蜘蛛型高空作业伸缩臂调研报告

蜘蛛型高空作业伸缩臂调研报告

1.前言

近年来，随着我国国民经济的快速发展，建筑业作为国民经济的支柱性产业也实现了飞速发展，在城镇化快速发展的推动下，高层建筑、标志性建筑，特色建筑，高大空间异性的特点犹如雨后春笋拔地而起，城镇建筑逐渐向空间化和多样化方向发展，同时，对这些建筑物的装饰、安装、清洗、维护工作的作业设备也提出了新的要求，开发新型蜘蛛式高空作业平台，以解决建筑物内外立面和高大空间的屋顶面的清洗，维护和装饰作业等作业不便的问题。

随着城镇化建设的快速发展，城市建筑向高大和多样性方向发展，高层建筑，体育场馆、机场候机楼、宾馆等建筑物的内外立面和大堂空间结构安装、清洗、维护和装饰作业的需求越来越多，对适合于此类建筑物施工的设备需求量与日俱增。而目前这些高层建筑裙楼的外立面和高大空间的屋顶面的清洗、维护和装饰作业仍普遍采用传统的搭建脚手架或搭设施工平台的施工方法，该施工方法存在工作效率低、速度慢、安全性差、占用施工场地大、使用材料多、环保性差、浪费人力物力等问题，而蜘蛛式高空作业平台适合于高大空间施工作业，具有移动方便，可实现工作效率高，移动速度快，使用安全，节能环保的优势。

目前，我国的建筑安装多采用传统的施工工艺和施工手段，一些重大工程，重点工程为保证施工质量、施工安全和施工进度，不得不进口国外先进国家的用于高大空间建筑的高空作业平台，这一领域在国内目前还是一个空白，可是在国内有巨大的市场需求，因此开发我国自主产权的，适合高大空间施工安装作业的蜘蛛型高空作业平台，对解决工作效率低、缩短施工周期、保证施工质量、保证施工人员安全、保护环境卫生，保证居民的生活和工作环境、节省人力物力有着非常重要的作用和意义。

2.伸缩臂的截面形式及优缺点

蜘蛛式高空作业平台和汽车起重机结构很像似,主要由多级伸缩臂、飞臂、工作篮、转台、回转机构、车架、传动系统、4个可独立摆动旋转的平衡支腿、液压系统、电气控制系统和动力装置等组成伸缩臂的顶部通过飞臂连接工作篮，回转机构使工作臂360°全回转，伸缩臂作为主要受力构件其重量一般占整机重量的20%~25%左右，而伸缩臂的关键技术在于伸缩机构的形式和臂架截面形式。

伸缩臂是受弯为主的双向压弯构件，除有整体强度、刚度、稳定性的约束限制外，主要受拒不稳定性约束。因此采用何种截面形式使吊臂的自重较小，材料的充分利用、是伸缩式

吊臂设计的关键技术。

目前伸缩式吊臂常见的几种截面形式：四边形截面、六边形截面、八边形截面、十二边形截面、U形截面和椭圆形截面。

归纳起来，伸缩臂可以制成几种典型的箱型截面：矩形、梯形、倒置梯形、五边形、六边形、八边形、大圆角矩形以及椭圆形截面等。

下表是几种箱型截面的特种和优缺点

吊臂的不同部位可用不同强度的钢材，以减小吊臂重量，充分发挥刚才的作用，如上翼缘板用高强度钢，下翼缘板用普通钢等来制造吊臂。

3.伸缩臂的伸缩方式介绍

伸缩式吊臂采用液压缸实现变幅，作用在臂架上的载荷有起升载荷、自重、回转惯性力及风载荷等。

臂架的伸缩方式主要由三种：顺序伸缩、同步伸缩和独立伸缩。

顺序伸缩：是指各节伸缩臂按照一定先后次序完成伸缩动作。为了使各节臂伸出后的起重能力与起重机的其中特性相适应，伸缩顺序为先外后里。

同步伸缩：是指各节臂以相同的行程比率同时伸缩。

独立伸缩：是指各节臂无关联地独立进行伸缩动作。显然，独立伸缩机构同样也可以完成顺序伸缩和同步伸缩的动作。

吊臂自重和吊臂重心直接影响起重性能，不同的伸缩方式使吊臂自重和重心位置在吊臂伸缩过程中起着不同的作用。

4.国内外现状

4.1国内起重机伸缩臂现状（下面以伸缩式起重机为例介绍一下国内外现状）

4.1.1徐工产品

徐工集团徐州重型机械有限公司始建于1943年，1990年晋升为国内同行业唯一的“国家一级企业”，是国内最大的研制、生产、销售工程起重机、混凝土机械、特种消防车的专业化制造企业。2006年，徐工重型实现销售收入63.7亿元，在国内市场占有率为55%，在中国以外已赢得了包括大洋洲、中东、非洲、南美以及亚洲34个国家和地区市场的广泛认可。在全球工程起重机市场上，徐工重型以销量排名第一、综合经济效益排名第二，全面跻身世界前三强。

2007年在国内徐工集团徐州重型机械厂首先推出QAY130、QAY160、QAY200、QAY240、QAY300五种吨位全地面起重机，其伸缩臂为“U”形截面，单缸插销式伸缩技术，并采用进口高强度钢板，双缸加双绳排的伸缩机构，在吊臂伸缩时，臂节之间有宽大的滑块，保证了主臂的同心度，使重量和受力较好的传递，增大起重能力。独特的吊臂对中装置，使伸缩更方便，但是在国内其他厂家目前还没有使用这种截面形式。徐工集团徐州重工机械有些公司生产的QY系列汽车起重机和DG系列高空作业车的伸缩臂截面形式均为四边形结构。4.1.2三一产品

三一集团有限公司始创于1989年，其主业是以“工程”为主题的机械装备制造业，目前已全面进入工程机械制造领域。主导产品为建筑机械、路面机械、挖掘机械、桩工机械、起重机械、非开挖施工设备、港口机械、煤炭机械、风电设备等全系列产品。其中混凝土机械、桩工机械、履带起重机、煤炭掘进机械为国内第一品牌，混凝土泵车全面取代进口，国内市场占有率达57%，为国内首位，且连续多年产销量居全球第一。

集团生产的QY50C汽车起重机，起重臂采用进口或国产低合金高强度结构钢精心制作，大圆弧六边形截面，自对中性好，起重能力强；大跨度支腿，稳定性好，主臂全伸长度42.5米，对大起升高度43米，超长主臂，启程高度行业领先。

4.1.3其他公司产品

目前在国内，我国刚研制的160吨三节伸缩臂铁路起重机其伸缩臂的界面形式采用的是六边形结构，中联重科QAY160汽车起重机伸缩臂截面形式采用的是椭圆型截面形式等等，其中矩形截面是有翼缘板和腹板焊接而成的，也是目前伸缩臂中用的比较多的截面形式。4.2国外起重机伸缩臂现状

在工程起重机领域，欧洲、美国和日本处于领先地位，相应的其起重机的伸缩臂的结构形式也比我国发展的更为成熟。

4.2.1国外主要起重机生产厂商产品

从Bauma China 2007博览会上可以看出，椭圆形伸缩臂、单缸插销式伸缩机构、自动伸缩臂系统，构成了以德国利勃海尔为代表的西方先进伸缩臂技术的核心，代表当前世界最高水平，是轮式起重机伸缩臂技术的发展方向，LTM1300起重机伸缩臂的截面也采用了椭圆形截面，其截面上弯板为大圆弧槽形板，下弯板为椭圆形槽形板，且由下向上收缩，其重量优化，抗扭性能显著，具有固有的独特稳定性和抗屈曲能力。DEMAG也使用椭圆形吊臂截面形式。

GROVE和TADANO采用大圆弧六边形截面，根据需要，腹板上设计横向和纵向加强