“大力士”也有“绣花功”
中联重科全球最大吨位4000吨级全地面起重机。
工程师在室外进行调试作业。
中联重科的工程起重机生产线。
将130辆小轿车一次性提升到70层楼的高度，依靠什么机器才能做到？在位于湖南长沙的中联智慧产业城起重机械园内，日前刚刚下线的全球最大吨位4000吨级全地面起重机就有这样的力量。
继2000吨级、2400吨级两次创造世界纪录后，中联重科此次下线的4000吨级全地面起重机第三次刷新世界纪录，具备了起重能力强、技术含量高、工况覆盖广、作业转场快等多个特点。这一大国重器将被运用于哪些场景和工程之中？吨级的突破背后，有哪些技术的升级换代？记者走进中联智慧产业城起重机械园一探究竟。
兼具汽车起重机和越野起重机特点，为大型陆地风电机组吊装量身定做
能在无轨路面行驶移动的流动式起重机、造房子用的塔式起重机、在码头吊运集装箱的桥式起重机……我国起重机家族成员众多，从大众熟知的千斤顶，到运用在大国工程中的起重机械，都分属于其中的某个大类。此次下线的4000吨级全地面起重机就属于流动式起重机的一种。
“与其他类型的起重机相比，全地面起重机的工况适应性更强。”中联重科工程起重机公司研发中心主任罗贤智向记者介绍，全地面起重机是一种兼有汽车起重机和越野起重机特点的高性能产品，它既能像汽车起重机一样快速转移和长距离行驶，又能像越野汽车一样翻山越岭，在狭小、崎岖不平或泥泞场地上行驶，目前已在大型建筑、桥梁安装、风电安装等多个应用场景发挥作用。
从外观来看，4000吨级全地面起重机的底盘共有10排轮胎，这些轮胎都可以实现不同角度的转动。在某些特殊需求场景下，这个“全轮转向”功能能实现所有的轮胎按相同的角度朝同一个方向转动，起重机就像螃蟹一样横着走，在狭小空间内精准控制行驶路线。10排轮胎中有8排轮胎能提供驱动力，强大的驱动能力可以为泥泞路面、陡坡等极限越野路面的行驶提供保障。此外，其特殊设计的油气悬架系统能够调节车身高度，并能增加整机侧倾稳定性，从而能够在多种复杂地面通行。
超级装备总是与超级工程相伴而生。这台超级起重机主要面向陆地超大、超高风机安装研发，能在200米高度吊装200吨物件，相当于将130辆小轿车一次性提升到70层楼的高度。
近年来，在“双碳”目标的指引下，我国陆上风电机组朝着大型化、高效化的方向发展。风机功率持续升级，塔筒高度、叶轮直径、风机重量随之上升，这也对全地面起重机的性能提出了更高的要求——既能跑公路又能翻山越岭，同时有能力把大型风机吊起来。
“4000不是随意定下的数字，而是根据市场需求换算出的结果。大型陆地风电机组的安装高度需要达到180—200米，吊装的重量约为200吨，这两个指标按专业标准换算到起重机的吨位能力，就需要一台4000吨级的全地面起重机，目前它可以一次性吊装5米宽、12米长、160吨重的风机部件。”罗贤智说。
应用20余项新技术实现更大起重能力，智能控制系统保障稳定作业状态
10月23日，中国机械工业联合会、中国机械工程学会发布2024年度“机械工业科学技术奖”获奖名单。其中，中联重科申报的“面向风电机组吊装施工的超大型全地面起重机关键技术及应用”获得“科技进步奖”一等奖。
回首21世纪初，我国能造出的最大吨位全地面起重机只有100吨级。2012年，中联重科成功研制出当时全球最大吨位2000吨级全地面起重机，并在2022年成功批量交付全球最大吨位2400吨级全地面起重机。两年后，4000吨级全地面起重机进入大众视野。
最大起重吨位从2400吨增至4000吨，最大起升高度从175米升至200米，这不只是数字的增长，更是技术的迭代。
对起重机研发来说，最难的不是提高起重能力，而是在尽可能保持自身尺寸、重量不增加的条件下提升性能。
起重机的起重能力与其自重和体积成正比，就像人一样，身材越魁梧，力气往往就越大。但当重量、体积达到一定程度后，起重机无法继续扩大，否则难以运输和作业，特别是全地面起重机属于公路行驶的道路车辆，其尺寸和重量有严格的上限标准。因此工程师们开始探索，如何以更小的体积、更小的重量把起重机的能力做大，让它练出更有劲的“肌肉”。
“一台起重机里有100多个子系统、一万多个零部件，其中的每一样都是参数变量，把它们排列组合起来就有上千万种可能。我们通过设计方法的创新，破除了以单一功能零部件‘堆栈式设计’的传统思维，提出了多变量因素高效协同的设计方法，找到了紧凑设计的最优解。”中联重科工程起重机公司国内事业部研发部副部长郑保密介绍，该起重机在全地面底盘、长柔大惯量臂架系统、配重平衡系统、支腿车架结构、智能安全控制等方面应用了20余项首创技术，实现了“设计—制造—试验—服役”产品全生命周期的技术瓶颈突破。这一系列“黑科技”的加持，实现了起重机在原有“全球之最”2400吨的基础上，以不变的尺寸大小，提升了60%以上的起重能力。
由于体积巨大，在以往实践中，大型起重机往往面临“行路难”问题，只能依靠其他运输工具奔赴工程一线。而这台4000吨级全地面起重机，可以像普通货车一样自主行驶在公路上。
“这台起重机属于道路车辆，按我国道路车辆标准宽度3米设计，10桥底盘总长22.5米，通过创新研发和多轮试验，底盘摒弃了传统简单放大尺寸的做法，从根本上解决了车辆尺寸、自重等道路法规限制问题，实现了技术、性能、合规、便捷的融合，可以大幅提升转场效率、作业效率，降低运输成本。”郑保密表示。
200多米高、200多吨重，4000吨级全地面起重机既能力擎千钧，也下得了“绣花功夫”。
郑保密用钓鱼打了个比方：“当我们拿着十几米长的鱼竿时，能明显感觉到竿尖部位的细微抖动。由此类比，起重机的吊臂有200米长，而且高空的风速更快，我们却能够实现其毫米级的微动，吊臂在高空作业时就像外科医生的手那么稳。”
稳定背后的奥秘就是起重机内部的智能控制系统。“通过智能化、数字化的手段，中央计算单元能随时掌握设备当前的状态、位置、姿态，然后通过大数据的云计算能力，预测它下一秒应该如何调整，以保持住稳定的作业状态。”郑保密说。
每18分钟制造一台起重机，关键零部件高水平自主可控
18分钟能做什么？中联智慧产业城起重机械园给出的答案是：将一堆钢板和零件变成一台起重机整机。
该园占地1500亩，建筑面积44万平方米，规划了56条智能产线，其中“黑灯”产线4条。在自动化生产线上，数百台机器人灵活而又精准地挥舞着机械臂，从下料、拼装、焊接到刷漆，巨大的起重机部件从流水生产线上依次下线。
“这是全数字化智能化的工厂，里面有500多台功能各异的机器人，主要结构件均采用机器人自动制造。我们也是全球首个覆盖轮式起重机所有部套、全工艺流程的智能园区，单位面积产值、人均产值均达到行业领先水平。”罗贤智介绍。
在4号车间内，罗贤智向记者展示了该集团自主研发的高低温湿热环境仓。在这个环境仓内，可以实现从零下40摄氏度到零上60摄氏度的温度转换。“这个系统主要用于研发新产品的验证。我们的起重机既会去往南极科考站等极寒地区，也会在炎热的沙漠地区作业，因此需要通过模拟极端温度条件，测试起重机在不同温度下的运行状态，确保其在各种环境下的稳定性和安全性。”
这样的自主创新设备还有很多。据了解，目前园区内生产的起重机都已实现了关键零部件高水平自主可控。比如，业内承载能力最强的超重载车桥、大流量数字液压阀、智能控制器、超重载微动油缸等关键零部件均由中联重科自主定制研发，整机关键零部件100%国产替代，实现了从零部件到整机全产业链的高水平自主可控。
平均每6分钟下线一台挖掘机，每7分30秒生产一台剪叉式高空作业机械，每18分钟制造一台起重机，每27分钟打造一台臂架泵车……中联智慧产业城拥有令人惊叹的产能。一台台大国重器从长沙下线，不仅驰骋在我国重大项目工程的现场，还走向了全球各地。
“从起重机的销售份额来看，来自海外的订单已占比超过60%。目前，我们的起重机已经出口到了全球100多个国家和地区，成为中国制造走向世界的名片。”罗贤智说。（记者沈东方自湖南长沙报道）