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  • 工程机械行业主要发展技术方向之轻量化

    日期:2013-10-28  阅读1738次

      “节能环保”日益变成全社会注重的焦点,用更小的耗费,发生更多的功效变成制工作寻求的方针,轻量化技能因而也逐渐遭到国内外制工作的注重。工程机械职业也不破例,特别是这些年,跟着

    工程机械职业的迅速开展,轻量化将变成职业的首要开展技能方向之一。
      工程机械的轻量化,关于削减钢材耗费以及相应出产、运送等环节的动力耗费,下降工作进程中的能耗与废气排放、下降噪声等都具有直接影响,节能减耗的潜力无穷。
      轻量化规划的特色
      轻量化是一个体系工程,是在归纳思考分量、功用和本钱等要素后的商品立异和优化,触及商品规划、制作和资料等公司运作的各个方面。有别于以运送为首要功用的传统车辆,工程机械是以工程

    工作为首要功用的商品。因而,工程机械的轻量化规划大概理解为:关于工程机械的特色,经过各种有关现代规划、剖析和测验技能,在确保工作功用、燃油经济功用、本钱和安全可靠性等归纳方针的

    前提下,以下降商品原资料和动力等的耗费、削减环境污染为结尾意图,所进行商品立异和优化规划活动的总称。全体而言,工程机械轻量化规划具有以下两个特色。
      榜首,充沛知道和把握工程机械的根本功用和功用是进行轻量化规划的根底。例如工作功用是工程机械的首要方针,因而在进行轻量化规划的进程中就要统筹减重和其他根本规划需求之间的联系。

    以装载机为例,牵引力和稳定性方针均与整机质量有必定联系,因而有必要确保必定的整机最小质量以确保商品具有较好的牵引才能,这时的轻量化规划就不能一味地去削减整机或零部件的质量,而是要

    依据全体的功用需求,合理分配车架、工作设备等组成部件的减重方针,优化布局规划和资料、技能的挑选,结尾得到技能和本钱等和谐的轻量化计划。此外,树立和完善工程机械各种载荷谱数据库,

    关于施行工程机械的轻量化规划和可靠性规划也是至关重要的工作。
      第二,工程机械的轻量化是一个立异和多方针的归纳优化进程。其既是一个布局、资料和技能的立异进程,也是一个触及布局优化、资料挑选、制作技能挑选,以及本钱、可靠性和各种功用参数的

    多方针多要素归纳方针的优化进程。依据实践规划需求和条件,设定轻量化的方针,挑选相应的办法进行规划。
      轻量化规划的内容
      工程机械轻量化规划的研讨内容能够分为以下几个方面。轻量化规划办法论研讨工程机械轻量化是一个体系工程,不一样类型的工程机械尽管布局方式、功用和功用方针各异,可是经过研讨、总结和

    归类,找出能够辅导大都工程机械商品轻量化规划的办法和流程,关于深化和推行该技能具有重要作用。
      经过布局优化、装备优化和布局立异完成轻量化规划CAE仿真和优化办法是工程机械轻量化规划的一个常用的、重要的东西和手法, 关于可轻量化的工作设备进行布局优化规划,如装载机的铲斗、

    动臂和摇臂、叉车门架、发掘机动臂、泵车臂架等设备,对应力较大、应力会集的部位进行布局优化,尽可能地削减部分应力会集,去掉冗余。此外,也能够经过选用功用更优、本钱更低和质量更轻的

    零部件替代原有零部件,如发动机、驱动桥、轮胎等。
      新资料的研讨和运用
      在轻量化资料研讨和运用方面,当时,高强钢、超高强钢、铝、镁等合金新资料及领先成形技能这些年得到了疾速开展,如国内已开宣布抗拉强度大于1500MPa的承载布局件商品,是当时工程机械上

    广泛选用的资料强度的4~5倍,可完成布局件轻量化。
      评估办法
      在工程机械轻量化规划进程中,要归纳思考商品的质量、本钱、功用以及环境影响等要素,权衡各要素之间的联系,得到一个满足的规划计划。因而,依据规划需求,树立评估方针体系,对轻量化

    规划办法进行评估,能够扫除人为的片面随意性,使相应的计划愈加正确、合理、有用。
      技能和实验验证等其他撑持技能选用轻质新资料与选用新式技能、新的制作加工办法是相得益彰的,例如多连接布局的一体化规划制作可有用优化体系布局,削减焊接等加工工序,减重效果明显。

    一起,在工程机械轻量化进程中,无论是哪个期间都要注重实验,对实验数据堆集和剖析,不断地运用有利的实验数据进行参数批改,也要注重规划思路的改动,向自主立异方向开展。
      当时,轻量化已变成包含工程机械职业在内的制工作的一种开展趋势,开发节能环保的绿色工程机械现已被越来越多的国内工程机械公司作为中心的开展战略之一。关于中国工程机械轻量化规划等

    技能的开展,一方面,需求依据市场需求,在持续进步可靠性等根本技能方针根底上,活跃选用和深化对CAE、实验测验等技能的研讨,尽力晋升国内公司轻量化规划、制作等技能才能;另一方面,跟着

    再制作、绿色制作等技能的开展,以及工程机械也正朝着智能化、多功用化和微型化、大型化、系列化的方向开展,工程机械的轻量化技能开展并不孤立,而与上述这些技能的开展严密有关,相互促进


      轻量化现状速览
      国外工程机械轻量化开展现状
      在轻量化资料运用和制作办法方面,国外遍及学习资料科学与资料加工科学的研讨成果,将高强钢等新式资料运用于零部件规划与制作中,在保证强度的根底上,有用减轻零部件本身载荷,到达轻

    量化的意图。国外某大型装载机车架布局、发掘机箱体等布局选用900~1600MPa高强钢,选用领先成形技能和模具技能,取得比原先规划厚度削减40%~50%的新式布局件,质量削减40%~50%,一起也提

    高了强度与可靠性,归纳效应明显进步。卡特彼勒公司出产的CAT660型自卸车,选用铝合金驾驶室,漂亮、巩固;本田公司开发的用不锈钢丝增强的铝基+钢丝复合资料,既克服了铝合金强度比钢低的弱

    点,又坚持了质轻的长处,变成质轻但强度又高的新式铝合金资料,用它制作的连杆比钢连杆质量轻30%,装入1.2L的汽油机,可节油5%。
      国内工程机械轻量化开展现状
      中国工程机械轻量化规划鼓起仍是近几年的工作。国内研讨组织对工作设备组织剖析动力学仿真、车架布局剖析及优化规划等方面先后进行了深化的研讨,有关研讨成果也比较丰富。在轻量化支承

    件、布局件制作技能方面,国内开宣布高强钢/超高强钢零件规划制作技能,零件强度可到达 900~1600MPa,在汽车制作职业已逐渐推行运用。工程机械职业还需求关于工况需求进行剖析,开发大型件

    的领先成形技能和模具,估计将来几年将逐渐在行走式工程机械职业得到广泛运用。
      在轻量化资料运用方面,如2012年中联重科开发的80m碳纤维臂架混凝土泵车,选用了碳纤维复合资料、优化布局,一起选用小一级底盘(即 60m钢臂架混凝土泵车底盘)等工程机械轻量化技能,比同

    级的钢臂架混凝土泵车质量减轻40%,油耗下降15%,可靠性进步,整车长度短30%,运送和运用方便。中南林业科技大学和长沙明贤机电有限公司联合开发的MTH框架式铝合金混凝土整平机,比钢原料整

    平机简便,易于移动工作。