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我國高空作業升降平臺技術現狀與發展趨勢
文章來源:液壓升降平臺發布時間:2019-01-15 15:36:00    瀏覽次數:59次

  主要介紹了高空作業升降平臺的定義、分類、特點、技術情況、在我國的市場情況,并提出了我國高空作業升降平臺的發展方向。

  1.高空作業升降平臺的定義及特點

  在我國,廣義的高空作業升降平臺指帶有動力行走機構、能夠在地面行駛的高空作業平臺。狹義的高空作業升降平臺(以下高空作業升降平臺皆指狹義范疇)指使用定型汽車底盤作為專用車輛管理的車載式高空作業平臺。

  高空作業升降平臺主要特點如下:一是載人作業,對安全性和可靠性要求要高;二是主要在城市使用,對于產品外觀的要求高于其他工程車輛;三是城市空間使用,要求高空作業升降平臺在滿足作業高度的前提下,自身體積盡可能小,以提高其通過性能,擴大使用范圍;四是使用工況多,使用要求、使用環境差異大,因此要求結構形式多樣,專項功能多樣。


  (高空作業升降平臺類別)

  2.高空作業升降平臺的分類

  高空作業平臺按照伸展機構分,主要有臂架式、剪叉式、桅柱式等3種主要類型。

  臂架式高空作業平臺具有伸縮和變幅功能,其特點是作業高度高,作業范圍廣。目前國際上100m以上的高空作業車為臂架式結構,國內外大部分的高空作業車也都采用這種結構。臂架式又可分為伸縮式、折疊式(也有稱之為曲臂式)、伸縮折疊混合式等,其中伸縮折疊混合式的技術含量最高,功能也較為強大。臂架式高空作業平臺(非汽車底盤)主要用于造船業安裝維護、建筑施工作業、電力安裝檢修作業等;而高空作業車(汽車底盤)主要用于城市的路燈管理、電力施工、交通設施安裝維護等。

  剪叉式平臺具有垂直升降功能,其特點是在起升高度不大的情況下,可以實現大載荷升降,其載重量可以高達幾百噸。但由于結構的特殊性即升高狀態下的橫向穩定性較差的缺陷,限制了產品的高度規格。目前,剪叉式結構主要用在高空作業平臺(非汽車底盤)上,很少形成專用工程車輛公告的高空作業車產品。這類產品主要用于工程建設、建筑施工、室內高位設備的安裝維護等。

  桅柱式高空作業平臺同樣具有垂直升降功能,其特點是通過結構的合理布置可以獲得良好導向性、剛性和高穩定性。這種產品整機質量輕,外形緊湊,有非常豐富的品種規格,平臺的垂直高度規格已經達到了25m以上。目前,以皮卡車作為底盤的桅柱式高空作業車在專用汽車目錄公告中已有列入。這類產品主要用于樓宇物業管理、電站設備安裝與檢修、路口監控設施維護、交通運輸中心維護以及航空航天工程等。

  高空作業平臺(非汽車底盤)常見動力源有3種:一是采用燃油發動機作為動力源(驅動液壓泵),二是將蓄電池的直流電源作為動力源,三是采用市政交流電作為動力源。為了適應在更為廣泛的工況作業,也有配置2種以上動力組成雙動力源。目前高空作業車普遍采用在汽車發動機上設置取力器以驅動液壓泵作為動力源。采用燃油發動機作動力的最大優點能在野外使用,缺點是燃油發動機在工作時會產生一定量的污染物和噪聲排放。采用蓄電池供電的優點是清潔、噪聲低,不足之處是一次充電后的使用時間有限,只適合在室內或間隙場合使用。采用市政交流電作為動力的主要是一些輕便型的機型,一般使用在室內或靠近電源較近的場合,其優點是結構簡單,維護容易,不足之處是使用場合受配電距離的影響較大。

  4.我國高空作業平臺的主要產品類別及特點

  目前來看,用戶的需求是復雜多變、多層次的,無論哪一種類型的升降工作平臺,均有很多檔次的產品可供用戶選擇。一般地來說,不帶動力移動的、低高度的、簡易的為普通型產品,具有自行走功能、高度大、應用智能化控制系統的為高等級產品。

  折疊臂式高空作業平臺技術成熟、可靠耐用,兼具起重功能,且價格較低,是目前我國生產廠家最多,市場銷量和保有量最大的產品,在國內居于主流地位。該型產品的缺點是收攏狀態臂架之間沒有套疊,行駛狀態結構尺寸較大,限制了折疊臂產品的作業高度范圍(基本在25m以下)。

  

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  (折疊臂式高空作業平臺)

  伸縮臂式高空作業平臺結構緊湊,體積小,動作簡單直觀,工作效率高,是當前國際上主流產品。但由于其結構較復雜,對控制系統與制造能力要求較高,所以國內2010年之后才得到較快發展,但普及程度仍遠不及折疊臂產品。

  混合臂高空作業平臺的臂架結構是折疊臂和伸縮臂的結合,在工作性能上該產品兼具折疊臂和伸縮臂的優點,既靈活多變又快速迅捷,且結構特別緊湊,多用于作業高度超過30m產品上。由于該型產品結構復雜,對設計和制造能力要求高,因此混合臂高空作業平臺在國內的生產和銷售量很少,目前僅有寥寥幾家自主研發和生產混合臂產品。

  高空作業平臺按照能否帶電作業又可分為絕緣型和非絕緣型。絕緣型高空作業平臺的工作平臺和部分工作臂采用絕緣材料(一般為玻璃鋼)制作,工作平臺和大地之間阻抗很大,人員可以在高壓線路不斷電情況下作業。非絕緣型不具備絕緣功能,不能進行帶電工作。由于我國絕緣工作平臺、絕緣臂等關鍵件技術還沒有完全掌握,所以目前國內絕緣型產品,基本上都是采用進口工作裝置、匹配國內底盤的模式。

  5.我國高空作業平臺的市場情況

  在北美、歐洲、日本等經濟發達地區和國家,高空作業平臺是個非常成熟的市場。北美市場總量大概在50萬臺左右,其中美國市場在30萬臺以上,日本總量大概在10萬臺以上。我國高空作業平臺形成產業要比其他工程機械要遲得多,因此無論在產量、產值、企業規模上,還是在產業的集中度上都顯得非常薄弱。相比較而言,我國高空作業平臺的市場保有量相對較小,目前總量估計是2萬臺左右,制造廠則以中小企業為主,甚至還有不少是小微型企業。

  隨著人們對安全的重視以及對施工效率與施工成本的追求,越來越多的租賃企業應用高空作業平臺進行施工。在此背景下,國外不少知名企業將目標瞄準中國市場,從最初在中國開設辦事機構到紛紛在中國建廠,如美國的吉尼(GENIE)公司在常州建廠,美國捷爾杰(JLG)公司在天津設立工廠。國內不少企業也紛紛涉足該行業,不斷加大研發力度,擴大生產規模,有多家企業年銷售額甚至達到上億元。

  截至工業和信息化部2015年2月12日發布的《車輛生產企業及產品公告》第269批,國內具有高空作業車產品公告的廠家共有48家,列入產品公告的產品共有395個,其中絕緣型產品52個,非絕緣型產品343個。在非絕緣型產品中,折疊臂式231個,伸縮臂式62個,混合臂式35個,垂直升降式11個。按作業高度來區分,作業高度10m以下的小型產品公告23個,11~25m的常規產品332個,25~35m的產品29個,35m以上產品4個。在所有具有高空作業車產品公告的廠家中,產品公告數量排名前5位分別是:徐州海倫哲專用車輛股份有限公司59個,湖北江南專用特種汽車有限公司38個,杭州愛知工程車輛有限公司37個,沈陽北方交通工程公司36個,徐州工程機械集團有限公司20個。

  目前,國內高空作業平臺(非汽車底盤)產品的市場數據還不完善,本文僅列舉采用汽車底盤高空作業車的一些數據。根據中國汽車技術研究中心《中國專用汽車行業月度數據服務報告》,2010—2014年主要廠家產量(廠家上傳合格證數量)見表1,總產量見表2。2010—2014年主要廠家銷量(上牌數量)見表3,總上牌數見表4。

  表1 主要廠家高空作業車產量(臺)

  2014年

  排名企業名稱2014年2013年2012年2011年2010年

  1徐州海倫哲584504470515471

  2杭州愛知479366410520472

  3徐工2891681028035

  4湖北江南2467089879162

  5湖北程力229278204159136

  6北方交通150254165165222

  7廈工楚勝1331424146—

  8北京三興62——6941

  9杭州中汽5950474255

  10北京凱特51—463849

  注:表中—表示該廠家當前未進入產量前10名,沒有具體產量數據。

  表2 國內高空作業車總產量

  2014年2013年2012年2011年2010年

  年總產臺24732814178019661910

  前10名總產量(臺)22822589162917701722

  前10名占總產量比例92.3%92.0%91.5%90.0%90.2%

  表3 主要廠家高空作業車銷量(臺)

  2014年排名企業名稱2014 2013 2012 2011 2010

  1徐州海倫哲508366414353301

  2杭州愛知419319356425414

  3徐工228119706220

  4湖北江南187234205163100

  5湖北程力17317012810085

  6北方交通140114166174140

  7廈工楚勝995925330

  8杭州中汽4738282729

  9北京三興4341564941

  10北京凱特4129343437

  表4 國內高空作業車總銷量

  2014年2013年2012年2011年2010年

  全國總銷量(臺)20241627159615811302

  前10名銷量(臺)18851465148914091189

  前10名總銷量占比例93%90%93%89%91%

  根據近5年上牌數量可以看出,高空作業車行業市場增量平穩,2014年增幅明顯。主要廠家中,徐州海倫哲和杭州愛知處于行業領先位置,優勢較為明顯。徐工、湖北江南、湖北程力和北方交通銷量超過100臺,行業地位穩固,其中徐工近幾年發展勢頭迅猛,有希望向第一集團發起沖擊。廈工楚勝、杭州中汽、北京三興和北京凱特雖然處于行業前列,但產銷量并不是很大。

  6.我國高空作業升降平臺的技術現狀

  我國高空作業平臺行業穩步發展,主要得益于以下4個方面:一是制定了高水平的產品標準。國家標準GB9465-1988《高空作業車》、行業標準JG5099-1998《高空作業機械安全規則》、國家強制標準GB25849-2010《移動式升降工作平臺-設計計算、安全要求和測試方法》、國家推薦標準《升降工作平臺導架爬升式工作平臺》GB/T27547-2011等,對推動我國高空作業產品技術進步起到了積極的指導和監督作用。二是行業協會積極推進行業自律,提出有關促進行業發展的政策性建議,對行業的規范發展起到積極促進作用。三是主要生產企業通過技術引進、自主研發等方式進行新產品開發,使國產高空車產品取得了長足進步。四是產品應用范圍和頻次不斷擴大,對行業快速增長起到重要推動作用。

  近幾年,隨著人們對高空作業需求的不斷提升,高空作業平臺新技術、新結構不斷涌現,尤其在復雜環境下使用的適應性、穩定性、安全性等方面新技術取得了很多如破。從技術看,我國的高空作業平臺產品類型與國際市場基本接軌。臂架式高空作業平臺主要生產企業有湖南星邦、湖南運想、浙江鼎力、湖北孚曼、京城重工等;剪叉式高空作業平臺主要生產企業有浙江鼎力、湖南星邦、湖南運想等;桅柱式高空作業平臺主要生產企業有杭州賽奇、浙江鼎力、京城重工等;高空作業車主要生產企業有徐州海倫哲和杭州愛知等。上述國內產品中,臂架式、剪叉式在高度、底盤和行走類型等方面與國外先進產品還存在一定的差距。桅柱式高空作業平臺在升降同步性方面有較大的技術突破,在結構的多樣性和最大高度等方面處于領先,但在外觀造型、工業設計方面還存在著一定的差距。

  從品牌的知名度看,中國企業還不能與國際知名品牌相提并論。盡管近年來國產品牌有較大數量出口到世界各地,但是在國際市場上仍以一般產品,甚至是低端產品的姿態獲取訂單。在國內市場,國內品牌產品雖然具有一定的價格優勢,但市場方面表現并不令人如意??傊?,與國際知名品牌相比,國內產品在技術檔次、用戶的信任度方面還有很大提升空間。

  和當前國際發達地區相比,我國高空作業平臺產品還存在以下不足:一是產品結構相對落后。目前我國高空車仍以折疊臂為主,而國外發達地區以性能更為優越的伸縮臂和混合臂為主。二是小型產品和大作業高度產品缺少。我國低作業高度產品大多使用輕卡底盤、折疊臂結構,由此造成該類機型偏大。國外先進的低作業高度產品使用微卡底盤、伸縮臂(或混合臂)結構,真正實現了產品小型化。在作業高度方面,芬蘭博浪濤、德國Ruthmann、奧地利Palfinger都有作業高度超過100m的產品,而我國目前產品最大作業高度只有45m。三是絕緣型產品關鍵技術缺失,且應用范圍窄。四是人機工程和控制精細化程度有待提高。國外先進產品操作界面清晰、功能布局合理、安全指示齊全、人機交互友好,產品控制精細,速度變化平穩、沖擊小,微動性良好,人員操作舒適高、安全感強。國內產品各種功能和安全設置也基本齊全,但使用的舒適程度和方便性仍不盡如人意。

  7.促進我國高空作業平臺行業發展的具體措施

  目前高空作業平臺行業在國內還處于成長期,發展空間巨大,前景非常廣闊。但在當前經濟形勢下行業發展存在的問題和面臨的挑戰也不容忽視,只有多方人士共同努力,方能推動行業的健康發展。具體措施如下:

  加快產品技術升級。高空作業平臺是一個高風險產品,在安全性、可靠性方面,國內企業應當借鑒歐盟等一些先進國家和地區的要求和具體做法,加大研發力度。這樣不僅能實實在在地提升產品的檔次,還可避免國際貿易中的技術壁壘。具體來講,國內企業應該從國內外產品的差距入手進行研究和分析,重點在最大高度規格、底盤適應惡劣環境能力、智能化控制以及物聯技術應用等方面下功夫。

  加快法規政策出臺。歐美國家高空作業安全管理規范體系成熟,管理嚴格,違規高空作業的成本和法律風險很高。歐美以外很多國家,如澳大利亞、新西蘭、巴西、馬來西亞、韓國等的勞工組織也建立了相應制度。比較而言,國內相應的政策法規不配套,高空作業安全管理不規范、執行不嚴格,高空墜落事故處理費用相對偏低。尤其是法律意識淡薄以及一次性投入成本較高等因素,導致高空作業平臺產業的市場容量遠沒有期望值。

  改變安全理念和使用習慣。據不完全統計,我國每年發生高空墜落事故人員傷亡的數字驚人,不規范高空作業的案例時有發生。如在吊車上加裝一個籃框,將高空作業人員送到高空進行作業;還有在叉車上安裝一個架子,高空作業人員站在架子的頂部,利用叉車的升降功能將人員送到高空;更有甚者在鋼結構施工工地,高空作業人員在沒有任何保險措施的情況下,從鋼結構的立柱上攀爬到高空進行作業;至于用人字梯、簡易腳手架等進行高空作業的狀況更是屢見不鮮。

  高空作業平臺的生產企業有責任將安全的理念帶給施工人員,為社會提供安全的、性價比高的本質安全型的專業設備。政府管理部門應當將高空作業安全視作公共安全,通過建立必要的規范來改變人們的安全理念和使用習慣。施工組織單位則應學習先進的安全管理經驗,以人為本,避免各種不安全的作業行為。

  探索新的經營模式。目前,我國高空作業平臺的租賃市場尚處于初級階段,其原因主要是使用方自行購買,設備的利用率較低,也就是說資源尚沒有充分得到應用和發揮。相比采購而言,租賃高空作業平臺能夠直接降低使用成本,有效保障施工安全,提高工作效率。許多成功的案例表明,一個工地只要出現一臺高空作業平臺,此產品就會很快在該工地上推廣應用。

  此外一些大型的工程建設項目,僅靠一個企業或者幾個企業還不能在設備、技術和資金等方面給予用戶施工提供全面的支撐。如果能夠有一個組織牽頭行業的骨干企業,從方案設計、設備選用、技術支持人員等方面為工程建設項目提供整體的解決方案,則不僅可使資源配置更佳、項目施工更快、工程過程更安全,還能使產品開發最貼近實際,使行業企業獲得最佳的經濟效益。當然這還是一種新經營模式的暢想,需要行業的有識之士共同進行探索和實踐。

  8.我國高空作業升降平臺的發展趨勢

  我國租賃行業的蓬勃發展,帶動了高空作業車作業范圍與頻次不斷增大。預計5年之內,國內仍將以作業高度14~20m的折疊臂式產品為主,小型化、緊湊型產品將會得到較快發展,伸縮臂、混合臂產品所占市場份額將逐步提升,用量少、需求少的大高度產品發展仍然會比較緩慢。為了適應用戶的需求,推動產業升級,我國高空作業平臺企業應該調整結構、升級產品、優化性能。

  加大伸縮臂、混合臂式產品研發。雖然伸縮臂、混合臂式產品技術復雜,成本高,但和折疊臂產品相比,其使用性能有明顯優勢,市場前景向好。目前國內主要生產廠家已認識到這一點,并逐漸加大了伸縮臂、混合臂式系類產品的研發力度。

  提高產品安全性。低成本、低價格的產品雖然能夠實現產品基本功能,但是此類產品安全系數低,具有較大的安全隱患。隨著人們對產品認識水平的提高和國家對產品監管力度的不斷加大,符合標準規范、安全可靠的產品將更具優勢。

  開發差異化產品。我國當前折疊臂產品同質化嚴重,這和我國當前產品類型單一、用戶需求單一的現狀是分不開的。隨著高空作業產品使用范圍的不斷擴大,企業可以根據用戶的不同需求設計出差異化更加明顯的產品。

  優化智能化控制技術。相關企業可以通過選用或自行研發專用、高可靠性、高精度傳感器,提高檢測精度和識別的可靠性,加強控制器決策的合理性和人性化水平,解決當前智能化高空作業平臺存在的功能堆積、故障偏多問題。此外,還可以將高空作業平臺通過網絡連接在一起,使系統能夠自動、實時地對產品進行識別、定位、追蹤、監控,并對故障信息進行智能化處理。


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