超大型塔式起重机关键技术研究及应用.doc

附件:
国家科学技术奖推荐项目情况简表
拟推荐奖种: 科技进步奖 拟推荐评审组: 机械组
项目名称
超大型塔式起重机关键技术研究及应用
关键完成单位（前三个）: 中联重科股份有限企业
关键完成人（前三名）: 喻乐康、 阳云华、 李桂芳
一、 项目介绍、 立项背景:
伴随基础设施工程向大型化、 模块化方向不停发展, 对超大型塔机需求日益增多。与一般塔机相比, 超大型塔机起重力矩大、 起重量大、 起升高度大、 工作幅度大, 安全性要求高, 含有“四大一高”特征。起, 中国开始对起重力矩4000kNm以上超大型塔机进行研制, 但因未突破超大型塔机机构 结构、 控制三大关键系统关键技术瓶颈, 一直无法满足大型工程施工要求, 超大型塔机长久依靠进口; 而对于现代超大型模块化建设工程, 如马鞍山长江大桥, 国外超大型塔机也无法满足施工要求, 严重制约了建筑施工发展。所以, 突破超大型塔机关键技术, 自主研制超大型塔机, 既是中国经济建设重大需求, 也是行业技术跨越必由之路。
中联重科自起, 历经8年, 依靠“十一五、 十二五国家科技支撑计划”, 以“建设机械关键技术国家关键试验室”为平台, 以自主研制超大型塔机为总体目标, 针对超大型塔机机构、 结构、 控制三大关键系统进行技术攻关, 突破了重载超大容绳量起升卷扬系统设计及控制、 大惯量大柔度臂架设计及回转控制、 大轴向载荷自顶升及高空对位三大关键技术, 关键创新工作以下:
1) 首创了重载超大容绳起升卷扬机构设计方法、 基于视频识别起升系统状态监控技术, 自主研发了负载-速度自适应优化控制技术, 攻克了重载超大容绳起升卷扬系统设计及控制技术瓶颈, 研制出了世界首台“双两百”重载大容绳量卷扬系统, 实现了240吨重、 210米高安全高效吊装;
2) 首创了两型对接式臂架结构设计方法、 大惯量柔性臂架变载回转驱-制动优化匹配控制技术, 发明了机-液耦合式动臂后倾柔性拒止匹配技术, 攻克了大惯量大柔度臂架设计及回转控制技术瓶颈, 大幅提升了塔机综合起重能力, 实现了大惯量大柔度长臂架回转定位“稳、 准、 快”, 并消除了动臂塔机后倾风险;
3) 首创了多面多缸均载同时顶升技术、 高空阵风自平衡顶升控制技术, 发明了便携式机电液一体销轴自动装拆系统, 攻克了大轴向载荷自顶升及高空对位技术瓶颈, 研制了世界首套顶升能力超800吨自升加节系统, 实现了塔机标准节销轴自动装拆, 确保了高空装拆高安全性和高效率。
基于上述关键技术突破, 历经潜心攻关, 中联重科自主研制了13款超大型塔机系列产品, 发明了4项世界第一, 填补了国际空白:
1) 世界上起重力矩最大(5千牛米)上回转塔机;
2) 世界上综合起重能力最强塔机;
3) 世界上第一台能实现“双两百”起重机械;
4) 世界上第一台臂架长度达110.68米塔机（创吉尼斯世界纪录）。
经以中科院院士为主任判定委员会认定: “D5200-240、 D1250-80整体技术居国际领先水平; LH800-63、 TCR6055-32整体技术处于国际优异水平”。本项目实施直接经济效益12.86亿, 实现超大型塔机批量出口; 拥有完全自主知识产权, 取得专利授权39项（其中发明4项）, 受剪发明专利24项, 主持修订国家标准5项, 发表论文15篇; 取得湖南省科技进步一等奖。
本项目突破了超大型塔机关键技术, 打破了国外技术垄断, 更实现了对国外技术成功超越; 有力促进了中国塔机行业技术发展, 极大提升了中国塔机装备国际竞争力。
二、 项目关键科学技术创新内容:
1、 首创了重载超大容绳起升卷扬机构设计方法、 基于视频识别起升系统状态监控技术, 自主研发了负载-速度自适应优化控制技术, 攻克了重载超大容绳起升卷扬系统设计及控制技术瓶颈, 研制出了世界首台“双两百”重载大容绳量卷扬系统, 实现了240吨重、 210米高安全高效吊装;
2、 首创了两型对接式臂架结构设计方法、 大惯量柔性臂架变载回转驱-制动优化匹配控制技术, 发明了机-液耦合式动臂后倾柔性拒止匹配技术, 攻克了大惯量大柔度臂架设计及回转控制技术瓶颈, 大幅提升了塔机综合起重能力, 实现了大惯量大柔度长臂架回转定位“稳、 准、 快”, 并消除了动臂塔机后倾风险;
3、 首创了多面多缸均载同时顶升技术、 高空阵风自平衡顶升控制技术, 发明了便携式机电液一体销轴自动装拆系统, 攻克了大轴向载荷自顶升及高空对位技术瓶颈, 研制了世界首套顶升能力超800吨自升加节系统, 实现了塔机标准节销轴自动装拆, 确保了高空装拆高安全性和高效率。
三、 应用情况与取得经济、 社会效益:
1、 应用情况
该项目结果自以来, 陆续成功应用于上海虹桥交通枢纽、 马鞍山长江公路大桥、 北京望京SOHO中心等标志性建筑、 桥梁、 电厂等国家关键工程项目, 项目实施成功打破了多年以来外资品牌在中国超大型塔机领域垄断地位, 带动了行业技术创新发展, 带来了良好经济和社会效益。
在马鞍山长江公路大桥工程中, 该项目结果之一5200-240塔机成功起吊最大吊重240.5吨, 发明了桥梁施工单吊重量之最, 成为这座含有世界优异水平、 全球最大为三塔二跨悬索桥顺利完工关键装备, 取得了用户高度评价。11月21日, 5千牛米塔机经过以中国科学院两位院士为首教授团判定, 判定意见为“整体技术居国际领先水平”。
项目部分应用推广施工案例
应用单位
应用起止时间
应用单位联络人电话
经济效益（万元）
使用项目
塔机型号
上海庞源
.01—.12
梦智利
1500
上海虹桥交通枢纽工程
TCR6055
中建一局
.02-.08
李占乐:
800
北京望京SOHO中心项目
TCR6030/TCR6055
中铁大桥局
.12-.12
刘俊:
6080
马鞍山长江公路大桥
D5200
北京四建
.01-至今
刘向东:
1000
海南省海口市海南大厦
D800-42/D1100
江苏国电三企业
.09-至今
曹海军:
1200
江苏南通市天生港发电厂
D1100,2台
广州长大企业
.08-至今
何家辉:
1000
浙江宁波大榭跨江大桥
D1100
中建三局
.12-至今
孙 总:
400
福建国际金融中心
D800-42
中建八局
.02-至今
陈先冬:
1200
广东高德汇项目
TCR6055,2台
北京六建
.02-至今
刘建委:
280
北京京西火电厂
TC7052-25
深圳海邻
.12-至今
袁光明:
700
厦门国际中心
D1250
深圳海邻
.03-至今
袁光明:

鄂尔多斯乌兰木仑大桥
D1400, 2台
2、 经济效益
累计实现销售收入12.86亿元, 新增利润3.47亿元, 创税收1.15亿元。近3年情况以下:
单位: 万元
项目总投资额
1
回收期（年）
3
年 份
新增销售额
新增利润
新增税收

24200
7260
2178

33840
9475
3045

44330
11083
3989
累 计
102370
27818
9212
经济效益相关说明及各栏目计算依据:
销售超大型塔式起重机67台, 均价361万元, 年度销售收入24200万元;
销售超大型塔式起重机75台, 均价451万元, 年度销售收入33840万元;
销售超大型塔式起重机111台, 均价399万元, 年度销售收入44330。
以上产品平均利润率27%。
3、 社会效益
项目实施显著改变中国城市建设施工中存在施工技术装备落后、 施工效率低、 信息化监管手段不足、 安全事故较多、 关键工程建设中建筑施工新需求适应能力差等问题, 深入缩小与国际优异国家技术差距, 在研究开发关键施工装备、 着力提升施工机械化, 生产自动化、 安全监管信息化水平等方面, 打破国外垄断, 取得自主技术突破, 为建筑施工业可连续性发展提供有力设备与技术支撑。
推进相关领域或行业科技进步作用:
伴随国产系列化超大型塔机技术成熟, 物美价优、 服务到位、 适用能力强产品赢得市场广泛认可, 带动了行业技术整体提升, 根本改变了外资品牌在超大型塔机领域垄断地位。主持修订国家标准5项, 推进了行业整体技术进步。
判定或验收以及她人技术评价和引用情况:
1、 项目结果之一“TCR6055-32动臂变幅起重机”于9月经过湖南省科技厅科技结果判定, 判定结论为: 该产品性能优异、 操作维护方便, 整体技术处于国际优异水平。
2、 项目结果之一“D5200-240塔式起重机”于11月经过以两位院士为首教授团判定, 判定结论为: 该产品设计合理、 性能优异、 使用安全, 整体技术居国际领先水平, 含有良好社会效益和发展前景。”
国家科学技术奖励工作办公室意见: