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龙门吊的技术含量很高吗?

来源:www.shuishangwuliu.com   时间:2022-05-23 08:40   点击:253  编辑:轩辕浩 手机版

目前咱们国家几乎垄断了全球90%的龙门吊市场,有个很经典的笑话描述了龙门吊的市场状况:印度在建设自家的航母时由于对中国不信任,所以没有从中国购买,反而花2000万美元购买了英国的二手龙门吊,但印度工程师在某次维护时发现这个帮助英国建造航母的二手货竟然也是made in China,他们马上气不过又跑到日本去购买,千辛万苦终于找到了一台不是中国造的龙门吊,然而最后的结果是在使用时不但龙门吊自身垮塌了,还砸坏了旁边的船坞和停泊的护卫舰,损失惨重。

龙门吊看起来是个傻大笨粗的大型机械,但它在航母制造、游轮建造、港口建造和海上钻井平台建设等各个领域发挥着不可替代的作用,一个国家如果连龙门吊都没有,那么它是不可能建造出航母等大型船舶的。

中国的舰船近些年的建设速度像下饺子,这离不开龙门吊的功劳;

英国“伊丽莎白女王号”航母是购买的中国振华重工的龙门吊;

美国奥巴马政府曾在演讲中大力宣传重振美国制造业,但其演讲所在港口的背后却是“振华重工”字样的龙门吊,这是美国制造业空心化的最好证明。

毫不客气的说,美国最先进的隐身驱逐舰“DDG-1000朱姆沃尔特号”在建造过程中也是购买了中国的龙门吊。

印度的国产航母磕磕碰碰,周期缓慢,很大程度上也和缺乏足够提升力的龙门吊相关。

除了市场份额高之外,中国也垄断了世界上最先进的龙门吊技术。

目前世界上最大的龙门吊-宏海号,也是中国自主研制的,并且咱们拥有独有的自主知识产权,宏海号高148米,大约为50层楼高,可以吊起22000吨的东西。

在技术方面,龙门吊本身的结构稳定性、焊接工艺、控制精度等都是代表其市场竞争力的关键指标。

龙门吊最核心的技术是以PLC为核心的控制系统,因为控制系统是大型机械的大脑,1个厘米左右的控制误差都可能造成船体的损坏。

除了控制系统外,大型机械的焊接工艺、结构设计、液压系统也都是核心技术,当然了,如果你非要说光刻机、芯片这些才算高科技的话,龙门吊确实也算不上了。

西方国家为什么不生产龙门吊?很多人说欧美人不生产龙门吊,不是说自己设计不了,而是因为这个产品的利润低,这句话只说对了一半。

第一,美国等西方国家确实可以设计出比咱们还性能优异的龙门吊,因为咱们的技术也是在他们的基础上消化吸收得到的,所以,如果他们自己要生产的话,也绝对可以生产的出来,只是效率有些低罢了。

第二,欧美国家不生产龙门吊并不是因为不想造,而是因为竞争不过咱们的产品。

因为咱们国家有世界上世界上数量最多的港口,有世界上最大的船舶制造厂,以及数量众多的海上钻井平台,这些工程的实施都需要大量的性能各异的龙门吊,给了国内企业巨大的订单,而国内企业再拿到订单后继续提高技术、抢占市场,久而久之就蚕食了老牌企业的市场。

第三,欧美国家不生产龙门吊并不是因为它的利润低,相反,龙门吊上所用到的钢材、控制器早就实现了国产化,去掉成本后的毛利润相当可观。

但是,除了特定场合外,欧美国家对龙门吊的需求并没有中国那么大,咱们国家生产一个龙门吊可以在多个港口或海上平台使用,但对于英国等国家来说,花费巨大的力气生产一个巨无霸龙门吊,却只能使用一两次,这多少有些不合算。

所以,在全球市场下选择购买或者租赁就合算多了。

文章最后说一句,很多人把龙门吊技术也列为卡美国脖子的技术,这多少有些片面了,同高铁一样,中国目前在港口机械、高速铁路、盾构机等方面确实领先世界,但这种领先靠的更多的是市场的力量,在技术封锁下,欧美国家花费一定的经济代价同样也能制造,所以,要真的实现对欧美国家的技术卡脖子目前还任重道远。

我是科学驿站,华中科技大学物理学博士,是一名热爱科学、热爱分享的科普答主,同时也是科学领域优质创作者、今日头条青云获奖者,如果我的文章有帮助到你,欢迎点赞和关注哦。

不用质疑,重载龙门吊,也就是1000T起吊级别的龙门起重机是有技术含量的。越重难度越大。

咱们就从技术上说这个东西到底有什么技术?详细的要慢慢聊。

龙门吊属于桥架型起重机的一种(或者叫桥门式起重机)。

在重型起重机械的分类上面,桥式起重机,门式起重机都属于桥架型起重机。

我们先不聊中国的起重机技术怎么样,我们先来聊聊其中的原理,以及起重机的主要零部件。

桥门式起重机都是由哪些部件构成的?这里拿一个1600T的龙门吊做一个简单的介绍。主要结构包括,主梁,钢腿,柔腿,上小车,小车,以及行走机构。

看着这个结构是不是感觉,这玩意就是钢架焊接起来后,直接竖起来,然后主梁上面放一个电动机,套一个钢绳,下面放一个电葫芦就可以干了?

你是不是也跟我上面说的一样,这么看不起这个有一个技术含量重型起重产品。

好了,下面开始来说这玩意的技术原理。

桥式起重机技术原理:1、这是一个四轴以上的非标机械机构。说它是四轴,如果单独的上小车,那可以算作是一个四轴机构。

什么叫四轴?

两边的两个支架(专业名词是两条腿),就是两个轴,在电气控制上面,叫大车行走轨道。主梁上面可以滑动的是小车,也是一个轴。上下的提升,下降是一个轴。总计四个轴。(其他的附带的轴,咱们回头慢慢聊)

龙门吊的作用是干什么的?是要将一个重达数百吨,1000T的零部件安装到另一个零部件上面。

即使你在厂房里面使用的悬吊,要悬吊东西,也需要有一个基本的精度,怎么说也不能相差一个1-2米吧,最多相差个10cm或许还能承受。

那么:把一个物体吊起来放到一个指定的地方精度上面满足一定的误差,例如10cm,或者是1cm(这里说句是做一个比喻啊)。可以很明确的造船行业,很明显要求精度比较达到一定的领域,然后在辅助夹具的作用下外力对齐,然后焊接。

这种四轴典型的坐标式运动,其实并不难,使用PLC控制完全可以。但问题就出在,这玩意太重了。

龙门吊的电气构成确实是由:PLC控制器,变频器,电动机,编码器构成的。

PLC产品可以用西门子的S7-300,国内有汇川技术,英威腾都可以做。变频器主要使用大功率变频器基本上都在200KW以上,有460KW,还有更大的变频器。变频器领域目前安川,西门子,ABB,汇川(国内)都在做这个领域。

好了,说这些就是说,电气领域国内目前也可以做了。

至于为什么电气领域,一直以来各种评论都说,主要技术都是国外的产品。

原因其实很简单,PLC是美国数字设备公司70年代发明的逻辑控制器,你觉得中国企业能有多大实力,在改革开放的几十年干过人家?

变频控制,也就是变频器,它是工控自动化领域的重要一环。各家都在做,国内的起步时间是从90年代开始的。

所以,了解一些产业的发展史,咱们才好喷:“啊你看!为什么我们的核心零部件都是外国的!”

那是因为:这玩意好像是对方发明的产品。

好的上面电气和硬件结构说完了。咱们要说重点了。

为什么重型龙门吊是有技术含量的?(看清楚,我没说只有中国能造)当前重型龙门吊在电气领域是有成型方案的,西门子,ABB,安川,汇川都有成熟的电气应用方案。

几个核心的技术:

大车同步性问题,作为自重高达数百吨,负重上千吨甚至万吨的龙门吊。我们暂且将机械硬度放到一边。

两条腿下面的轮子,行走的距离是多少需要非常的精确。不然很容易一边走,一边没有走,直接就失去平衡倒塌了。这就是同步性问题,PLC控制变频器驱动电机转动多少距离。编码器会记录大车的轮子上面的电机转动的角度,反馈给PLC(控制器)。

在顶上面,真正有技术含量的问题出来了!

吊起来后,在有风的状态下,会有晃动的。一个几百吨的物体晃动你是不是感觉到很头疼?

这就需要上面的小车上的电机,在PLC算法的控制下,可以通过运动控制的方式抵消一部分晃动。

按照当下的情况,可以抵消95%的晃动。

这就是实打实的技术,不要不服气啊。毕竟起重行业电气方案,还真不是随便一个厂商都有的。

详细的电气技术,咱们就不深入聊了。这里说的是起重行业的自动化技术是一定壁垒的。

至于电机,减速器,超大型电机国内也有不少企业做。大型减速机外资厂商比较著名的是邦飞利。

咱们接下来聊聊机械结构,傻大黑粗的主梁,钢构,以及下面的轨道和轮子。主梁是厚板焊接,但是上面是有槽的,没有槽小车没法走啊。

对于这种超大型的钢构,尤其是涉及到材料工艺,以及焊接加工工艺,并不简单。

材料上面:A1~A6级起重机,当板厚大于20mm时,钢材牌号应不低于Q235-B;对A7~A8级起重机,钢材牌号应不低于Q235-C。

超大型钢构的焊接,需要架设起来超大型变位机进行焊接。

(展示一个大型变位机的结构)

同时针对轮毂还需要专门工艺制作。(就类似于大家看到的那种打铁的视频)

在这些硬件设备,都准备全了之后,你以为就可以了吗?

大型龙门吊的安装工作,运维工作也是一个有规范,有技术的“技术活”。

所以最后来说说为什么中国会做这个产品,并且是全世界的龙头?就好像比亚迪的王传福回复说的:“芯片再难造,也不是神造的”。同样的龙门吊有难度,但并不是其他国家真的造不了。(有一部分肯定是实力不够的)

那么对于本身造船产业在21世纪后,欧美就不再作为主要玩家。他们并没有客户去需要这个大家伙。但是中国不同,中国振华重工有大把的国内船厂需要这个东西。

所以国内龙门吊有一个成熟的产业链,从轮子到主梁,有产品生产规范和标准,有生产的零部件。所以中国企业会成为龙头,就在这里。

(1)国内仍然是主要需求市场,海外市场并不是大头。

(2)大型设备的实制性成本太高。对于中国而言,千吨级以上的龙门吊属于定制产品,但并不是完全没有的产品。所以从千吨级向万吨级上升,是有供应链积累,和从现有的所有机械设计方案,电气设计方案可以推导的。

但是印度,巴西这种完全没有千吨级制造经验的国家来说,完全的打通一个产业链,制造一个龙门吊可能要花个两三年。

以中国造航母的速度,两三年估计两三艘船都下海了。

总结一句话:是否掌握技术方案,和有没有这款产品是两码事。补充一下,重型龙门吊的技术壁垒,其实真的不小,至少不是动动嘴皮子就能造的,不然也不能卖那么贵。

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