進(jìn)入新世紀(jì)以來，伴隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國(guó)產(chǎn)泵車制造技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，促進(jìn)了商品混凝土產(chǎn)業(yè)不斷成熟。盡管泵車造價(jià)不菲，但在追求施工效率的今天，也越來越被建筑市場(chǎng)用戶所接受。
起初，泵車的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)主要集中在產(chǎn)品可靠性和故障率低上。后來，競(jìng)爭(zhēng)又逐漸向泵送壓力、泵送性能、支腿系統(tǒng)、臂架減震、節(jié)能降耗等技術(shù)細(xì)節(jié)上轉(zhuǎn)移。近年，“橋長(zhǎng)比”不知不覺間成了泵車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的一大賣點(diǎn)。筆者發(fā)現(xiàn)，在媒體報(bào)道和產(chǎn)品樣本中，“最優(yōu)橋長(zhǎng)比”、“最大橋長(zhǎng)比”、“最佳橋長(zhǎng)比”等泵車叫賣廣告口號(hào)明顯增多。
“橋長(zhǎng)比”漸成競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)
據(jù)專家解釋，“橋長(zhǎng)比”是指底盤橋軸數(shù)與臂架長(zhǎng)度（實(shí)際上是指臂架的最大垂直布料高度，業(yè)內(nèi)通俗叫法）的比值。對(duì)于用戶來說，在同樣的底盤上能夠裝載的臂架越長(zhǎng)，意味著泵車購(gòu)置成本及使用成本的降低，更是泵車提升道路通過性和場(chǎng)地適應(yīng)性的集中體現(xiàn)。其技術(shù)的核心價(jià)值簡(jiǎn)單概括為，采用盡可能低的卡車底盤成本，卻能把混凝土泵送得更高、更遠(yuǎn)。
在國(guó)產(chǎn)泵車發(fā)展初期和中期，“橋長(zhǎng)比”基本維持在10~13之間。比如：早在1977年，我國(guó)第一臺(tái)自行設(shè)計(jì)研制的2橋底盤23米泵車，“橋長(zhǎng)比”為11.5。后來，陸續(xù)開發(fā)或引進(jìn)了2橋底盤26米泵車“橋長(zhǎng)比”是13，3橋底盤37米泵車“橋長(zhǎng)比”是11.33，4橋底盤42米泵車“橋長(zhǎng)比”是10.5。而發(fā)展到后期時(shí)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，“橋長(zhǎng)比”也取得了可喜進(jìn)步。比如，4橋底盤的泵車臂架可以做到44米、45米、46米、47米、48米等。
進(jìn)入“十一五”后，隨著高層建筑的日益增多，泵車臂架長(zhǎng)度更是進(jìn)入了瘋狂飆升階段，“橋長(zhǎng)比”也成為廠商角逐市場(chǎng)的殺手锏，激戰(zhàn)正酣。
2006年，三一重工率先推出了6橋底盤的66米泵車，“橋長(zhǎng)比”為11，刷新了由德國(guó)普茨邁斯特于1986年創(chuàng)造并保持了20年的6橋底盤62米（橋長(zhǎng)比”為10.33）世界紀(jì)錄，而后揚(yáng)眉吐氣地高調(diào)申報(bào)并獲得了吉尼斯世界紀(jì)錄。
為了捍衛(wèi)自己的全球行業(yè)霸主地位，普茨邁斯特2008年初隆重推出10橋半掛式底盤的70米泵車，奪回了世界紀(jì)錄。這臺(tái)泵車“巨無霸”看上去很彪悍，但不幸的是，“橋長(zhǎng)比”卻大幅縮水下降到7，致使泵車的道路通過性和場(chǎng)地適應(yīng)性大打折扣。
不過，這一紀(jì)錄沒存活多久，同年又被爭(zhēng)強(qiáng)好勝的三一6橋底盤72米泵車取而代之，“橋長(zhǎng)比”為12。普茨邁斯特這個(gè)泵送機(jī)械的老前輩引以自豪的70米泵車，比今年成為其“少東家”的三一于2011年最新推出的9橋底盤86米泵車，橋長(zhǎng)比還小了2.56，看來這頭年過半百的“大象”真是老朽了，在“橋長(zhǎng)比”這條發(fā)展道路上根本走不動(dòng)了。德國(guó)泵車的另一高端品牌施維英在“橋長(zhǎng)比”上似乎也無長(zhǎng)進(jìn)。
可以說，跟國(guó)外同行相比，國(guó)產(chǎn)品牌在“橋長(zhǎng)比”上已經(jīng)占據(jù)了壓倒性優(yōu)勢(shì)。2009年，三一推出了3橋46米泵車和4橋56米泵車，將“橋長(zhǎng)比”分別提高到15.33和14，時(shí)為“橋長(zhǎng)比”最大的泵車，即在同橋數(shù)底盤上臂架長(zhǎng)度最長(zhǎng)的泵車。三一通過優(yōu)化臂架內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在確保整車重量不增加或小幅增加的前提下提高臂架長(zhǎng)度。在底盤承載沒有發(fā)生變化的情況下，使臂架的穩(wěn)定性和疲勞壽命較老款泵車有所提升。
真是“強(qiáng)中更有強(qiáng)中手”。之后，中聯(lián)重科得益于2008年收購(gòu)的意大利混凝土機(jī)械巨頭CIFA公司，雙方技術(shù)在進(jìn)行深度融合和協(xié)同的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮“1+1>2”的資源整合優(yōu)勢(shì)，研發(fā)人員對(duì)獨(dú)創(chuàng)的臂架結(jié)構(gòu)技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在今年上半年先后研制出3橋底盤49米臂架泵車和5橋底盤63米臂架泵車（均已交付使用），又將“橋長(zhǎng)比”提升到一個(gè)新高度，引起了業(yè)界極大關(guān)注。
至此，經(jīng)過四十多年的發(fā)展，泵車的“橋長(zhǎng)比”好像進(jìn)步得相當(dāng)可以了，那么今后還有發(fā)展的空間嗎？
“山窮水盡疑無路 柳暗花明又一村”
的確，隨著臂架長(zhǎng)度紀(jì)錄的不斷攀升刷新，研發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)臂架長(zhǎng)度超過70米后，“橋長(zhǎng)比”呈現(xiàn)大幅衰減趨勢(shì)，這成為設(shè)計(jì)超長(zhǎng)臂架泵車“橋長(zhǎng)比”優(yōu)化的瓶頸，如何突破這個(gè)瓶頸呢？更可怕的是，臂架越長(zhǎng)，臂架失穩(wěn)、斷裂的風(fēng)險(xiǎn)越高?？梢?，一個(gè)老大難的泵車技術(shù)課題，像一座不可逾越的高山，橫亙?cè)谥型獗密嚱绲脑O(shè)計(jì)人員面前。
這不難想象，隨著臂架的加長(zhǎng)，臂架的質(zhì)量增加，對(duì)底盤的承載能力要求同步提高，橋軸數(shù)隨之增加，而臂架長(zhǎng)度與底盤橋軸數(shù)之間的比值關(guān)系曲線變化會(huì)更大。三一的9橋86米和普茨邁斯特的10橋70米泵車便是最好的例證。那么，難道泵車“橋長(zhǎng)比”優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)真的無計(jì)可施了嗎？
人類在工程科技上的發(fā)明創(chuàng)造力總是源源不斷。當(dāng)泵車設(shè)計(jì)師對(duì)一種新材料技術(shù)引起了極大興趣時(shí)，在臂架材質(zhì)輕量化設(shè)計(jì)理念指導(dǎo)下，似乎找到了解決泵車“橋長(zhǎng)比”優(yōu)化設(shè)計(jì)難題的靈感。
中聯(lián)重科旗下的CIFA公司自2001年開始，經(jīng)過8年對(duì)在多個(gè)領(lǐng)域已成功應(yīng)用的碳纖維復(fù)合材料技術(shù)潛心研究，創(chuàng)造性地首次將碳纖維復(fù)合材料技術(shù)應(yīng)用在泵車臂架上，于2008年開發(fā)出全球第一臺(tái)碳纖維復(fù)合臂架泵車K45H，形成新的產(chǎn)品系列CARBOTECH。K45H采用4橋底盤5節(jié)臂架，其中最后兩節(jié)臂由輕于鋼材的碳纖維材料制成，最后兩節(jié)碳纖維布料桿比傳統(tǒng)的全鋼臂架重量輕25%。
全球首臺(tái)碳纖維復(fù)合臂架泵車K45H
盡管全球首臺(tái)碳纖維復(fù)合臂架泵車K45H的“橋長(zhǎng)比”只有11.25，但是意義重大，它為工程機(jī)械的輕量化設(shè)計(jì)打開了一扇門，也從此掀開了人類研制泵車發(fā)展史上的新一頁(yè)。由于它的問世，使超長(zhǎng)臂架泵車的“橋長(zhǎng)比”優(yōu)化設(shè)計(jì)出現(xiàn)了令人激動(dòng)的希望曙光。真可謂，在傳統(tǒng)的全鋼臂架泵車“山窮水盡疑無路”之時(shí)，卻走到了碳纖維復(fù)合臂架泵車這“柳暗花明又一村”。
2010年4月，在德國(guó)慕尼黑舉行的全球工程機(jī)械行業(yè)規(guī)模最大的博覽會(huì)bauma展上，以中聯(lián)英文商標(biāo)ZOOMLION-CIFA聯(lián)合品牌命名的K45H、K62H（5橋底盤62米臂架，“橋長(zhǎng)比”為12.4）CARBOTECH系列泵車驚艷亮相，駐足圍觀者嘖嘖稱奇，在全球泵車制造領(lǐng)域引起轟動(dòng)，獲得全球工程機(jī)械領(lǐng)域如潮般的贊譽(yù)。
通過材料創(chuàng)新，使泵車臂架在確保強(qiáng)度足夠的同時(shí)，比采用傳統(tǒng)材料生產(chǎn)的產(chǎn)品自重至少減輕25%（隨著臂架加長(zhǎng)減重更多），成功跨越了擋在泵車設(shè)計(jì)者面前的大山。在K45H問世次年，即實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，并銷往全球各地，經(jīng)過CIFA臂架疲勞測(cè)試平臺(tái)嚴(yán)格考核和用戶長(zhǎng)期使用實(shí)踐考驗(yàn)，證明碳纖維材料用于泵車臂架取得了巨大成功。
2011年12月11日，中聯(lián)重科3橋底盤50米碳纖維臂架泵車震撼問世，“橋長(zhǎng)比”為16.67，創(chuàng)造了世界泵車行業(yè)的“橋長(zhǎng)比”之最，產(chǎn)品性價(jià)比優(yōu)勢(shì)突出。
繼2010年K62H首先推向中國(guó)市場(chǎng)后，中聯(lián)重科在2011年9月又推出6橋底盤7節(jié)臂架80米碳纖維復(fù)合臂架泵車（第4、5、6、7節(jié)臂采用碳纖維材料）“橋長(zhǎng)比”為13.33，這明顯超出了三一66米和72米泵車的“橋長(zhǎng)比”，甚至比三一的86米泵車的“橋長(zhǎng)比”還大了3.77，并申報(bào)獲得了碳纖維復(fù)合臂架泵車吉尼斯世界紀(jì)錄。中聯(lián)重科研發(fā)人員表示，如果按照這個(gè)“橋長(zhǎng)比”曲線變化規(guī)律推算，中聯(lián)重科僅用8橋底盤即可制造出臂架超過90米的泵車。
毋庸置疑，碳纖維新材料技術(shù)引發(fā)了泵車臂架設(shè)計(jì)劃時(shí)代的革命，它讓泵車在保持一個(gè)絕對(duì)優(yōu)化的“橋長(zhǎng)比”基礎(chǔ)上，將臂架的垂直泵送高度和水平輸送距離再向上向前同步延伸，這更加提高了混凝土澆筑施工的覆蓋范圍和靈活性。
工程機(jī)械材料進(jìn)入碳纖維時(shí)代
對(duì)于機(jī)械設(shè)備而言，鋼鐵是最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料。然而，在人類科技日新月異的發(fā)展過程中，鋼材并非能“包打天下”，因?yàn)樾虏牧霞夹g(shù)革命也如火如荼。今天，碳纖維復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于工業(yè)品和民用生活用品中，并且應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)。因此，碳纖維被認(rèn)為是高科技領(lǐng)域中新型工業(yè)材料的典型代表，為全球發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家所矚目。
那么，碳纖維有哪些神奇之處備受追捧呢？為何能與工程機(jī)械產(chǎn)品結(jié)緣呢？
據(jù)資料介紹，國(guó)外科學(xué)家發(fā)明的碳纖維（carbon fiber，簡(jiǎn)稱CF）是一種含碳量在95%以上的新型纖維材料，由有機(jī)纖維經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)類似人造石墨，是亂層石墨結(jié)構(gòu)。碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，在物理性能上具有強(qiáng)度大、模量高、密度低、線膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)。它的比重不到鋼的1/4（兩個(gè)女工就可以抬起一節(jié)碳纖維臂架），碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍，抗拉彈性模量為230~430Gpa亦高于鋼。
顯而易見，泵車臂架采用碳纖維材料對(duì)提高“橋長(zhǎng)比”大有裨益，不妨用直觀的數(shù)據(jù)對(duì)比一下。因?yàn)閺募夹g(shù)的經(jīng)濟(jì)性上考量，碳纖維材料應(yīng)用于泵車主要針對(duì)長(zhǎng)臂架和超長(zhǎng)臂架，所以，這里以目前市場(chǎng)上暢銷的主導(dǎo)品牌臂架在60米以上泵車為例，比較一下全鋼臂架與碳纖維復(fù)合臂架的“橋長(zhǎng)比”。
千萬不要小看同橋軸數(shù)底盤或同臂架長(zhǎng)度“橋長(zhǎng)比”之間的微弱差距對(duì)比，記得有個(gè)洗衣機(jī)品牌的廣告語(yǔ)：“超薄一小步，科技一大步”。泵車的“橋長(zhǎng)比”中凝聚著產(chǎn)品設(shè)計(jì)師們的研發(fā)智慧和技術(shù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
以中聯(lián)重科80米碳纖維復(fù)合臂架泵車為例，不僅僅是“橋長(zhǎng)比”得到了可喜的優(yōu)化，“橋長(zhǎng)比”還帶來了更多的優(yōu)點(diǎn)：
碳纖維復(fù)合臂架徹底解決傳統(tǒng)鋼材臂架疲勞開裂的問題，實(shí)現(xiàn)臂架“無疲勞（No Fatigue）”，使用壽命延長(zhǎng)至30年；
碳纖維技術(shù)的應(yīng)用使80米泵車臂架重量減輕40%，將6橋底盤的承載能力發(fā)揮到極致，與傳統(tǒng)60米級(jí)泵車臂架的重量相當(dāng)；
緊湊型7節(jié)臂折疊技術(shù)，基于仿生6節(jié)臂專利技術(shù)開發(fā)，整車長(zhǎng)度較同類產(chǎn)品短40%，轉(zhuǎn)彎半徑更小，場(chǎng)地適應(yīng)性更好；
通過全工況載荷模擬和計(jì)算，全面應(yīng)用CIFA臂架安全技術(shù)，載荷分布均勻，臂架重心較同類產(chǎn)品低10%，整車安全穩(wěn)定；
多級(jí)伸縮腿專利技術(shù)，在保證支腿跨距的同時(shí)，減少展腿面積約35%。
此外，在施工作業(yè)高效、操作安全智能、整機(jī)功率匹配節(jié)能技術(shù)、長(zhǎng)壽命易損件設(shè)計(jì)等方面均具有明顯的比較優(yōu)勢(shì)。
中國(guó)工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)終身成就獎(jiǎng)獲得者、混凝土機(jī)械分會(huì)名譽(yù)會(huì)長(zhǎng)、原建設(shè)部長(zhǎng)沙建設(shè)機(jī)械研究院院長(zhǎng)陳潤(rùn)余對(duì)運(yùn)用碳纖維復(fù)合材料技術(shù)的泵車贊嘆說：“中聯(lián)重科碳纖維臂架泵車不僅是泵車歷史上的一次革命，更是全球工程機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)研究領(lǐng)域一項(xiàng)創(chuàng)世紀(jì)的杰作，必將引領(lǐng)未來工程機(jī)械發(fā)展方向和潮流?！?
今年7月，在山西靈石縣建筑工地現(xiàn)場(chǎng)觀摩了中聯(lián)重科80米碳纖維復(fù)合臂架泵車施工作業(yè)后，混凝土機(jī)械分會(huì)秘書長(zhǎng)盛春芳評(píng)價(jià)說：“這臺(tái)80米碳纖維臂架泵車在泵送混凝土的整個(gè)過程中，長(zhǎng)臂架沒有明顯抖動(dòng)，周圍人群只能聽到泵車抽送混凝土的聲音，這便是成熟而先進(jìn)的碳纖維臂架技術(shù)的功勞。輕量化的設(shè)計(jì)，確實(shí)讓80米長(zhǎng)臂泵車在平穩(wěn)減震性方面有了獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)?！?
在排放追求“低碳”的今天，中聯(lián)重科刮起了工程機(jī)械材料“高碳”旋風(fēng)，掀起了將新材料應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域的技術(shù)風(fēng)暴。目前，中聯(lián)重科在全鋼臂架泵車中短臂架又取得可喜進(jìn)展的同時(shí)，又憑借獨(dú)占擁有國(guó)際專利的碳纖維復(fù)合臂架技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為期長(zhǎng)臂架和超長(zhǎng)臂架泵車的設(shè)計(jì)打開了發(fā)展空間，在泵車“橋長(zhǎng)比”酣戰(zhàn)中，“誰(shuí)執(zhí)牛耳？”的答案已不言自明。
