中国工程机械闯入行业“无人区”——一台4000吨级起重机如何破解世界级吊装难题

中国工程机械闯入行业“无人区”——一台4000吨级起重机如何破解世界级吊装难题

  在肉眼难以清晰辨识的206米高空,起重机吊臂稳稳吊起上百吨重的风电机舱与叶轮 ,与塔筒顶端法兰上的176颗螺栓逐一精准对位。螺栓直径42毫米、孔径45毫米,对接误差必须控制在1.5毫米以内。

  这是中联重科自主研发的4000吨级全地面起重机,在延安安塞10万千瓦风电项目的吊装场景 。

中国工程机械闯入行业“无人区”——一台4000吨级起重机如何破解世界级吊装难题

  起重机在高空 、强风中“穿针引线” ,牵引起的不只是百吨钢铁设备的毫米级对接,更是中国高端装备制造含金量与含新量的跃升。站在全球竞争新关口,工程机械行业从单点产品突破迈向完整产业体系建设 ,成为中国先进制造业进一步做大做强的最新样本。

  创下“全球之最 ”

  起重机高空中的“穿针引线”,要面对大风的考验 。山地风场有效施工窗口期十分有限,六级大风在城市中足以触发蓝色预警 ,在风电吊装现场却是需要克服的常态。随之而来的是沉重机舱、叶轮的摆动惯性以及柔性臂架周期性震颤埋下的结构振动疲劳隐患。

  在智能化技术的充分应用下,中联重科研发团队针对性地搭建起一套“刚柔相济”的智能控制系统 。支撑这台钢铁巨兽完成这般“绣花功夫 ”的,是一套兼顾重载输出与微动调控的动力单元系统 ,既可释放千钧之力 ,又能实现轻拿鸡蛋而不碎裂的精细操作。引入激光雷达等高精度传感设备,实现了臂架以毫秒级速度预测摆动趋势,并自动控制臂架反向施力调节速度与方向 ,使吊装重物始终保持在臂架垂直正下方。

  悄然之间,这台4000吨级全地面起重机已经闯入了世界“无人区” 。海外量产最大全地面起重机产品至今仍停留在1200吨级别。中联重科工程起重机公司全球研发中心技术总监郑保密介绍,这款产品集成多项创新技术 ,拥有50余项专利,是中联重科含金量、含新量比较高 的装备之一,单机费用 三四千万元 ,仍供不应求。畅销的秘诀就是,安装当下国内主流的10兆瓦以上陆地风机,这台设备的效率是其他方案的3倍 。

  “重物吊得起 、吊得稳 ,还不是这台起重机研发路上最大的难关,相关技术在此前2400吨级产品上已有应用 。这款设备最核心的创新难点在于‘全地面’通行能力。如何让它翻山越岭、走南闯北,这个问题贯穿了整个研发全过程。”郑保密说 。

  “全地面 ”意味着能在各种路面上畅通无阻。对于这台起重机而言 ,挑战最大的路面不是在山坡、丘陵 ,而是高速公路。我国能够正常驶上高速公路的车辆外廓尺寸被严格限定:宽3米 、长22.25米、高4米 。此前2400吨级机型已将内部空间挖掘至极限,而今起重能力要求提升60%,配套设备重量增加40% ,部分结构件尺寸增大40%,集合尺寸却几乎不增加,这意味着研发团队要在有限空间内精打细算 ,于方寸之间集成更强承载能力。

  面对这一严苛约束,中联重科研发团队从底盘结构开始,对起重机实施颠覆性重构:传统上凸式车架改为下凹构型 ,车桥采用分段结构并配套独立悬挂,在紧凑空间内完成全新布局。与此同时,全车轮胎可同步偏转35度 ,整车具备蟹行斜向移动功能,在狭窄山路上灵活避让障碍、精准调整作业机位 。

  牵引产业链协同跃升

  我国在2020年曾向世界郑重承诺,力争2030年风电 、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。自承诺作出以来 ,可再生能源建设衔枚疾进 ,其中,全国风电装机规模达到6.4亿千瓦,相比2020年增长127.3% ,年均增长17.9%。这些实实在在的装机成果,彰显了我国对全球绿色发展的责任担当 。

  风电产业的高速扩张,直接带动风机装备技术快速迭代 ,机组持续向大兆瓦、超高轮毂高度方向演进。当风机单机容量从5兆瓦升级至10兆瓦,机舱重量由百吨量级跃升至200吨,轮毂安装高度也从160米抬高至200米。风机体型、重量与吊装高度的全面升级 ,对起重装备的承载能力 、作业稳定性提出全新挑战,倒逼出这台“全球之最”的起重设备 。

  在郑保密看来,能源产业蓬勃发展带来的市场需求 ,恰恰是上游装备制造业转型升级的重大机遇 。在启动4000吨级全地面起重机研发工作之前,中联重科组建10余人专项调研团队,历时1个月走访国内多座风电场与上下游设备厂商 ,深入一线收集工程现场真实痛点 ,把现场吊装的各类难题转化为清晰可落地的产品设计指标,最终催生了这台世界首创的重大装备。

  这台4000吨级全地面起重机的臂架采用1100兆帕超高强度钢材,强度接近普通建筑钢材的4倍 ,在保障结构安全与承载能力的同时,大幅削减整机自重,实现轻量化与高承载兼顾。这项技术突破的背后 ,是研发团队携手国内头部钢铁企业,联合攻克冶炼 、压型、焊接等一系列核心工艺瓶颈,仅高强度钢板焊接这一项课题 ,便斩获国家级研发奖项 。

中国工程机械闯入行业“无人区”——一台4000吨级起重机如何破解世界级吊装难题

  据了解,这台大国重器汇聚来自全国16个省份、54座城市的240余家配套供应商协同研制。一台重大原创装备,带动了一整条完整产业链的向上跃进。

  回望这些年我国风电装备的创新 ,超大容量整机 、碳纤维超长叶片、漂浮式成套装备、海上柔性直流换流装备 、构网型变流器、智能传感与运维机器人……每一项先进制造的背后,都有着类似的研发创新故事 。正是这涓滴成河的持续攻坚,锻造出了我国重大装备关键零部件的自主可控能力。

  工程机械挑战下一关

  在国内一系列超级工程需求牵引下 ,中国工程机械持续挺进技术无人区。万吨米级塔式起重机、超大直径盾构机 、大型矿用电动装备、高端高空作业平台等重大装备陆续落地 ,多项“卡脖子 ”技术相继突破,国产装备持续支撑国内超级工程建设,也在海外市场开疆拓土 。

  2026年上半年我国工程机械出口343.73亿美元 ,同比增长21.7%,贸易顺差达331.18亿美元,延续多年的高增长态势。履带挖掘机、零部件 、电动叉车及升降平台、非公路用自卸车、装载机 ,出口增长的品类全面开花;对美国 、印尼 、巴西、印度、越南 、澳大利亚等主要市场的出口增速持续加快。

  与此同时,国内工程机械企业深刻认识到,世界 市场竞争已经从单一产品比拼 ,升级为制造、供应链、金融 、服务协同的全方位能力竞争,要实现产品出口向“大型化、高端化、高附加值 、成套设备”转型,出海逻辑也应由产品输出转向体系能力输出 。

  在产品端 ,软硬件结合愈发成熟,徐工机械将一台叉车升级为AGV物流系统,叉车不只搬运货物流更形成数据流 ,为生产决策提供大数据基础。在制造端 ,全球化网络正在成形,中联重科混凝土泵车已形成“国内上装排产—当地底盘采购—本地组装—终端销售”的模式,更快速响应客户需求和完成交付。

  打造世界领先产品 ,是单点技术的突围;构建世界领先产业,是中国工程机械行业必须作答的全新命题 。上月举行的全国先进制造业大会提出,持续做大做强先进制造业 ,为推进中国式现代化提供有力支撑 。中联重科董事长詹纯新认为,依靠科技创新、产业结构优化与海外市场拓展,企业已收获阶段性成果 ,下一步将持续提高产业“含金量、含新量 、含绿量 ”,助力先进制造业发展。

(文章来源:证券时报)

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