我國起重機械傳動裝備結構優化獲重大突破

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我國起重機械傳動裝備結構優化獲重大突破

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由國家科技部立項,中國機械工業聯合會組織實施的一項橫跨“十二五”與“十三五”的國家科技支撐計劃重點項目———《橋式起重機械輕量化關鍵技術研究與應用》課題,經過項目承辦方與協辦方歷時三年之久的共同推進,獲得突破性進展。近日,中國機械工業聯合會組織精悍的項目驗收團隊,通過聽取課題工作匯報,現場組織技術認證,對起重機械輕量化核心傳動裝備減速器進行了綜合驗收。驗收專家組充分肯定了該項目序時推進,并取得多項技術突破,對深入推進我國起重機械向精準化、輕量化、綠色節能型方向轉型升級,趕超國際先進水平提供了成套技術支撐體系。

橫跨兩個五年計劃的國家科技支撐項目通過權威驗收

近日,中國機械工業聯合會在江蘇組織召開了由江蘇泰隆減速機股份有限公司等單位承擔的“十二五”國家科技支撐計劃“橋式起重機械輕量化減速機關鍵技術研究與應用”課題綜合驗收,專家組認真聽取了課題工作匯報,進行了現場考察、技術論證與組合驗收,經質詢和討論確認該項目圍繞橋式起重機械輕量化減速機關鍵技術需求,開展了輕量化起升機構結構優化、輕量化減速器優化設計及動態分析、輕量化減速器關鍵零部件制造及質量控制、輕量化減速器試驗與應用等關鍵技術研究,開發了13種三級和12種四級規格的輕量化減速器系列產品,研制了輕量化減速器的綜合性能試驗裝置,完成了課題任務書規定的各項研究內容和考核指標,達到了預期目標。

該項目認定:泰隆減速機公司優化了輕量化橋式起重機起升機構的結構和傳動系統,提出了輕量化減速器單邊支撐的結構形式;基于通用化與組合多樣性理念的參數化、模塊化技術,形成橋式起重機減速器系列型譜;基于最佳硬化層深度設計、殘余應力與變形控制的硬齒面齒輪精密熱處理技術,形成了高功率密度齒輪的生產工藝,提高了齒輪和減速機的承載能力;采用動靜組合密封技術,解決了減速器滲漏油問題;完成了10臺樣機的輕量化設計制造。實現了輕量化橋式起重機起升機構減速器的自主設計制造。

本課題項目在泰隆減速機公司建成了相應的生產示范基地,滿足了橋式起重機起升機構輕量化減速器5000臺套的年生產能力;申請專利10項,其中發明專利4項,計算機軟件著作權1項;發表學術論文15篇;制訂企業標準1項,培養了一批技術骨干,其中培養研究生9名,博士1名,碩士8名。

本課題根據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006~2020年)》以及《綠色制造科技發展“十二五”專項規劃》提出的制造業領域發展思路及重要任務,承擔了國家科技部下達的橫跨“十二五”與“十三五”兩個五年計劃的科技支撐項目———《橋式起重機輕量化關鍵技術研究與應用》的開發研究課題。該項目中的核心裝備和獨立課題《橋式起重機輕量化減速器關鍵技術研究與應用》項目,明確由江蘇泰隆減速機股份有限公司牽頭承辦,聯合北京起重運輸機械設計研究院、鄭州機械研究所、重慶大學和江蘇科技大學組成產學研聯合體,于2015年1月至2018年4月底,分層次、分專題共同實施該課題的研究和項目推進工作。

根據國家科技部支撐課題要求和項目驗收組評審認定,輕量化減速器與傳統起重機械配套的JB/T10817型減速器相比,功率密度提高41%,承載能力提高30%,重量減輕10%,噪音降低3dB(分貝),材料節約10%左右,達國內同類產品領先水平。采用該傳動機械裝備的橋式起重機,整機重量可減輕15%~20%,使用能耗降低10%以上,為我國起重機械攀登國際先進水平、實現輕量化、智能化、綠色制造奠定了堅實的技術基礎。

輕量化減速器脫胎換骨的技術創新

起重機械是國民經濟各行各業生產、運輸、吊裝、貯備等啟動過程所需的重要基礎設施,廣泛應用于倉庫、港口、碼頭、廠房、貯料場所。長期以來,隨著國民經濟的蓬勃發展,我國鋼鐵、冶金、電力、建材、石油、化工、新能源產業、江海隧道及路橋建設等領域對起重機械的需求和帶動,使我國起重機行業每年實現了30%以上的高增長。目前,國內起重機械設備年產量達4萬臺以上,產值愈170億元,每年消耗中高檔鋼材超過170萬噸。在起重機械構件中,減速器是各類部件的核心裝備,減速器的性能和結構不但影響和決定著起重機械的速度、效率與穩定性,而且與起重機的箱體、傳動系統及電機、連軸器、制動器、卷筒等主要部件的結構連接息息相關、相輔相成。

泰隆減速機公司總經理殷愛國介紹,目前我國通用的橋式起重機普遍使用的是上世紀80年代研制的QG系列產品,與其相配套的減速器為ZQ系列、QJ系列、QY系列等產品,其結構普遍存在尺寸偏大、精度偏低、接口形式單一、機型笨重、齒輪精度差、功率密度低、噪音大等弊端,嚴重制約了我國起重機械的升級換代與現代化應用。通過對減速器產品的更新換代,實行起重機械輕量化制造,是當代產業發展的需要,更是我國“十二五”至“十三五”專項規劃和中長期科學技術發展的必然選擇。

通過本課題研究,形成了橋式起重機輕量化減速器系列型譜;實現了輕量化減速器的模塊化設計;確立了輕量化減速器的系列設計方案;完成了五種減速器樣機的試制及綜合性能測試;提出了適用于5~100t橋式起重機以及適用于125~200t橋式起重機的三點支撐新型起升機構傳動系統。根據課題完整的理論研究和樣機綜合性能測試,證明本課題研究成果已具備在輕量化橋式起重機推廣應用的全部條件。通過本項目的研究,促進了企業的技術創新能力的提升和人才隊伍的培養,適應了輕量化起重機的市場需求,為企業增添了新的經濟增長點。輕量化減速器的研制成功,對推動我國起重機械向輕量化、節能型、安全可靠等國際先進技術方向發展具有十分重要的意義,對提高我國自主創新能力和技術水平,提升國產制造業的核心競爭力,將發揮重要的支撐作用。

對接“中國制造2025” 提升國際現代化水平

減速器是確保起重機械作業安全可靠的核心部件,其整體結構必須適應起重機在空載和負載狀態下聯動作業,運行系統通過智能型設計,能嚴格遵循給定的起重運行速度,大幅度提高工作效率,節省作業時間,降低使用能耗。本課題支撐項目為5~200t級橋式起重機輕量化研發制造,并給定了必須達到的經濟效益和社會效益。該課題屬于多專業多學科交叉、技術研究與工程應用緊密結合的項目,目前該項目在自主知識產權占有,科技人才培養與產業基地建設等方面取得了整體性突破。已研究制訂了“起重機兩支點減速器企業標準”,起草了“起重機兩支點減速器行業標準”送審方案,發表國際論文3篇,國內論文1篇,獲國家專利兩項。本課題主辦方與4家協辦單位全部參與人員58人,其中博士生、研究生9名,投入本課題的科研制造時間達408人次/月,培養了一大批具有專業素質的科研設計人員,建立了參數模塊化設計和結構模塊化制造方面的研發團隊,為我國模塊化系列產品設計制造奠定了堅實的人才與技術基礎,培養造就了產業發展基地。

中國減變速機行業協會理事長、江蘇泰隆機械集團公司董事長殷根章向本報記者介紹,輕量化橋式起重機是我國未來發展的方向,目前我國傳統起重機市場擁有總量達10萬臺之多,產業規模巨大,應用前景廣闊。輕量化減速器的開發研制,可使橋式起重機重量減輕15%~20%,年節約中高檔鋼材10萬~15萬噸。隨著“中國制造2025”戰略的推進和我國現階段科技發展與國民經濟建設需求,輕量化起重機的應用,可使重大建筑物高度大幅度下降,建筑物結構相應向輕量化、精準化、節能與節約型方向轉型,這對推進中國制造由大到強轉變,提升裝備制造業核心競爭力,推進我國裝備制造業趕超國際先進水平,必將發揮重要的支撐作用,產生積極而深遠的影響!

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