并可实现如下功能和优越性：

1、节省能耗
　　采用电力作业，同等作业效率下的用电成本比使用燃油低70%以上，并可延长整机的使用寿命，降低维修费用
2、安全防火
　　在电器系统中采用了防爆电机和封闭式电控系统，可在重点消防单位施工作业
3、保护环境
　　采用电动机作业克服了内燃机工作时排废所造成的环境污染，并降低了工作噪音
4、一机多用
　　该系列产品具有动力输出装置，通过更换各种专用液压抓具，可以对木材、草苇、废纸等各种松、泡、散、软类货物进行装卸、堆垛和输送作业，是现代化新型起重装卸设备。
5、光、机、电、液一体化
　　目前，为了进一步适应用户作业需要，本公司已与北京工业自动化研究所达成合作协议，即在目前现有的“双动力”机、电、液一体化基础上，溶入自动识别、控制的计算数字技术，打造集光、机、电、液一体的自动化、智能化“双动力”装卸、抢险大型机器人设备，以实现在更特别的（高温、危险、恶劣环境）领域发挥出其独特的人所不及的作业功能，而为起重装卸、抢险、救灾等更高的领域发挥出其不可替代的作用。
（二）市场优势及发展前景
　　该技术经过二次改进创新后，使其可实施的产品品种由原来单一的汽车起重机，开拓到轮胎式起重机、履带式起重机和挖掘机等更多的产品上，其实际作业功能、效率和可靠性、适应性比早先技术有了全面的提高，并实现了企业的产品销售额逐年上升。即从2002年的400万增至2003年的800万，2004年的1600万、2005年的2300万。并连续三年出口缅甸、印度尼西亚。分析今后国际市场中的燃油会越来越紧缺，价格会越来越高，设备的作业成本将越来越大的因素，以及从国际社会对环境保护的标准亦会越来越严，要求越来越高等趋势分析，无论是国内、国际市场，对这种集大幅度节能、环保、一机多用等功能与一体的“绿色机械”产品都将受到非常的欢迎，其市场潜力亦会十分广阔。