顧海東
室內環(huán)境空間狹小、復雜多變,對運輸和吊裝都是不小的挑戰(zhàn),因而誕生出不少精彩的應對方案而各具特色。WABI-K.150室內起重機的橫空出世給這一領域帶來了新鮮血液,二合一的設計理念創(chuàng)造了全新的工作體驗。筆者將通過詳細解析其結構原理為您揭示W(wǎng)ABIK.150的神奇之處。
大件運輸和吊裝是各類工程中必不可少的環(huán)節(jié),由于工作環(huán)境各異,對運輸和吊裝的需求也不盡相同,這就催生了形態(tài)功能各異的諸多運輸?shù)跹b設備,各自在其適用的場合發(fā)揮作用。這其中,有一類工作環(huán)境較為特殊的地方——那就是室內。
室內環(huán)境相較于室外的最大不同之處就是工作空間狹小,高度寬度上都很有限,很多在開放空間能大展拳腳的運輸?shù)跹b設備遇到室內環(huán)境往往就無能為力。
為了應付室內的復雜環(huán)境,設計師們發(fā)揮奇思妙想,創(chuàng)造了不少精彩的車輛和設備,為室內運輸?shù)跹b工作帶來了極大的便利。通常情況下,運輸和吊裝的設備是獨立的,我們將分別從這兩方面介紹一下當前比較典型的解決方案。
1 室內運輸方案
室內路徑狹小,多有立柱擋路,或者室內已安裝的設施也會構成障礙,此時的運輸就變得像繞障比賽而迂回曲折,這就要求運輸車具備以下幾個特點。
一是尺寸小。運輸車的寬度、長度和高度在保證足夠運載能力的同時應盡可能小,這有利于在室內窄路中穿行和轉向。傳統(tǒng)的牽引車加拖車方式或帶有駕駛室的運輸車方式,非載荷有效的區(qū)域占了很大比重(主要是牽引車或駕駛室區(qū)域),勢必導致總車長度偏大,不利于室內運輸。車身過高也限制了載荷的高度,否則就會碰到屋頂。
二是轉向靈活。室內轉向情況復雜,需要應對大角度小半徑轉彎,甚至原地轉向等極端狀況,沒有一套靈活的轉向控制系統(tǒng)是無法做到見縫插針而游刃有余。
三是駕駛方便。駕駛員需要關注前后左右各個方向的障礙情況,遠比室外復雜,如果依然采用傳統(tǒng)方式,也就是駕駛員坐在駕駛室內操作車輛,必然會面臨視覺死角、無法一人掌控的局面。
Scheuerle公司的InterCombi SP運輸車便具備以上幾個優(yōu)點(如圖1)。它的車身由InterCombi運輸模塊和PPU動力模塊(前部方形的設備)組成,整車沒有額外的駕駛室,因此大部分車身都是有效載荷區(qū)域,再加上模塊化的設計使得整體長度的控制非常靈活和有效,另外極低的車身高度也給載荷留下了可觀的高度余量;InterCombi模塊每軸的最大轉向角度為60°,各軸協(xié)同轉向控制靈活方便,應付室內轉向不在話下;由于沒有駕駛室,操作人員直接站在開放環(huán)境中通過有線或無線控制面板來操作運輸車,還可四處走動觀察并操控,無視野限制,只需一人便可輕松駕馭。InterCombi SP運輸車可以算得上是室內運輸工具的典型代表。
2 室內吊裝方案
室內吊裝面臨的問題更復雜一些。需要分為兩個階段周全考慮。
一是行駛階段。此時的要求和室內運輸類似,折疊狀態(tài)的起重機整體尺寸應盡可能小,轉向行駛足夠靈活,同時駕駛員視野也要寬廣。
二是吊裝階段。這時起重機的吊臂和支撐腿都會展開,長寬高比起行駛階段都要大不少,而且吊裝時上車部分需要回轉,這又會加大占用的空間。如何讓工作狀態(tài)的起重機依然能在室內騰挪開來是個不小的挑戰(zhàn)。
LIEBHERR公司的LTC1045-3.1緊湊型起重機便是個中典范(如圖2)。3軸的下車系統(tǒng)使總長保持在較小的尺寸,摒棄了獨立的下車駕駛室,單一的可移動位置的駕駛室同時充當下車和上車的操作區(qū)域,進一步地縮小了長度,而且這種駕駛室開闊的視野感也方便操作人員觀察周圍情況。上車結構同樣設計得比較緊湊,尾部配重區(qū)域并沒有過分突出,這使得起重機回轉時不會占用太大空間。
盡管已經(jīng)存在不少優(yōu)秀的運輸?shù)跹b方案,但不可能適用于所有室內場合。沒有最好,只有更好,這個世界還是會不斷地涌現(xiàn)出一些新的讓人眼前一亮的設計,Walter Biedenbach公司推出的一款室內起重機WABI-K.150便是這樣的一顆新星。
1 Wa lter Bied enba c h公司簡介
Walter Biedenbach公司成立于1997年,致力于在運輸和吊裝行業(yè)為客戶提供優(yōu)質的服務。盡管公司歷史不算悠久,但在相關領域已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗,不僅僅是滿足于使用現(xiàn)有的設備完成項目,還能勇于創(chuàng)新,聯(lián)合合作伙伴打造出了更適合自己的室內運輸?shù)跹b設備——WABI-K.150室內起重機。
2 WABI-K.150室內起重機概覽
WABI-K.150的設計靈感來自于對狹小空間運輸?shù)跹b進一步優(yōu)化的渴望。
傳統(tǒng)的運輸和吊裝常使用獨立的設備,但并不是所有項目都會用到兩種設備,這就造成了設備的閑置,WABI-K.150成功地把運輸和吊裝結合在一起(如題首圖),一機兩用,但又不是簡單的一加一等于二,它所帶來的不單是成本的節(jié)省,更是一種全新的工作方式。
除了二合一的特點,WABI-K.150幾乎囊括了所有前面描述的室內運輸和吊裝應該擁有的特質,精簡了一切非必需的設計,體型縮小到了極致,只為室內運輸?shù)跹b而生。
Walter Biedenbach公司并非為專門的設備提供商,因此它聯(lián)合了不少專業(yè)廠商,吸取各家長處,合作打造出了這部室內起重機。
下面我們將分別從運輸平臺和起重機主體這兩個組成部分來剖析WABI-K.150的神奇之處。
3 運輸平臺
WABI-K.150的運輸平臺來自于Greiner公司。
1. Greiner公司簡介
Greiner是一家德國的家族企業(yè),公司規(guī)模不算大,卻擁有著創(chuàng)新的精神和先進的技術,其產品包括重型運輸車、工業(yè)拖車、裝卸平臺、升降系統(tǒng)和其他應用于世界各地的設備。
2. SEFIRO自行式運輸車
SEFIRO是Greiner公司很有代表性的一款自行式重型運輸車,非常類似于以前介紹過的SPMT或前面提到的InterCombi SP。它的主要特性有以下幾點。
一是模塊化設計。SEFIRO有多種規(guī)格的模塊可供選擇,各種模塊都可以串并聯(lián)在一起協(xié)同工作,有效增強運輸能力和靈活性。WABI-K.150選用了SEFIRO 150.8模塊和40.2模塊串聯(lián)起來作為其運輸平臺(如圖5)。
二是運載能力強。150.8模塊(如圖3)和40.2模塊分別有4個軸線和1個軸線,最大載荷能力各為141.7t和35t,總運輸能力可達176.7 t。
三是體型緊湊。SEFIRO擁有如此強大的力量,身材卻非常小巧(如圖4),串聯(lián)后的150.8和40.2模塊長寬僅為7.8 m×2.25 m(如圖5),高度只有630~850 mm。
四是獨立的液壓懸掛系統(tǒng)。模塊的每個軸線由兩個擺式輪軸組成,每個擺式輪軸安裝有兩個輪子(SEFIRO配備的是體積較小的實心胎),兩輪中軸可沿中心在垂直面作最大角度為8°的擺動(如圖6),這使得模塊在橫向對地面的起伏作出補償。每個擺式輪軸擁有獨立的液壓懸掛,可依據(jù)地面狀況自動調整液壓油缸高度,在縱向上作出補償??v橫補償結合可有效調節(jié)各車輪的負載平衡。也可人為控制液壓懸掛系統(tǒng)整體升降高度,最大變化范圍可達220 mm,以適合貨物的裝卸(如圖5)。
五是采用液壓驅動。150.8模塊中部裝載甲板下面安裝有2臺小型柴油發(fā)動機(如圖5),用來帶動液壓泵,從而驅動緊臨的兩軸線輪軸(驅動型輪軸的側面色塊更大,如圖4、5)使運輸車移動,還可雙向驅動。液壓驅動方式推力大、體積小,尤其適合這類自行式運輸車。
六是靈活的轉向系統(tǒng)。所有的擺式輪軸都可以獨立轉向(如圖7),每個輪軸最大轉向角度為-95°~+95°,在轉向程序控制下可輕易做到橫向、對角線、圓周運動、360°回旋等各種復雜的轉向動作。
七是先進的電子控制系統(tǒng)。操作人員可通過便攜式無線遙控控制面板進行遠程控制SEFIRO的所有功能(如圖8),當多模塊協(xié)同工作時,電子控制系統(tǒng)可大大簡化操作人員的操控。
SEFIRO的這些特點令其非常適合于在室內的狹小空間內運輸大件,那么被選作WABI-K.150的運輸平臺也就順理成章了。
4 起重機主體
WABI-K.150的起重機主體出自于World Power Erkin公司。事實上,整機的定制整合工作也是由該公司完成的。
1. World Pow er Erkin公司簡介
World Power Erkin公司是一家土耳其的起重機和建機制造商,擁有30多年相關領域的經(jīng)驗和知識,其產品包括關節(jié)臂起重機、伸縮臂起重機、碼頭起重機和升降機、運船車、升降平臺以及廢料裝載車等。除了生產標準化的產品外,該公司還是世界上少數(shù)幾家能快速響應用戶需求生產定制化設備的公司之一,它自然也就成為實現(xiàn)Walter Biedenbach公司設想的不二之選。
2. ER450.000 L-8.P關節(jié)臂起重機
World Power Erkin的招牌產品是關節(jié)臂起重機,而ER450.000L-8.P更是其中的旗艦型號,它也就是WABI-K.150的起重機主體部分。
關節(jié)臂起重機擁有緊湊的體型,折疊收縮后占用空間更小,只要把起重機旋轉底盤安裝在穩(wěn)固的地方就可使用(如圖9),常搭載在汽車底盤上作隨車吊之用,比起專門的起重機更靈活實用。ER450.000L-8.P沒有選擇搭載在汽車底盤上,而是獨辟蹊徑,安裝在了一個帶有4個可伸展的X型支腿的底座上(如圖10),只要把支腿撐開,就完全可以像普通起重機一樣工作,只不過在轉場時它并不具備自我移動能力,但這恰恰是它設計的高明之處,因為它有自己的“專車”——SEFIRO,有車坐,何必自己走。
ER450.000L-8.P粗壯的吊臂系統(tǒng)讓人印象深刻,吊臂可延伸8節(jié)(如圖11),完全展開后可達到22.3 m的位置,還可以加裝延伸臂獲得更遠的吊裝距離(如圖12)。
作為旗艦型號,ER450.000L-8.P擁有強大的起重能力,最大起重載荷為150 t,吊裝半徑為4.6 m時最大吊裝能力為92t,即使延伸到最遠22.3 m處仍能吊起13.3 t。所有關節(jié)運動、吊臂伸展均由液壓油缸推動,這是它強大吊裝能力的源泉。
ER450.000L-8.P的回轉后部可裝上19 t的配重,可按需求由起重機自我吊裝(如圖22),出于自重和大小考慮,非工作狀態(tài)下并不在機身上安裝配重塊,配重塊與起重機連接時也可根據(jù)需要調整前后位置,改變平衡能力(如圖13)。
固定ER450.000L-8.P的底座后部裝有動力裝置和油箱等附件(如圖14)。其中動力裝置包括一臺柴油引擎和驅動起重機的液壓油泵,并裝備有排氣顆粒過濾器,這是室內環(huán)保必需的裝置;燃油箱、液壓油箱、電池組等設備被安裝在一個框架內,該框架在沒有安裝配重時可旋轉至動力裝置上部(如圖14、15)而占用配重的位置,這樣起重機的總長就縮至最短,稱為緊湊模式(如圖16)。
ER450.000L-8.P可通過獨立的無線遙控裝置遠程操控所有功能而靈活方便,適合于狹窄空間中操作人員的隨機應變。
5 合體金剛
當SEFIRO和ER450.000L-8.P聯(lián)姻后,就變成了WABIK.150“合體金剛”似的室內起重機。
運輸平臺上直接承載著起重機主體,WABI-K.150就具備了移動能力,當起重機處于緊湊模式時(如圖16),整體長寬高只有8.89 m×2.29 m×2.98 m,足夠其穿行于大部分狹小的室內空間。
運輸平臺和起重機主體間可通過螺栓固定連接在一起(如圖27),此時它們完全是一體的,這樣運輸平臺就可充當一部分配重,增強了起重能力。事實上,一體化模式的吊裝能力完全可以帶載20 t以上的貨物行駛(如圖17)。
當起重機就位并放下支腿后,運輸平臺就可以從主體上分離出來,去獨立地完成一些運輸任務(如圖18),做到吊裝運輸兩不誤。
兩個組成部分互相協(xié)作,互為補充,又可分別獨立作業(yè),發(fā)揮的作用已遠遠大于單獨的兩臺設備。
6 工作過程全解析
實踐是檢驗真理的唯一標準,一次實戰(zhàn)便是WABI-K.150能力的最好證明。本次任務是WABI-K.150在一家伐木公司的車間里吊裝一個大型轉軸部件。
1. 準備階段
首先,WABI-K.150必須被運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。得益于其緊湊的外形,可以用拖車整體(配重除外)運輸(如圖19)而無需拆分,并且WABI-K.150可通過遙控自行上下拖車(如圖20),非常方便。
到達目的地并從拖車上分開后,WABI-K.150放下支腿、撐起吊臂,進入起重模式,從另一輛拖車上吊起配重塊準備自行安裝(如圖21),起重機主體自重約50 t,已足夠平衡吊裝配重塊。只要把配重塊吊起安放在尾部的配重托架上(如圖14、22),再轉向180°(如圖13),就可輕松連接配重塊和起重機主體。
此時的WABI-K.150已一切就緒,收起支腿和吊臂準備進入車間(如圖23)。
2. 一體工作階段
憑借運輸平臺靈活的轉向系統(tǒng),WABI-K.150毫不費力地開進了工作場地(如圖24),穿行于車間內各種障礙之間。
要吊裝的轉軸部件重約30 t,已經(jīng)被放置在車間的一側區(qū)域,等待被進一步安裝到位。WABI-K.150停在它附近(如圖25),放下支腿,為避免地面被壓壞,支腿下放置了支撐墊。由于起重機靠得很近,只需展開兩節(jié)吊臂吊起部件,支腿也沒有延展,僅僅放低即可保持起重機平衡。
吊臂旋轉了90°后把部件放置在工作人員預先擺放好的支撐架上(如圖26),支撐架下面留有一定高度的空隙,以便之后運輸平臺可以行駛到其下方。
這次吊裝只是一個中間步驟,整個過程輕松簡單。吊裝時起重機主體和運輸平臺是固定在一起的,也就是說,除了尾部的19 t配重塊,自重13.3 t的運輸平臺也在同時充當配重。
3. 分體工作階段
接下來才是真正的挑戰(zhàn),WABI-K.150將在極其狹窄的區(qū)域完成最后的安裝。
為了避免進入狹窄現(xiàn)場后不便操作,操作人員預先把連接固定起重機主體和運輸平臺的螺栓拆下(如圖27),然后收起支腿和吊臂開往最后的吊裝場地,沿途必須經(jīng)過一段只比起重機稍寬的長廊區(qū)域(如圖28)。
到達預定位置后,WABI-K.150伸展開支腿支撐地面(如圖29),這需要操作人員仔細設定支腿展開的長度和角度,以避開緊挨著的各種障礙物,支腿就位后,運輸平臺放低高度從起重平臺下方駛離。與運輸平臺分離后的起重機主體自重約70 t(如圖30),已能單獨應付接下來的吊裝。
操作人員遙控運輸平臺行駛到之前安置的轉軸部件處(如圖31),放低車身高度駛入支撐架下方,然后提升液壓懸掛抬高車身頂起支撐架和轉軸部件(如圖32),帶載后的運輸平臺也同樣要經(jīng)過那條狹窄的長廊(如圖33),部件寬度較大,通過時頗費了番周折。
轉軸部件被運到指定位置后,運輸平臺從支撐架下撤出,重新回到起重機主體下方(如圖34),但兩者并沒有連接起來,單是起重機主體自身的配重已足夠。此時的吊裝距離為9.5 m,這時的起重機只擁有85%的最大起重能力。
起重機的側面是一些大型混凝土構件,導致后支腿無法張開很大角度(如圖35),構件間的空地使得前支腿可以張開(如圖34),但仍不能完全伸展,不過這樣不規(guī)則的支撐已無礙吊裝。操作人員把起重平臺停靠得離混凝土構件盡可能地近,以便給配重留出足夠的回轉空間。
起重機吊起轉軸部件后,向左轉動一定角度后慢慢放低(如圖36),精確定位后部件被安裝到位,至此吊裝圓滿完工。
如此極端狹窄的室內空間,換作其他方案很難像WABIK.150這般應付自如。
WABI-K.150在室內的強大適應能力和功能的多樣性給我們留下了深刻的印象,但其實它還并非是顛覆性的創(chuàng)新,從中我們可以看到很多已有的技術在其應用。它的可貴之處在于,以恰當?shù)姆绞浇M合運用現(xiàn)有技術,微創(chuàng)新同樣能迸發(fā)出大能量。