德国STAHL葫芦式起重机与国产起重机的性能对比

以电动葫芦作为起升机构的起重机统称为葫芦式起重机。这类起重机的核心是电动葫芦，并多为钢丝绳电动葫芦和环链电动葫芦。

以往电动葫芦除了作为单轨架空悬挂轨道起重运输设备用之外，多用来与电动单粱起重机和电动单粱悬挂起重机配套，用于车间、仓库等场所。随着电动葫芦性能参数的扩展，从80年代开始，这种葫芦式起重机己不再局限于作为轻小起重设备。大起重量的电动葫芦桥式起重机有代替起重量l0Ot以下的轻，中工作级别的普通桥式起重机的趋势，因为这种起重机自重轻、建筑高度低。随着电动葫芦结构形式的更新，特别是电动葫芦运行小车出现了多种形式的支承和悬挂方式，大大促进了葫芦式起重机品种类型的增多与应用范围的扩大。80年代在国外，特别是德国、芬兰、日本、英国，法国等国家的厂家，不仅相继研制生产出性能先进的电动单粱、悬挂和电动葫芦桥式起重机，还派生出先进适用的葫芦门式起重机、葫芦式抓斗起重机、葫芦吊钩抓斗两用起重机，葫芦吊钩抓斗电磁三用起重机、葫芦式旋臂起重机、葫芦式壁行起重机、葫芦桥式堆垛起重机及立体仓库用葫芦式巷道堆垛起重机。以下以国际知名品牌代表德国STAHL起重机为例进行分析和对比:

葫芦式起重机品种，类型、规格的不断扩展及在起重运输设备中所占比重的增加，将使各种类型的葫芦式起重机形成一种独立而重要的起重运输设备体系。

1．性能参数

性能参数决定起重机使用范围与场合。葫芦式起重机有起重量、 跨度、工作级别及起升速度四个基本性能参数。国产葫芦式起重机除了极少数厂家引进国外技术之外，绝大数企业仍生产60年代中期联合设计的产品，性能参数只限于轻小起重设备的性能参数。如额定起重量系列G=0．5～l0t，跨度S= 5～22．5m、起升速度Vn= 8m／min、起重机运行速度Vk=20～75m／min、起升高度H= 6~30m、工作级别按工作制度考核，几乎只有一种工作制度-中级工作制(JC=25％)。国外葫芦式起重机在80年代中期随着产品结构的更新，使用范围的扩展，其性能参数范围不断地扩大发展，如附表所示德国STAHL公司的葫芦式起重机性能参数。

2．整机特点

葫芦式起重机主要由金属结构，机构和电气控制三部分组成。这三部分的特点构成了整机特点。

(1)三维全双速

国产葫芦式起重机各机构工作速度几乎均为单速，若是双速，起升电机的结构一般是子母电机。其机构复杂，重量大，容易发生事故故障，维修繁琐。德国STAHL最新葫芦式起重机由于电动机采用双绕组电机，使起重机在升降方向(Z)，大车纵向运行方向(Y)和小车横行方向(x)均能实现快慢双速运转，实现了x、Y， z三个方向的三维全双速运转，深受用户欢迎。

(2)拆分式结构

为便于加工、储存和运输，特别是为使于出口海洋运输， 国外最新葫芦式起重机均采用主粱与端粱之间用螺栓连接的拆分式结构。由于“三合一”运行机构的出现与应用，端梁成为独立部件，如德国STAHL公司所属的起重机工厂已专业化生产端梁装置(端粱金属结构加“三合一” 运行机构)，每年生产约1万对端粱装置销售到世界各地。端梁便于船舶运输，主梁由于运输不便可由用户自行或就地协作制造，这是STAHL公司新的经营生产策略。

(3)多种小车形式

为适应葫芦式起重机品种增加的需要， 电动葫芦运行小车的结构和连接方式也不断地增多，在原有刚性支承或悬挂小车的基础上，出现了挠性悬挂小车、能减小轨道最小曲率半径的铰接式小车、角形小车和低建筑高度小车。低建筑高度小车可把电动葫芦固定在小车墙板的侧面，使电动葫芦所需建筑高度大为降低，从而相应地出现了低建筑高度的电动单粱起重机和悬挂起重机，满足了低矮厂房的使用要求。

(4)新的操作观念

国产电动单梁起重机的操作方式有地面和司机室操作之分，但因电动单粱起重机刚性差，司机室与单粱起重机连接刚性也差，因此带司机室的操作性能不佳。国外新一代单根主粱的葫芦式起重机已不再有司机室操作形式，如运行速度较大时，或需要司机室操作的，均采用刚性较好的电动葫芦桥式起重机代替单粱起重机。国产葫芦式起重机的地面操纵多为跟随式操纵，即手电门悬挂在葫芦的开关箱上，操作时重物易碰撞操作人员。国外这种产品的地面操作形式已改用非跟随式操作，即手电门悬挂在一单独滑道下，可以离开重物在较安全的位置进行操作。

3．金属结构

葫芦式起重机的金属结构主要包括主梁、端梁和主端梁的连接件三个部分。以往国内外均因葫芦式起重机为轻小型起重设备，主梁多采用普通热轧工字钢组合型主梁，端粱多为槽钢组焊而成， 主端梁连接多为焊接和减载凸缘加普通螺栓连接。60年代由于焊接技术特别是气体保护自动焊接技术的发展，为便于采用自动焊接技术，主梁结构开始向箱形梁发展。进入70年代国际上随着轧钢技术的发展， 热轧H钢的出现又使葫芦式起重机主梁发生了重大改变。80年代德国生产葫芦式起重机的公司，德国STAHL公司，已普通采用H钢作为主粱。

以前葫芦式起重机的端梁多采用轧制的槽钢组焊而成，随着轧钢技术的发展，国外开始直接采用轧制的长方形截面的薄璧空腹管制作端梁，使焊接工作量大为减少，而且结构轻巧筒单，是一种新的发展趋势。

主端粱之间的焊接连接形式，近来在国外已被铰接连接和螺栓连接等形式取代。螺拴连接形式已由减载凸缘或减载销轴加螺栓连接形式向高强度螺栓连接形式发展，目前国外新一代葫芦式起重机已采用高强度螺栓连接。这种连接中的主端梁连接扳，不再直接接触，而是通过外径50mm、厚10mm的垫片分别与主端梁连接板局部加工平面接触，垫片两端面进行接触不仅增加了接触面积，又克服了以往接触不均匀的缺点，加上锥销定位方便了装拆，是一种十分理想的连接形式。

4．机构

绝大多数的葫芦式起重机只有起升和运行两种机构。

(1)起升机构

作为起升机构的电动葫芦主要由电动机、制动器、减速器、取物及缠绕装置和电气控制系统组成。德国STAHL公司的SH型电动葫芦，在整体布局上出现了较大变化，采用“三合一”驱动装置即制动电动机轴端制齿作为减速器高速轴，使电动机、制动器和减速器三者合为一体，布置在卷筒装置一端，电气开关箱固定在齿轮箱上，这种U型结构使电动葫芦整体布局更加紧凑，从而打破了传统的结构布局。另外，SH型电动葫芦采用框形支架代替圆形卷筒外壳，在框形支架上、下、左、右四个方位均加工有连接运行小车用的连接安装孔，同一台电动葫芦可以安装在各种不同形式的运行小车上，构成不同类型的葫芦式起重机。

(2)“三合一”运行机构

将驱动(电动机)、制动(制动器)和传动(减速器)三种装置合为一体，称为“三合一”驱动装置，如再加上车轮装置即为“三合一”运行机构。采用“三合一”运行机构是当今国外葫芦式起重机最突出的特点之一，具有结构紧凑、轻巧美观、拆装方便、调整简单、运行平稳、配套范围广等优点。德国STAHL公司生产的端齿定位连接式“三合一”运行机构，不仅应用到大车运行机构上，目前已得到更加广泛的应用。

5．电机电器

(1)电动机

目前国内的葫芦生产厂商都采用锥形制动电动机，而国外的葫芦厂商多采用圆柱形制动电动机作为各机构的驱动与制动装置，由于圆柱型电动机采用双绕组，所以非常适合快慢双运行速度和进行速度变频使用。电动机绝缘等级也已由E级上升为F级，如STAHL公司钢丝绳电动葫芦采用德国西门子公司专为起重设备研发的电动机，工作级别都为4m,寿命长，还埋有热敏电阻进行温控保护。

(2)电器

平面集电器或滑轮集电器在国外已被淘汰，目前普遍采用结构新颖又安全的内藏式滑触线电源引入装置。葫芦小车横行电源引入也由拉紧钢丝悬挂电缆引入变为扁电缆滑道电源引入，并进一步发展为内藏式滑触线电源引入。

地面操作用手电门出现了新型双速手电门，其上还可以安装吊重数显装置、总安全开关钥匙及蜂鸣器等，并完全采用低压操作(常为48v)。

葫芦开关箱为整体型，将电气元件集中于一体，并布置在电动葫芦一端，以利检修。采用具有延时功能的新型电子超载限制器，并具有累加和光电显示载荷数值的功能。

6．采用新材料

葫芦式起重机除了主粱采用H钢，端梁采用长方管型钢和导绳器采用耐磨新材料之外，卷筒采用无缝钢管，电机外壳采用压铸铝，滑轮及车轮采用球墨铸铁，也是当前国外葫芦式起重机应用新材料的趋势。如STAHL公司的电动葫芦小车车轮，均采用高综合性能的球墨铸铁制造，抗拉强度比普通铸钢高，抗疲劳强度相当于45钢，可以铁代钢，以铸代锻，又因球墨铸铁含有石墨，具有润滑作用，使车轮耐磨，对轮压不是很大的葫芦式起重机采用耐磨、抗疲劳、工艺性又好的球墨铸铁车轮是非常理想的。

7．采用新的设计和检测方法

在采用现代设计方法中，德国STAHL公司选择了模块化设计方法。模块化设计能使产品设计具有较强的品种应变能力，能最大限度地缩短派生非标产品的设计周期，加速资金运转。模块化设计必须具有现代化的设计工具和现化化技术资料管理体系与之相配合。其设计是根据市场调查预测的统计数字分析和以往积累的资料、图表、图线规律，在严密的科学理论指导下，拟定起重机结构、机构、部件等多层次的标准化模块单元。

利用激光技术检测葫芦式起重机桥架的几何精度，速度既快精度又高。为考核葫芦式起重机的可靠性及使用寿命，德国STAHL公司采用完善的电动葫芦寿命试验方法、试验程序和配套使用的专用仪器，其中全自动疲劳试验检测记录仪能自动记录试验累积时间和电器累积接触次数等。

8．采用新工艺

为提高减速器的性能，箱体采用加工中心加工，齿轮采用高精度滚齿机加工。对金属板材和型钢的气割加工，采用了光电跟踪气割新工艺；预处理工艺已发展有打砂喷底漆和烘干一次连续完成的新工艺；在焊接方面采甩了混台气体保护焊，使焊接质量好、效率高又无飞溅。

9．向特殊环境发展

为适应特殊环境应用的需要，如易爆炸，易腐蚀及需要防电绝缘的场所，必须提供有特种性能的葫芦式起重机。如STAHL公司生产的防爆葫芦式起重机，已经研发出了气体防爆和粉尘防爆的全系列产品，不仅能够提供ZONE1区(ATEX)，也能够提供ZONE2区(ATEX) 的全系列防爆电动葫芦，防爆单梁、悬挂、双梁起重机。这样的防爆设备等级细分，大幅度的降低了公司的生产成本，也能为最终客户提供更经济、更合理的起重运输设备。

能选到三级绝缘的葫芦式起重机在国外已问世，而防腐葫芦式起蒙虮,目前国内外尚未有正式开发与生产。

10．结论

10.1 性能对比

中国国产：起重量最大32吨,起升高度最大30米，起升速度一般是单速，机构工作级别M3,电气防护等级为IP44，维修频率高，起重机自重量大，起重机安装空间高，噪音大（85dB）,起重机整体耗电功率高（以32吨起重机为例，耗电92kw)，产品标准为GB14405－1993《通用桥式起重机》。

德国STAHL公司: 起重量最大100吨,起升高度最大120米，起升速度一般是双速或变频，机构工作级别一般为M5,电气防护等级为IP55，维修频率低，起重机自重量轻，起重机安装空间低,噪音小（74dB），起重机整体耗电功率低(以32吨起重机为例，耗电33kw),产品标准为DIN15018。

10.2 成本分析

前提：在厂房长110米，宽为24米的内部，安装一台起重量32吨，跨度22.5米，起升高度为10米的葫芦双梁桥式起重机。起重机的工作时间按照3小时/天，250天/年，工作级别为A5。电费价格为1.2元/度，厂房建设成本为2000元/米2，厂房使用寿命为10年计算，比较采用德国STAHL SH型葫芦双梁起重机和采用国产QD型双梁起重机的产生的成本。

（1）用电成本分析：

由于两种起重机的用电功率不同，相差为：92-33=59kw，所以采用德国STAHL SH型葫芦双梁起重机10年可节约电费为：

（92-33）kw X 3小时/天 X 250天/年 X 10年 X 1.2元/度=53.1万元

（2）厂房成本分析：

由于两种起重机的起重机顶部到轨道踏面高度相差为：3300-1600=1700（mm）=1.7米, 吊钩到墙壁的左、右极限位置相差为：（2050+1800）- （1120+1120）=1610（mm）=1.61米，根据此数据，可计算出额外多处的工作区域的建筑成本为：

2000元/米2 X 110米 X （1.7+1.61）米=35.76万元

由于两种起重机的起重机的整车重量和最大轮压的相差，用钢结构建造的厂房用钢量，采用德国STAHL SH型葫芦双梁起重机将比采用国产QD型双梁起重机的钢材节省量为少10%，每平方米可降低200元，所以可节约的建筑成本为：

200元/米2 X 110米 X 24米=52.8万元

（3）人工成本分析：

由于德国STAHL的SH型葫芦双梁起重机的设计时结构轻、轮压小，所以在即使是如此大吨位的起重机也无需驾驶室操纵，而国产的此类起重机一般通常采用驾驶室操纵，并且操纵此类起重机的驾驶员要获得国家相关机构认可的上岗合格证。因此可推出采用德国STAHL的SH型葫芦双梁起重机的可节约的人工成本为：

按照每名合格的驾驶操纵人员月工资月为2000元/月，按10年计算可得：

2000元/月X 12月 X 10年=24万元

（4）其他隐形成本分析：

由于采用德国STAHL SH型葫芦双梁起重机设计的厂房，由于节约厂房建筑面积而产生的其他相关费用如: 照明设备费、照明用电费、采暖费、管道设备费等，此部分费用无法统计计算，但可保证所随着厂房使用年限的增长，这部分隐形费用节约的回越来越明显。

节约成本表:

用电成本分析：53.1万
厂房成本分析：35.76+52.8=88.56万
人工成本分析：24万
其他成本分析：10万（估算）

10.3 最终推荐

通过以上分析，虽然在起重机在采购部件时，其第一次采购成本要高于国产部件成本，但总成本包括建筑成本、维修成本、使用成本等均低于国产起重机同等指标。另外，出于采用德国STAHL起重机安全可靠性大大提高，使用性能及指标远远高于国内起重机，因此推荐客户在经济方面许可的情况下尽量首选德国STAHL起重机，以尽情享受国际一流起重机给客户带来的便利！(end)