工埠机械:以“高新科技”革“传统装备机械制造业”之命

     当前，中国的一些企业正在以国家主人翁的姿态，把创新当做一种国家使命，研发出的一些高新技术具有世界先进水准，而且独一无二。江西工埠机械有限责任公司（以下简称工埠机械）就是这样的一个企业。

    “以高新科技革命传统装备机械制造业，用持续的智能化技术使用户长期拥有世界先进设备。把大家组织起来搭建共享平台，让大家第一时间分享最先进的技术和最实惠的供销业务。”这是工埠机械的使命。

    工埠机械把眼光瞄准世界，要革“传统装备机械制造业”之命，要让用户在第一时间分享最先进的技术。对此，人们不禁要问：工埠机械“干革命”的十足底气从何而来？

    日前，工埠机械营销总监郭希文告诉中国工业报记者，工埠机械是一家专业从事起重机、矿山机械、港口机械、风力发电等设备需要的永磁直驱机构研发、制造、销售的高科技企业（地处江西省樟树市），以“高起点持续创新，实现中国创造”为己任，以打造GBM国际知名品牌为目标。研发的GBM产品是全球首台无齿轮起重机，对“传统装备机械制造业”具有革命性的影响，凸显出四个价值：简单直接驱动技术引领中国机械制造，轻松超越欧美，成为国际领先；打造最适合用户的起重机，为用户提供最满意的服务；成为整机制造企业升级转型并战胜对手的最佳伙伴；用户不再需要担心起重机的安全问题。

    2015年10月份，工埠机械“GBM无齿轮起重机”被工业和信息化部列入《首台（套）重大技术装备推广应用指导目录》，质量管理体系通过GB/T19001和ISO9001认证。

    工埠机目标是：成为全球低速大扭矩驱动制造的龙头企业，到2025年主营业务收入超过100亿元，推动GBM技术大发展，使该技术装备的产品国内市场占有率达40%，成为市场主流产品，国外市场占有率3%，保持全世界的领先水平。

    5年攻关研发GBM

    工埠机械研发的低速大扭矩永磁直驱机构由低速大扭矩永磁电机和控制系统组成。它既有电机的驱动功能，又有减速机的低速大扭矩功能，还有智能化控制功能。

    低速大扭矩永磁直驱机构可以广泛应用在起重运输、钢铁、物流、港口、电梯、塔吊、风力发电等所有大型机械装备上，简言之，只要有减速机的设备，都可以使用低速大扭矩永磁直驱机构，替代电动机和减速机，从而极大地实现机械设备的轻量化和智能化，市场前景非常广阔，首先在工业起重机行业应用。

    所谓GBM桥门式无齿轮起重机，就是采用自主研制的低转速、大扭矩永磁直驱机构，设计的合适桥门式起重机工作特点的新型无齿轮驱动装置。起升和运行机构采用这种装置后，实现了整个桥门式起重机无齿轮负载工作。

    工埠机械汇聚科技力量从2005年起，就开展了低转速、大扭矩永磁驱动机构项目的科研攻关，经过5年的艰苦努力，攻克了冷却系统技术、安全制动技术等多项难关，于2009年诞生了世界上第一台装备低转速、大扭矩永磁直驱机构的起重机起升小车。

    又经过5年近14万次的试验，包括性能验证试验、寿命试验、可靠性试验等多项试验和优化完善，在2014年4月份通过终试，形成模块式、格式化及系列化，具备了投放市场的条件。

    GBM实现重大突破

    攻克电机发热问题。传统电动机的转速快、转矩小，为适应起重机起吊重物的低速大扭矩要求，需要配备减速机，造成了起升小车重量大、结构复杂、易出故障等问题。因此研制低速大扭矩电机，去掉减速机一直是国内外的热门课题，但由于电机发热等问题难以解决，研发迟迟没有进展。

    工埠机械经过10年努力，采取优化磁路设计，提高磁密度，采用新材料等多种办法，在全球首家攻克了电机发热问题，成功研制出了低转大扭矩永磁同步电机。目前可以实现的最低转速为0.1转/min，调速比可达到1:300，比欧式起重机1:10提高30倍。新型永磁同步电机的研发成功，开创了起重机设计的新天地。

    驱动方式实现了突破。利用低转大扭矩永磁同步电机研制的新型永磁直驱机构，可以替代传统的“电机+联轴器-减速机+卷筒等四连传动方式，实现直接驱动。从外观看，新型永磁直驱机构类似起重机的一个卷筒，而其内部是永磁同步电机的定子，卷筒作为永磁同步电机的外转子带动钢丝绳运行，实现桥式起重机的起升动作。从内部结构看，新型永磁直驱机构主要包括卷筒、永磁体、定子铁心、主轴、连接法兰、轴承、刚性支架、外转子编码器等。新型永磁直驱机构具有结构精简、体积小重量轻、节材节电环保、速度调节范围宽、同步性能强、工作级别可监控、运行安全平稳、自动化及远程控制等优点，是起重机行业技术发展的一个颠覆性革命，也带来了革命性效果。

    结构设计实现了突破。传统起升小车，组件多结构复杂，小车架强度大，重量大，体积大。而GBM起升小车组件少、重量轻，我们采用三梁结构设计，小车架结构简单，轮压分布均匀，强度大，重量小，有助于整个起重机的轻量化。

    制动安全保护实现了突破。传统起升小车依靠电机高速轴上的轮式制动器进行制动。而把电机从高速状态下刹车为零，会造成摩擦片严重磨损，万一制动失灵，就会发生安全事故。为此冶金或港口等高危险度工况下，要加装可靠性更好的盘式安全制动器。GBM起升小车，把盘式安全制动器作为标配，安装在每一台起升小车上，并且实现了零速制动，制动器摩擦片几乎不磨损，延长制动器寿命。与此同时，加装了特殊电磁安全保护装置。即使安全制动器失效，也能保护载荷避免失速下滑。

    电控功能开发实现了突破。针对低速大扭矩电机的性能特点，突破了无减速机条件下的直驱起重机关键控制技术，开发了一系列具有世界领先水平的控制功能，如轻载快速、微速运行、定距点动等，为满足物料高速搬运和超低速精密装配，提供了新的功能和工具，也为智能化控制创造了条件。

    清洁环保实现了突破。起重机超静音，无漏油无油污，彻底结束了起重机噪音大、振动大、油污大的历史。

    先进功能可圈可点

    郭希文说，GBM凸显十六大先进功能。如，速度调节范围宽。速度范围涵盖0.1~90m/min，调速比可以实现1:300，比欧式起重机的1:10提高30倍。

    轻载快速。可根据实时重量，在恒功率段实现轻载快速，取消副钩。对高扬程、大吨位起重机，轻载快速提高效率更明显。

    微速运行。开启微速运行功能，把速度控制在0.2m/min以下，可实现精确定位，避免因运行速度过快而反复定位及负载磕碰划伤的发生。

    定距点动。开启定距点动功能，每次点动距离设定为1~3mm，可以保证负载平稳作业，实现高精度定位，特别适合大型机械装备的维修及精密装配。

    同步控制。可实现两套及以上驱动机构的同步控制，特别适合升船机、连铸连轧等需要多点同步作业的大型起重机使用。在偶尔吊运大吨位负载时，可使用多台起重机同步抬吊，而无需增加大吨位起重机，降低设备投资。

    柔性启动、柔性刹车、零速制动，保护负载免受冲击，延长起重机钢结构和制动器等零部件使用寿命。

    多重安全保护模式。标配安全制动器和电磁安全保护装置。即使安全制动器失效，也能保护载荷避免失速下滑。

    电机启动无冲击电流。启动电流不超过额载工作电流，解决了目前通用电机因启动电流大（为额载电流的2~3倍），频繁冲击影响电气寿命和同线路其他设备运行的问题，还节省了母线投资。

    系统高效，变频控制，节能效果明显，综合省电20%以上。电机可四象限运行，实现能量回馈，回馈效率高、质量好，满足入网要求。

    起升小车高度更低。由于去掉了减速机，电机卷筒合二为一，小车高度大大降低。新建厂房可降低净空高度，减少建筑成本。

    结构简单，重量更轻。以QD200吨、起升高度16米的起升小车为例。GBM自重24吨，比传统小车68吨轻64.7%，比通用欧式小车轻31%。

    带空钩自学习。无需拆电机带载自学习，自学习参数准确，解决了多年来起重机电机与减速机必须分离自学习的难题，方便现场调试。

    开启“互联网+”新功能。可实现起重机工作可视化、数据采集、远程诊断、远程控制、多机联动、生产线无人值守、与生产线要求无缝对接等多项功能。

    预留功能升级接口。可升级通讯故障保护、自动定位、防摇摆、预先设定动作等功能。

    超静音。工作噪音低于55分贝，远远低于其他起重机，特别适合对噪音有要求的高端工作场合使用。

    清洁环保。没有减速机，所以没有机油，更不会漏油，彻底结束了起重机油污的历史。

    市场呼唤升级

    根据重型机械行业协会统计，全国近来每年新增各类起重机械超千亿元。能用上工埠机械驱动单元的项目整机超过800亿元，如果40%用GBM，那么整机容量是320亿。其中核心驱动和控制部分占比是46%，GBM容量是147.2亿，这还仅是一类产品的市场容量。

    市场新的需求：制造业大洗牌，工厂功能大调整，起重机要改造或增加；制造业升级改造需要增加性能好的起重机；国家即将推行的起重机能耗标准；国家“一带一路”战略，可以增加需求；机器代替人手正在盛行，多功能性起重机、程控起重机大有销路，等等。

    由于GBM技术的成功，很多机械制造业都在寻求用GBM改善他们的产品。

    GBM值得市场信任

    工信部已经把GBM列入《首台（套）重大技术装备推广应用指导目录》，科技部GBM列入“国家重大科技支撑计划项目”。

    GBM先后获得江西省优秀新产品一等奖，江西省科技进步一等奖。

    工埠机械属国家高新企业，建有院士工作站、省级工程技术中心；是中国工业示范单位、江西省重点行业重大项目实施企业、江西省知识产权优秀企业、中国起重机减量化产业技术创新战略联盟副理事长单位。拥有全国最具权威的产品检测、型式验证合格且超越标准企业产品性能报告。

    目前全球起重行业巨头正在与GBM开展合资合作，进行研发能力的升级打造。

    发展战略

    工埠机械实施的核心竞争力是：花很少钱可将废旧起重设备翻新成先进起重机，帮助制造企业不花钱转型升级并超越竞争对手，持续开发世界最优秀产品，保持推出的项目性价比最优。

    打造一支有理想、有敬业精神、能成事的团队。创新出适合当前国际形势发展，有工埠特色的企业商业模式和激励机制，为工埠的大发展提供保障。

    与强者合作，让利于伙伴，做好卖的产品，快速占领市常

    机械和电控一体二羽，互补互利发展腾飞。

    工埠机械营销战略凸显“服务”二字。如，为行业服务——提升行业制造水平，使中国制造超越世界先进水平。

    为整机制造单位服务——无需再投入就可实现产品升级换代，帮助其实现零研发投入、轻资产坐拥世界最先进技术支持，提高市场竞争力。

    为用户服务——提供最适合用户的方案，为用户打造最适合他们的起重机，帮助他们将生产效率达到更高的水平，为其提供最安全的作业环境。

    为现有市场分散型营销体服务——分散在全国的业务员、各县市门市部、安装公司及特种设备检测中心、能找到更多赚钱机会。

    工埠机械产品的开发战略是：规划期内，继续以市场需求为导向，优化产品结构，凸显“大、特、专、精”。

    “大”即开发市场容量大的装备机械；“特”是开发人无我有的，特殊技术与装备；“专”即开发专业化·规模化的基础和通用装置；“精”即开发机电信息化一体的机电高新技术与精密装备。

    根据全球发展趋势，智慧机械的研制是工埠追求。

    钢铁、造船、造纸、汽车、冶炼、机械制造、货尝预制厂、仓库、码头、水净化、水发电、垃圾发电、煤发电、气发电、铁路、维修车间、机加工车间、工程机械制造单位、建筑机械制造单位、电线电缆制造单位、酒厂、印刷厂、水泥厂、采矿、垃圾处理，等等，均是智慧机械的需求市常

    GBM产业联盟

    GBM产业联盟的全称是中国GBM无齿轮起重机产业发展联盟。

    该联盟以工埠机械研发的世界首创——GBM无齿轮起重机及其新技术的应用为基础，以协同研发、协同生产、协同销售为手段，以发挥无齿轮起重机节能、节材、高效、安全和智能化优势，提升设计和性能水平，提高市场占有率，尽快成为国内起重机主流技术、主流产品为目标。

    该联盟是由工埠机械牵头，国内起重机行业主要企业、大专院校和行业协会共同发起，联合国内从事起重机行业的上下游生产企业、科研单位、大专院校、有关协（学）会、技术服务机构等自愿结成的研发、生产、销售的紧密型合作组织。

    联盟的宗旨是：以企业为主体，以GBM无齿轮起重机及其新技术为载体，以联盟为平台，按照平等自愿、风险共担、利益共享的原则，集聚国内起重机上下游优势资源，通过协同研发，不断提升产品的性能水平；通过协同生产，实现成员企业间优势互补，提高产品质量、降低产品成本，增强核心竞争力；通过协同销售，迅速扩大市场份额，提高市场占有率，使GBM无齿轮起重机在2~3年内成为起重机行业的主流技术、主流产品，为我国振兴中国起重机行业、促进转型升级做出贡献。

    目前，工埠机械已与多个行业起重机主机厂以及部分大专院校、设计院所签订了战略合作协议，计划2016年初召开联盟成立大会。