導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇工程機械輕量化，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

引言：起重機事業(yè)的發(fā)展已經(jīng)在我國的國民經(jīng)濟發(fā)展中占有一席重要的位置。它的發(fā)展水平代表了專業(yè)相關(guān)人員的聰明才智，同時也彰顯了我國建設(shè)上的突破性進步，所以我們?nèi)蘸蟮钠鹬貦C發(fā)展要緊追世界上的輕量化發(fā)展腳步。

一、我國起重機輕量化設(shè)計實施的積極意義

（一）起重機在國際上的發(fā)展形勢和積極意義

起重機在國際上的發(fā)展形勢已經(jīng)逐漸走向明朗化進程式的發(fā)展，在國外的市場上我們很容易就能找到起重機輕量化產(chǎn)品，像西班牙的Linden-Co-mansas；德國的德瑪格、斯泰爾、安博；芬蘭的科尼；日本的住友、日立、神戶制鋼、石川島、韓國半島；美國高博；法國的法蘭泰克等等都是起重機重要的著名制造單位。并且這些單位都注重起重機的結(jié)構(gòu)、電氣和機構(gòu)方面的時代化進步內(nèi)容，他們都有著共同的目標(biāo)就是要起重機產(chǎn)品逐步走向美觀、節(jié)能、輕便、適用等綜合發(fā)展方向。

（二）起重機輕量化在我國的發(fā)展形勢和積極意義

隨著國際化的起重機發(fā)展進程的不斷加快，國外方面的進口起重機關(guān)于數(shù)量上的優(yōu)勢在我國也日益凸顯出來，國外的起重機在我國占有廣闊的市場，這同時也刺激著我國的起重機事業(yè)的發(fā)展，我國自主研發(fā)的起重機輕量化產(chǎn)品也取得了一定的成果。目前我國政府和國家都已經(jīng)開始重視起重機的輕量化發(fā)展。相繼推出了很多重要性的研究課題和政策去進一步支持我國的起重機輕量化事業(yè)的發(fā)展。

（三）起重機在節(jié)能環(huán)保方面的積極意義

我國新頒布的《節(jié)約能源法》強調(diào)了特種設(shè)備的節(jié)能方面的相關(guān)注意問題，而且我國現(xiàn)在已經(jīng)進入到了低碳時代化的發(fā)展新格局中，環(huán)保和節(jié)能是現(xiàn)階段的中心話題，所以起重機也要在這方面起到一定的表率作用。起重機中金屬機身的質(zhì)量一般占總重量的一半以上，巨型的起重機會達到百分之九十的比例，所以由此可見我國的起重機輕量化路線可以節(jié)省下來的原材料非常巨大，并且這種發(fā)展形勢會幫助減輕機構(gòu)本身的負擔(dān)，有效地解決數(shù)目巨大的造價問題。輕量化設(shè)計是起重機現(xiàn)如今重要的研究話題和方向，它不僅能節(jié)約資源，保護環(huán)境，還能提高經(jīng)濟性能[1]。

二、我國起重機輕量化設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容

1.極限設(shè)計方法

極限設(shè)計方法就是概率設(shè)計方法。它主要產(chǎn)生于二十世紀(jì)七十年代，當(dāng)時國際上的工程化結(jié)構(gòu)設(shè)計方法主要傾向于采用概率理論為主要內(nèi)容的極限設(shè)計方法，它的計算結(jié)果相對精準(zhǔn)，很符合金屬的實際工程工作內(nèi)容，同時也能有效地利用鋼材的重要性能，做到有效地節(jié)約材料資源。

2.現(xiàn)代技術(shù)方法

現(xiàn)代技術(shù)的方法上的應(yīng)用主要集中在它能考慮到機器本身的承受負荷的能力，而且它還會結(jié)合鋼材的基本性能和材料加以整合。其中結(jié)合的技術(shù)和方法涉及有起重機動力學(xué)、等強度設(shè)計、有限元法、靈敏度分析、模糊優(yōu)化設(shè)計和模塊化設(shè)計，它們都以最大限度減輕機器自重為主要奮斗目標(biāo)。

3.反求工程方法

現(xiàn)在的其他國家都在積極吸取別國的實際經(jīng)驗和教訓(xùn)，努力設(shè)計更加具有強大能力的起重機產(chǎn)品希望在國際舞臺上站穩(wěn)腳跟。反求工程方法就是針對于這種吸收技術(shù)的方法的概括。它通過實際操作和有關(guān)重要資料進行一定的分析和研究，從而了解參數(shù)性能，逐步掌握技術(shù)上的關(guān)鍵原理技術(shù)，在加以仿制和創(chuàng)新。

三、我國起重機輕量化設(shè)計存在的問題

（一）計算設(shè)計方面

現(xiàn)在一般計算設(shè)計上采用的是許用應(yīng)力法，這種方法本身簡單，但是存在一定的缺點，它無論運用何種金屬結(jié)構(gòu)都一律采用統(tǒng)一的安全系數(shù)。這種明顯的不合理方法需要做進一步改進。如果按照這種方法計算設(shè)計的話就會消耗不必要的金屬資源，而且安全系數(shù)還不能得到有效控制，由于系數(shù)的不精確就會給設(shè)計人員的計算設(shè)計造成一定的精確問題上的困擾，設(shè)計人員一般為了機器的安全問題還會預(yù)留安全系數(shù)，這樣直接導(dǎo)致我國的起重機質(zhì)量過大。

（二）工藝方面

工藝方面起重機主要采用鋼板焊接的結(jié)構(gòu)作為構(gòu)件，生產(chǎn)過程主要以半手工半機械制造，這樣就會導(dǎo)致起重機結(jié)構(gòu)笨重，有礙美觀性還會延誤交貨期。

（三）材料方面

材料上一般采用的是高分子材料、型鋼、輕合金材料，而且鋼材的性能存在參數(shù)不全和負偏差，不會進行預(yù)處理，直接導(dǎo)致為增強安全性能而加強各種板材材料的直接浪費資源現(xiàn)象。

（四）結(jié)構(gòu)方面

傳統(tǒng)的計算設(shè)計一般傾向于安全和穩(wěn)定，所以一般都會浪費大量的經(jīng)濟上的資源也要保證機器的安全和穩(wěn)定性能，但是這種行為往往就浪費了很多材料資源，而且這樣的起重機一般都會比較笨重。

（五）電氣和機構(gòu)方面

制約起重機輕量化發(fā)展的原因還有電氣和機構(gòu)方面的問題。傳統(tǒng)的系統(tǒng)的工作化效率過低，而且電氣控制系統(tǒng)性能水平也不高[2]。

四、我國起重機輕量化設(shè)計的有效建議

（一）計算設(shè)計方面

針對上述提到的問題和所遇到的困難，我們建議采用極限設(shè)計方法去加以改善。這種方法能夠得出比較精確的計算結(jié)果，而且一般都能符合實際化的要求，充分利用材料的基本性能，做到節(jié)約資源。而且它還能結(jié)合許用應(yīng)力法做到具體化和實際化的應(yīng)用。還有按照“定位精度”考核起重機性能要求，而且適當(dāng)結(jié)合反求工程設(shè)計理念和現(xiàn)代設(shè)計方法保證工作的精確性和完善性。

（二）工藝方面

建議采用受力構(gòu)件可以換成槽鋼、H型鋼、工字鋼，焊接手段改為機械手，并且車輪、齒輪和滑輪必須經(jīng)過熱處理，增強硬度性能。

（三）材料方面

建議采用輕合金和輕度較高的鋼制材料，節(jié)約資源，減輕機器本身重量。同時減輕支撐結(jié)構(gòu)和廠房結(jié)構(gòu)的負荷量，有效地減少成本上的浪費情況。用高強尼龍可以延長機器壽命，相對減少噪聲污染[3]。

結(jié)束語：我國的起重機發(fā)展正在逐步走向輕量化方向，并且已經(jīng)取得了相關(guān)的有關(guān)部門的一直認(rèn)可和支持，我們要積極向國外的先進技術(shù)學(xué)習(xí)，在吸取經(jīng)驗的同時，研究自己的創(chuàng)新型內(nèi)容，爭取趕上世界起重機輕量化的發(fā)展的先頭部隊。

參考文獻：

篇2

中圖分類號：U465 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）13-0172-01

1 前言

作為城軌車輛內(nèi)裝中的一項重要方面，對輕量化新材料的應(yīng)用占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。該項課題的研究，將會更好地提升對輕量化新材料應(yīng)用的分析與掌控力度，從而通過合理化的措施與途徑，進一步優(yōu)化城軌車輛內(nèi)裝工作的最終整體效果。

2 聚碳酸酯材料的應(yīng)用

聚碳酸酯，即俗稱的PC材料，與傳統(tǒng)的玻璃相比，聚碳酸酯板材具有以下幾方面的優(yōu)勢：

2.1 輕量化優(yōu)勢

同等厚度面積的PC重量僅為玻璃的一半，減重效果明顯。

2.2 力學(xué)性能優(yōu)勢

作為由有機大分子鏈結(jié)構(gòu)組成的PC材料，韌性和強度大大強于玻璃，主要體現(xiàn)在拉伸強度，沖擊強度等方面。在實際的使用過程中，PC不會發(fā)生自爆，且受外力沖擊不會崩碎，安全性更高。

2.3 隔熱性優(yōu)勢

PCk值較玻璃低10%左右，可以更好的隔絕冬天的熱量損失以及夏天的熱量傳入。冬天或夏天空調(diào)環(huán)境中觸碰感覺較玻璃來說，不會很涼。

2.4 隔聲性優(yōu)勢

阻隔分貝值較玻璃高10%左右，可以更好的隔絕噪音。

2.5 抗劃傷方面

經(jīng)過硬化涂敷的PC材料，可接近于玻璃的抗劃傷效果。

綜上所述：聚碳酸酯材料在具有玻璃一系列性能特征的同時，重量僅為玻璃的一半，在輕量化方面優(yōu)勢巨大。內(nèi)裝系統(tǒng)的車窗、屏風(fēng)、行李架均可以使用聚碳酸酯材料來代替現(xiàn)有的鋼化玻璃。

3 NGC型鋁合金型材的應(yīng)用

目前城市軌道交通車輛上的扶手，材質(zhì)多為不銹鋼，重量較大。NGC型鋁合金型材因其機械性能、防腐性能及成形焊接性能方面的特點，具備了替代不銹鋼作為扶手基材的可能，使用鋁合金扶手將比不銹鋼扶手減重50%以上。

NGC型合金、防銹鋁LF5合金、Us5083按《輕金屬材料和加工手冊》規(guī)定的快速腐蝕條件，用3%氯化鈉+1%過氧化氫（重量比）作腐蝕介質(zhì)，在25℃，全浸96小時，腐蝕速度對比：

為了提高鋁合金扶手的表面硬度和耐磨性，通常還需進行硬質(zhì)陽極氧化處理，氧化膜厚度在20μm，硬度（HV）3500MPa以上的稱為硬質(zhì)氧化膜，表面處理工藝順序：機械拋光拉絲除油清洗化學(xué)拋光水洗中和硬質(zhì)陽極氧化水洗封孔烘干。硬質(zhì)陽極氧化膜受溶液組成、濃度、溫度、電流密度等多種條件的影響，而其中影響最大的是溫度。溶液溫度越低，氧化膜的硬度就越高。

隨著軌道交通車輛的不斷創(chuàng)新發(fā)展，NGC型鋁合金扶手在車輛上的應(yīng)用必定會得到更加廣泛的推廣。

4 碳纖維材料的應(yīng)用

碳纖維是一種纖維狀碳材料。它是一種強度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導(dǎo)電，具有許多寶貴的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的新型材料。

碳纖維不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。與傳統(tǒng)的玻璃纖維（GF）相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱芙拉纖維（KF-49）相比，不僅楊氏模量是其2倍左右，而且在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性出類拔萃。

碳纖維密度不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強度一般都在3000MPa以上，是鋼的7～8倍，抗拉彈性模量為23000～43000MPa亦高于鋼。因此碳纖維增強復(fù)合材料的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000MPa/（g/cm3）以上，而A3鋼的比強度僅為59MPa/（g/cm3）左右，其比模量也比鋼高。材料的比強度愈高，則構(gòu)件自重愈小，比模量愈高，則構(gòu)件的剛度愈大，從這個意義上已預(yù)示了碳纖維在工程機械的廣闊應(yīng)用前景。

目前城市軌道車輛上的司機室面罩所使用材料為玻璃纖維增強的熱固塑料，該結(jié)構(gòu)密度低，強度好，城軌車輛的面罩一般在250kg～320kg左右。為達到更輕量化的目的，可以采用碳纖維增強的熱固塑料，碳纖維相比玻璃纖維而言密度更小，性能更加卓越。

碳纖維的密度約為鋼的1/5，玻璃纖維的2/3，抗拉強度卻能達到鋼的7-8倍左右，玻璃纖維的2倍以上。

使用碳纖維替代玻璃纖維去制作地鐵車輛的司機室面罩，在保證面罩相關(guān)性能要求的前提下，輕量化方面優(yōu)勢明顯。隨著軌道交通的不斷發(fā)展，碳纖維在車輛內(nèi)裝件上的應(yīng)用必將愈發(fā)廣泛。

5 復(fù)合鋁板的應(yīng)用

復(fù)合鋁板，又稱鋁塑復(fù)合板，是由多層材料復(fù)合而成，上下層為經(jīng)過化學(xué)處理的涂裝鋁板，中間層為無毒低密度聚乙烯（PE）芯板，在專用鋁塑板生產(chǎn)設(shè)備上加工而成的復(fù)合材料。

復(fù)合鋁板具有如下所述的性能特點：

5.1 剝離強度高

鋁塑復(fù)合板最關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)-剝離強度，因特殊的復(fù)合工藝被提高到了極佳狀態(tài)，使鋁塑復(fù)合板的平整度、耐候性方面的性能都相應(yīng)提高。

5.2 防火性能卓越

鋁塑板中間是阻燃的物質(zhì)PE塑料芯材，兩面是極難燃燒的鋁板層，因此具有良好的防火性能。

5.3 耐沖擊性

耐沖擊性強、韌性高、彎曲不損面漆。

5.4 易保養(yǎng)

自清潔性好，只需用中性的清洗劑和清水即可，清洗后板材永久如新。

5.5 材質(zhì)輕

鋁蜂窩板每平方米的重量在11kg左右，復(fù)合鋁板每平方米的重量僅在3.5kg～5.5kg左右，輕量化優(yōu)勢明顯。

城市軌道車輛的內(nèi)裝墻板基材通常有復(fù)合鋁板、鋁蜂窩板、玻璃鋼等，其中復(fù)合鋁板在滿足結(jié)構(gòu)強度、防火環(huán)保的前提下具有明顯的輕量化優(yōu)勢。

6 結(jié)束語

綜上所述，加強對輕量化新材料在城軌車輛內(nèi)裝中應(yīng)用的研究分析，對于其良好實踐效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的輕量化新材料應(yīng)用過程中，應(yīng)該加強對其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點要素的重視程度，并注重其具體實施措施與方法的科學(xué)性。

篇3

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，起重機在工業(yè)中的應(yīng)用也變得較為常見，而且起重機在工業(yè)生產(chǎn)中的作用也是越來越大，在眾多的起重機之中橋門式起重機是其中最為常見的起重機類型，了解橋門式起重機的結(jié)構(gòu)部件以及合理的操作章程是非常重要的，隨著這么多年的發(fā)展，橋門式起重機的發(fā)展也取得了較大的進步，但是社會是發(fā)展的，科技是進步的，要想滿足以后的工業(yè)需求，就必定得對橋門式起重機進行技術(shù)上面的革新，強化橋門式起重機的結(jié)構(gòu)部件，比如說發(fā)明新型的材料等等對橋門式起重機的結(jié)構(gòu)部件進行改良。

1.橋門式起重機

橋式起重機的特點：又稱“橋架型起重機”，橋式起重機的取物的裝置是懸掛在起重小車上面的，有的又把取物裝置懸掛于運行式的葫蘆上面，無論是小車還是運行式葫蘆均可以橋架為依托進行運行。外形看起來像是兩端在平行的兩條軌道上面有支撐地進行平行運行的單跨平板橋。橋式起重機的每一個部分都有著自己明確的分工，既有垂直方向上的運動也有水平方向上的運動，還有縱向運行的方式。起升裝置完成垂直方向的運動，而起重的小車則來完成水平方向上的運動。這樣就能夠使得能夠在跨度內(nèi)以及不超過規(guī)定高度的三維空間內(nèi)部進行物料的裝載和卸載工作了。因為其功能的強大性，它的使用范圍最為廣泛，所能承擔(dān)的物料重量梯度也是很廣泛的，從幾噸到幾百噸不等。

門式起重機的特點：又稱龍門起重機，它的本身還是橋架型起重機，不過它支撐在地面軌道上的方式是通過兩側(cè)的支腿進行支撐作用的。門式起重機的一般用途的起重機就是通用門式起重機。門式起重機中有的稱之為半門式起重機，這么稱呼的原因是它在一般的門式起重機上有了一些改動，它只有一側(cè)支腿，另一側(cè)支腿由廠房或是棧橋代替了，因此稱之為半門式起重機。門式起重機能夠通過對一些部件進行改進擴大起重機的工作范圍，比如說通過采用帶臂架的起重小車、向一側(cè)或者是兩側(cè)對主梁進行支腿的伸出工作，形成了懸臂等等都是對門式起重機的工作范圍進行擴大的有效手段。

2.橋、門式起重機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

以橋式起重機為例，橋式起重機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，因為橋式起重機在現(xiàn)代工業(yè)中普遍使用，介紹一下橋式起重機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有一定的說明力以及說服力。到現(xiàn)在為止，從現(xiàn)有的橋式起重機來看，有關(guān)橋式起重機的設(shè)計以及制造都是憑借以前的設(shè)計人員留下來的圖紙進行設(shè)計以及制造的，因為部分的限制條件以及對安全方面的過多考慮，導(dǎo)致先前設(shè)計的起重機具有非常大的安全系數(shù)，因為擁有較大的安全系數(shù)導(dǎo)致設(shè)計制造的起重機耗費了非常大量的原材料，浪費嚴(yán)重，大量的原材料使用也導(dǎo)致了起重機出現(xiàn)一些不合理的結(jié)構(gòu)，降低了起重機的效率，間接地導(dǎo)致耗費大量設(shè)計費用。由于科學(xué)的發(fā)展以及已經(jīng)出現(xiàn)的現(xiàn)代化設(shè)計制造方法，比較典型的凸顯了橋門式起重機在上述問題中的嚴(yán)重性。因此對現(xiàn)有起重機的設(shè)計以及制造進行優(yōu)化迫在眉睫，加大力度探索以及創(chuàng)新橋門式起重機的新型結(jié)構(gòu)，有利于加快我國起重機行業(yè)的發(fā)展速度以及對我國起重機設(shè)計理論的完善也是具有積極意義的。輕量化起重機成為研究方向的主導(dǎo)，即提升橋式起重機的技術(shù)含量及盡可能的降低其本身的質(zhì)量。

工程機械優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)就是數(shù)學(xué)規(guī)劃理論基礎(chǔ)，通過計算機確定機械設(shè)計的最好參數(shù)，工程機械優(yōu)化設(shè)計是最為常見的一種用于解決現(xiàn)有工程復(fù)雜問題的手段及方法。通過優(yōu)化能夠?qū)Ξa(chǎn)品進行提高，還能夠?qū)ΜF(xiàn)有的設(shè)計方案和方法盡可能的進行改善，設(shè)計方案以及改造對優(yōu)化的需求是非常大的。有關(guān)數(shù)學(xué)模型的建立，搞清楚自己確立的自變量和因變量之間有什么樣的函數(shù)關(guān)系，用目標(biāo)函數(shù)解決最優(yōu)指數(shù)以及自變量之間的函數(shù)關(guān)系。

設(shè)計輕量化起重機，主要目的是減輕重量、節(jié)約能量、降低起重機壓力還有就是降低起重機的高度以及增加起重機的跨幅度。輕量化起重機橋架采用了四梁結(jié)構(gòu)。輕量化起重機系列的主梁結(jié)構(gòu)形式的特點有很多，比如說：在主腹板頂上設(shè)置小車軌道，結(jié)構(gòu)的受力比較簡單，還可以把為支承軌道的短橫隔板給省去；能夠明顯改善主梁上蓋板的焊接變形以及波浪邊形等等；由于大噸位偏軌箱形梁是比較寬的，而且上蓋板的寬度使得走臺能夠得到滿足，就可以省去走臺，這樣的結(jié)果更加簡化了結(jié)構(gòu)以及制造難度。

輕量化系列的主端梁連接的方式就是采用搭接的方式連接四梁結(jié)構(gòu)，這樣對于拆卸以及定位而言提供方便；就起重機的儲存、運輸以及安裝而言也是較為方便的，這樣的結(jié)構(gòu)使得起重機的模塊化得以實現(xiàn)；除此之外還有明確的受力表現(xiàn)，腹板是抗剪的，并沒有很高的要求連接裝置的抗剪性，這樣就很明顯的提高了起重機的安全性。

減輕起重機自重的方式有采用窄翼緣偏軌箱形梁，既滿足強度、剛度以及穩(wěn)定性還能夠取消小隔板等等，進而就減輕了主梁的自重；小車軌道使用焊接方鋼在主梁蓋板上，進而提高了主梁的承載能力，提高了車輪的承載能力；四梁結(jié)構(gòu)的采用，對組裝提供方便，實現(xiàn)了模塊化生產(chǎn)；鉸接梁結(jié)構(gòu)的使用，提高了起重機更加能夠適應(yīng)廠房結(jié)構(gòu)的變形，進而就降低了輪壓。

3.結(jié)束語

社會中科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟都在發(fā)展，經(jīng)濟的發(fā)展帶動著科學(xué)的進步，工業(yè)也隨之發(fā)展，工業(yè)要發(fā)展，那么就不能夠想著憑借原來的一些工業(yè)機械來完成未來的一些工業(yè)所需，因為要發(fā)展工業(yè)技術(shù)，那么就得發(fā)展起重機，而且起重機在大量的工業(yè)生產(chǎn)中占有非常重要的地位，優(yōu)化起重機的結(jié)構(gòu)部件，對起重機的性能以及材料進行提高非常重要，以前的起重機現(xiàn)在已經(jīng)難以滿足工業(yè)需求了，已經(jīng)逐漸的被淘汰，那么就必須得發(fā)展出新型的起重機來對原來的起重機進行代替，才能夠使得工業(yè)技術(shù)得到有效的發(fā)展。

參考文獻：

[1] 丁敏；張德文 大跨距軌道式集裝箱門式起重機結(jié)構(gòu)計算分析[J] 港口裝卸 2009-06-30

[2] 雷春麗；呂彭民；周彥龍 桁架門式起重機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J] 建筑機械化 2005-02-15

篇4

參觀過愚公機械的生產(chǎn)車間后，筆者對即將進行的YGQY7H型汽車起重機的試駕亟不可待，心中充滿好奇：我等矮搓矬能夠買得起，卻又能讓我逆襲為高富帥的設(shè)備究竟怎么樣？

小憩過后，在李學(xué)峰的帶領(lǐng)下，筆者來到了愚公機械廠區(qū)內(nèi)的試駕地點。遠遠地看上去，YGQY7H和普通的廂式貨車無太大差異，無非將車廂更換為一座配有“炮筒”的“堡壘”。

走近細看，YGQYVH型汽車起重機底盤配備的是輕型汽車底盤，低成本的前提讓底盤的質(zhì)量得到保證，而且服務(wù)網(wǎng)點遍布全國，零配件購買方便，維護保養(yǎng)費用低。發(fā)動機選用同為國產(chǎn)品牌的萊恩LN4D27E3型動機，此款發(fā)動機為4缸2.7L排量發(fā)動機，額定功率66kW，扭矩可達235N?m，符合國Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)。從發(fā)動機的選擇又可以看出YCQY7H型汽車起重機在用戶使用成本控制上的功課做得充足。李學(xué)峰告訴我們，根據(jù)售后服務(wù)的跟蹤了解，用戶收回成本的時間基本在6個月以內(nèi)。

篇5

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.050

0 引言

隨著裝備制造業(yè)產(chǎn)品的不斷升級，在石油機械、工程機械等領(lǐng)域，對作為原材料的鋼材的要求也在不斷提高。例如以往石油鉆井井架多采用Q345級別的低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接制造，目前Q390級別的低合金結(jié)構(gòu)鋼已經(jīng)在石油鉆井井架得到應(yīng)用，由于原材料截面尺寸的減小，降低了井架自身重量，降低了井架原材料成本及運輸、安裝成本。尤其針對深海石油開發(fā)、極地開發(fā)、軍事用途等特殊使用開發(fā)的產(chǎn)品，其市場發(fā)展前景廣闊。其技術(shù)指標(biāo)要求結(jié)構(gòu)鋼-40℃的沖擊韌性Akv>34J。

H型鋼在石油鉆采行業(yè)作為結(jié)構(gòu)件已經(jīng)有了較為廣泛的應(yīng)用，例如石油行業(yè)用的較多的抽油機，它的主要承載件游梁通過H型鋼制作而成；再如石油鉆機的井架、底座、海洋石油平臺的載荷承載件也主要由H型鋼制作而成。目前石油鉆采裝備用H型鋼正向高強、高韌、輕量化方向發(fā)展，Q345級別的H型鋼已經(jīng)不能滿足鉆采機械的實際要求，因此開發(fā)390Mpa級H型鋼非常有必要。值得我們關(guān)注的是，隨著近年石油鉆采業(yè)中的陸地鉆井向深井、超深井發(fā)展，海洋鉆井向深水井、超深水井發(fā)展，鉆采設(shè)備工作環(huán)境更加惡劣，單機的承載能力增大，這必然要求作為主要負荷承載件的H型鋼具備更高強度，同時具備更高低溫沖擊韌性。同時新型陸地鉆機要求具備高效運輸、快速移動、快速拆裝的特點，輕量化成為海洋鉆機和陸地鉆機新特點[1]。

目前，目前我國東北地區(qū)、新疆地區(qū)，俄羅斯、美國阿拉斯加、冰島、及中亞五國等地區(qū)耐低溫抽油機、耐低溫鉆機具有較大的市場需求，同時隨著石油資源開發(fā)的不斷深入，超深井、海洋鉆井所需要的耐低溫鉆機具有較大的市場前景。我們通過對國內(nèi)主要鉆采石油裝備生產(chǎn)企業(yè)充分的市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，石油鉆采行業(yè)目前使用的高強高韌H型鋼主要通過焊接來實現(xiàn)或者用別的材料來替換如矩形管等。我們與中石油華北石油管理局第一機械廠、中石油南陽二機石油裝備集團、寶雞石油機械有限公司，中石化江漢油田第四機械廠、蘭州石化國民油井有限公司、遼河石油裝備有限公司、上海三高石油設(shè)備有限公司、科瑞集團等等進行了充分的溝通交流。針對耐低溫抽油機、耐低溫鉆機提出了高強度高韌性熱軋H型鋼技術(shù)需求，其主要性能指標(biāo)為屈服強度390Mpa、-40℃沖擊值〉34J。

1 實驗材料及方法

成分設(shè)計及其設(shè)計思路：通過Nb/Ni復(fù)合微合金化，Nb的作用主要通過細化晶粒來實現(xiàn)，細化晶粒對鋼的強度和韌性都有較好的強化作用，初步確立Nb的控制范圍在0.025%-0.05%之間，含量太高會增強鋼的裂紋敏感性。Ni的作用，具有體心立方晶格的材料（α-Fe）均會有低溫冷脆現(xiàn)象，而面心立方晶格的材料，如Ni、奧氏體不銹鋼（γ-Fe）都無低溫冷脆現(xiàn)象。Ni元素的加入，擴大奧氏體區(qū)，從而有利于提高鋼的低溫沖擊韌性，根據(jù)不同的低溫韌性要求，來決定Ni的加入量。同時含Ni鋼與無Ni鋼相比，具有較小的屈強比（σs/σb），鋼材屈強比越大，表明其塑性變形能力儲備越小，易于促使脆性斷裂。Ni元素的含量控制在0.5%～0.8%之間。在保證強度的前提下，碳盡量采用下限，同時避開C包晶脆性區(qū)，把碳含量控制在0.12%～0.15%之間，重點是既要保證低溫沖擊韌性，同時防止異型坯裂紋的產(chǎn)生。過程是 冶煉精煉連鑄控制軋制

冶煉過程的關(guān)鍵點是：采用高拉一次補吹法，終點壓槍大于1分鐘，出鋼時間大于3分鐘。精煉過程主要進行成分微調(diào)，精煉出站前S

采用控冷控軋技術(shù)，鑄坯加熱溫度控制≤1250℃，萬能粗軋機開軋溫度控制在1100℃，萬能精軋機終軋溫度控制在820-860℃，采用良好控軋匹配。

2 力學(xué)性能

根據(jù)GB/T 228―2002制備拉伸試樣，試樣尺寸為 15 mm ×30 mm×200 mm（厚×寬×長）， 并在MTS拉伸試驗機上進行拉伸試驗，測定出鋼的屈服強度、抗拉強度、伸長率。同時按照GB/T229-2007國家標(biāo)準(zhǔn)制備標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣，進行室溫、0 ℃、-20 ℃、-40 ℃的沖擊試驗。如圖1所示為不同成分含量的鋼的力學(xué)性能值。由實驗結(jié)果能夠看出，Ni元素對鋼的強度影響較小，但是對低溫沖擊性能影響大，Nb元素對強度的貢獻最大。從而的得出在0.075至0.085含量范圍，Nb含量在0.040至0.050范圍，滿足Q390E耐低溫鋼的成分要求。

3 微觀組織

對一號實驗鋼制備金相試樣，經(jīng)拋光腐蝕，在金相顯微鏡上觀察試樣的金相組織，其結(jié)構(gòu)主要組成為鐵素體和珠光體組成，晶粒度均勻，粒度等級在8至8.5級。

4 總結(jié)

篇6

中圖分類號：TM6 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（c）-0106-01

1 傳統(tǒng)的節(jié)流調(diào)速及容積調(diào)速液壓回路的不足

節(jié)流調(diào)速回路是液壓調(diào)速回路的一種，它用定量泵供油，用節(jié)流閥（或調(diào)速閥）改變進入執(zhí)行元件的流量，實現(xiàn)變速目標(biāo)。結(jié)合流量閥處于回路中的不同位置，又分為進油節(jié)流調(diào)速、回油節(jié)流調(diào)速和旁路節(jié)流調(diào)速三種回路。節(jié)流閥的節(jié)流高速回路適用范圍小，只適合輕載、速度低、負載變化不大、速度穩(wěn)定性要求不高的高功率液壓系統(tǒng)。

容積調(diào)速回路則是以調(diào)解回路中的泵或者是馬達對應(yīng)的排量進行調(diào)整速度的。容積調(diào)速回路的功率損耗非常小，沒有其他多余的損失。而且容積調(diào)速回路的運轉(zhuǎn)壓力隨系統(tǒng)的負載一起變化，因此運行起來效果顯著、系統(tǒng)內(nèi)的油溫適宜。容積調(diào)速回路按油路的運轉(zhuǎn)路線不同，分為開式及閉式兩種回路。但容積調(diào)速回路對于系統(tǒng)的負載、轉(zhuǎn)速有較高的要求，必須滿足負載大、運動速度高、油的溫度要求小，一般功率5kW以上的宜采用容積調(diào)速回路。

與傳統(tǒng)的節(jié)流調(diào)速及容積調(diào)速液壓回路相比，工程機械液壓系統(tǒng)在性能、操作、節(jié)能等方面的效果要提高許多。

2 工程變頻液壓技術(shù)的優(yōu)勢特點及背景

工程變頻液壓系統(tǒng)是一種新型的、從全局出發(fā)的節(jié)能傳動系統(tǒng)，它與傳統(tǒng)的的節(jié)流調(diào)速及容積調(diào)速液壓回路控制相比，具有如下的優(yōu)勢和特點：沒有了復(fù)雜的變量量泵，選取變頻器、交流電動機和定量泵，操作簡單；選取定量泵使用，有效減少噪聲污染；使調(diào)速范圍變得更大；節(jié)能環(huán)保效果明顯，和容積控制液壓系統(tǒng)相比，節(jié)約能源最高達六成；有效實現(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)生的制動能量的回收；變頻器的內(nèi)置控制使控制性能更優(yōu)秀，用無速度反饋矢量控制更好發(fā)揮特性。

工程變頻液壓系統(tǒng)的應(yīng)用是基于工程變頻液壓系統(tǒng)的出色的調(diào)速性能和良好的節(jié)能效果，所以工程變頻液壓系統(tǒng)在液壓電梯、機床、飛機、制磚廠等方面有著不錯的應(yīng)用前景。

3 工程變頻液壓系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

工程變頻液壓系統(tǒng)是工程機械的重要組成，承擔(dān)工程機械的多項功能，工程變頻液壓系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，使得工程機械的故障有七成是工程變頻液壓系統(tǒng)發(fā)生故障引起的。

工程機械液壓系統(tǒng)故障的預(yù)防和診斷始于20世紀(jì)60年代。到90年代，人工智能預(yù)防和診斷液壓系統(tǒng)故障迅速發(fā)展。加拿大研究驅(qū)動衛(wèi)星天線跟蹤的液壓系統(tǒng)故障診斷；英國研究了液壓系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障感知診斷；法國采用觀測器診斷液壓系統(tǒng)故障；哥倫比亞運用非線性辯識診斷電液壓系統(tǒng)故障。

我國預(yù)防和診斷工程機械液壓系統(tǒng)起步晚，但發(fā)展很快。1994年利用專家系統(tǒng)、小波分析等方法實現(xiàn)智能診斷液壓系統(tǒng)故障；2000年選取信號處理診斷液壓系統(tǒng)故障；2002年采用故障樹分析方法診斷機液壓系統(tǒng)故障；2003年采用動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷液壓伺服系統(tǒng)故障。綜合起來，目前預(yù)防和診斷工程機械液壓系統(tǒng)故障方法有：直觀檢查、對換診斷、儀表測量檢查、故障樹分析和原理推理等方法，其中原理推理最有效。

4 工程變頻液壓系統(tǒng)存在的問題

工程機械液壓系統(tǒng)有液壓泵、液壓馬達、液壓缸、變速器和變速閥等構(gòu)成，其故障通多表現(xiàn)為行走和執(zhí)行無力、離合器接合狀況不好、液壓缸活塞的伸縮不到位等方面。這些故障是因為由于工程機械液壓系統(tǒng)的元件效用失去所致，表現(xiàn)為液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力、系統(tǒng)流量和系統(tǒng)溫度發(fā)生波動。

4.1 液壓系統(tǒng)振動和噪音

振動和噪聲易造成安全事故。產(chǎn)生這類故障由于：一是吸油路有氣體時的噪音。由于吸油高度太，管道細，油液粘和油網(wǎng)堵塞等原因，使油油液中的空氣產(chǎn)生空蝕；吸油管密封差使得油面低，濾油網(wǎng)外露，導(dǎo)致吸油時吸入空氣；油泵和馬達質(zhì)量不過關(guān)，油泵和馬達的流困油現(xiàn)象未消除引起噪音和振動。

4.2 油溫過高

使工程機械液壓系統(tǒng)產(chǎn)生油溫過高的問題原因主要有：液壓系統(tǒng)設(shè)計不合理；使用壓力沒調(diào)整好；周圍溫度高；液壓油泄漏嚴(yán)重；工程機械液壓系統(tǒng)散熱不好；系統(tǒng)油箱散熱不足；工程機械液壓系統(tǒng)油箱小，油液循環(huán)快而無法及時冷卻；使用粘度大的油液引起液壓損失等等。

4.3 液壓系統(tǒng)泄漏

液壓系統(tǒng)泄漏多受系統(tǒng)振動、壓差、制造、安裝等不當(dāng)影響所致。泄漏分外泄漏及內(nèi)泄漏。外泄漏是指液壓油液雙系統(tǒng)內(nèi)向外界環(huán)境泄漏；內(nèi)泄漏是指系統(tǒng)內(nèi)由于間隙、磨損等使油液從高壓側(cè)流至低壓側(cè)。

5 解決工程變頻液壓系統(tǒng)存在的問題的對策

5.1 選擇適合的液壓油

選用適合的液壓油會使工程機械液壓系統(tǒng)的壓力傳遞、系統(tǒng)、系統(tǒng)冷卻和密封等作用得到更好的發(fā)揮，按照《使用說明書》中選擇對應(yīng)的液壓油，特殊情況須替代時，要保障替代油的功能與型號符合。不同液壓油禁止混合，防止產(chǎn)生化學(xué)變化。

5.2 定期維護

工程機械液壓系統(tǒng)要定期進行保養(yǎng)和維護，有些系統(tǒng)中的智能裝置可以預(yù)警某些安全隱患，但這種智能預(yù)警的監(jiān)測效果和監(jiān)測準(zhǔn)確度受限，因此定期保養(yǎng)和維護液壓系統(tǒng)是必要的，保養(yǎng)工程機械液壓系統(tǒng)可結(jié)合的智能監(jiān)測結(jié)果進行。工程機械液壓系統(tǒng)的保養(yǎng)與維護分三種：250h檢查保養(yǎng)。檢查油泵磨損程度，檢查油缸拉缸，及時更換；500h檢查保養(yǎng)。工程機械液壓系統(tǒng)運行500h后，必須更換濾芯，長期高溫作業(yè)要提前更換；1000h檢查保養(yǎng)。清洗系統(tǒng)，更換濾芯與液壓油。

5.3 防止雜質(zhì)混入系統(tǒng)

清潔液壓油是保障液壓系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的核心，若有固體雜質(zhì)進入則會損壞系統(tǒng)，危及系統(tǒng)運行。防止雜質(zhì)進入系統(tǒng)方法有：工作人員須用清潔的手套與工作服；進行拆卸保養(yǎng)時要避開灰塵，液壓系的拆卸部位要徹底清潔；仔細清洗壓元件和液壓膠管，吹干后方可組裝；選用正品濾芯；定期清洗濾清器，擦凈濾清器的污物；要多次清洗液壓系統(tǒng)；更新濾芯加新油。

6 工程變頻液壓系統(tǒng)的前景展望

預(yù)防和診斷工程機械液壓系統(tǒng)故障的發(fā)展應(yīng)包含：多采用信息集成和融合技術(shù)；采用遠程協(xié)同預(yù)防和診斷技術(shù)；加強故障檢測和容錯控制的研究。監(jiān)測工程機械故障，建立遠程維護服務(wù)系統(tǒng)，使得預(yù)防和診斷工程機械液壓系統(tǒng)故障的發(fā)展前景更廣闊。

參考文獻

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在各系統(tǒng)及部件設(shè)計中所選用的材料盡量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用過程中對環(huán)境無害的材料，特別是結(jié)構(gòu)件的設(shè)計應(yīng)盡可能采用比較容易裝配和分解的大模塊化結(jié)構(gòu)和無毒材料，提高工程機械材料的再生率。

2）長壽命、低能耗及減輕重量的設(shè)計原則

通常來說，延長產(chǎn)品壽命就等于減少了機械的生產(chǎn)量和降低其報廢量，降低產(chǎn)品能耗可減少對環(huán)境的污染，而減輕產(chǎn)品重量即可減少材料和資源的消耗。要從減少環(huán)境負荷的角度盡可以考慮各系列產(chǎn)品同類零部件的互換性和通用性。為此應(yīng)在保持主機各項性能參數(shù)前提下，盡量減少主機和附屬作業(yè)裝置或機具的體積和重量，提高動力傳動系統(tǒng)零部件的強度和耐久性能，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的輕量化和高效率。

3）盡量采用低環(huán)境負荷材料

工程機械零部件設(shè)計中應(yīng)盡可能不使用氟利昂（空調(diào)）、含氯橡膠、樹脂及石棉等有害材料。如裝載機駕駛室和內(nèi)飾上使用難以自然分解且對環(huán)境有害的工程塑料及其它一些非金屬材料都加重了資源浪費和環(huán)境污染；在儀表、散熱器及蓄能電池等采購生產(chǎn)中，應(yīng)盡可能減少或替代鉛的使用量。因此在主機設(shè)計中一些附屬零部件選用新型環(huán)保型材料很重要。

4）廢棄零部件處理的污染最小化及綜合成本最優(yōu)化

工程機械產(chǎn)品在設(shè)計初始階段就要考慮報廢件處理簡單、費用低和污染小，零部件要解體方便、破碎容易，能焚燒處理或可作為燃料回收。

2、環(huán)保型工程機械產(chǎn)品設(shè)計

1）選用低公害發(fā)動機

發(fā)動機是工程機械所有系統(tǒng)中對環(huán)境影響最大的部件，采用低油耗、低排放、低噪聲、高效率的環(huán)保型水冷增壓柴油機能大大降低對環(huán)境的負荷。目前歐美發(fā)達國家正在通過采用一系列新的技術(shù)手段、措施或應(yīng)用新型的環(huán)保燃料來進一步降低排放、噪聲等，努力適應(yīng)第三次排放法規(guī)要求。

2）降低整機振動與噪聲

減振與降噪應(yīng)該是產(chǎn)品設(shè)計中最需關(guān)注的焦點問題。例如在裝載機設(shè)計中，動力裝置采用雙向減振懸掛系統(tǒng)就能克服整機動力傳動系統(tǒng)與車架之間的共振、噪聲及對動力系統(tǒng)的疲勞破壞；后橋設(shè)計成中心擺動結(jié)構(gòu)能使后橋擺動中心與動力輸入中心重合，很好地減少附加力矩對傳動系統(tǒng)不停沖擊所產(chǎn)生的振動與噪音，避免在崎嶇不平道路上整機各部件相互沖擊所產(chǎn)生的噪聲。除選擇低噪聲的發(fā)動機外，主機的結(jié)構(gòu)布置或系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計也可以進行某些針對性的改進。如冷卻風(fēng)扇可不再由發(fā)動機直接驅(qū)動，而可單獨由液壓馬達帶動，這便于將風(fēng)扇與發(fā)動機隔開并將整個發(fā)動機密封起來，從而使噪聲不能通過風(fēng)扇出風(fēng)口傳到外部，降低噪聲對環(huán)境的影響；通過優(yōu)化液壓管路排列來降低液壓油泵振動、閥節(jié)流和油管振動產(chǎn)生的噪聲；可在機罩等覆蓋件處設(shè)計粘貼吸音隔音材料；可設(shè)計全密封整體式駕駛室，密封減震，隔音降噪，真正體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計宗旨。

3）液壓系統(tǒng)的清潔和防滲漏

保持傳動液壓油的清潔度對工程機械的液壓傳動非常重要，因此精心設(shè)計工程機械液壓系統(tǒng)（如采用高效高精度過濾裝置）十分必要，這樣就可去除油液中微塵垃圾、機械磨損物等雜質(zhì)，減少液壓元件故障與磨損、延長常用液壓元件的使用壽命，降低液壓油的更換頻率；同時可有效避免液壓油在工作中溫度升得過高過快，延長換油間隔時間，減少對周邊作業(yè)環(huán)境的污染。

另外通過采用增壓液壓油箱，可改善泵的吸油效果從而延長其使用壽命，并且能很好地防止外界灰塵和水分進入油箱，提高整個液壓系統(tǒng)的清潔度。液壓系統(tǒng)的滲漏對周圍環(huán)境的污染是目前部分工程機械產(chǎn)品中普遍存在的，液壓管路采用耐腐蝕、防老化、具備優(yōu)良密封性能的進口優(yōu)質(zhì)膠管很有必要；為了減少損壞軟管的廢棄量，設(shè)計時應(yīng)在可能的條件下盡量使用硬管；對設(shè)計過程中只能采用軟管并且容易破裂時油液流出而污染環(huán)境。

4）系統(tǒng)高效節(jié)能的設(shè)計

工程機械的高效節(jié)能也是環(huán)境保護的重要一環(huán)，減少能源消耗即意味著減少對環(huán)境的污染。故選用電控高性能長壽命節(jié)能型發(fā)動機是研制環(huán)保型機械最基本的一環(huán)；另外在設(shè)計時采用雙泵分合流技術(shù)、液壓負荷傳感技術(shù)、靜液驅(qū)動技術(shù)等都可達到節(jié)能降耗的目的。

3、工程機械產(chǎn)品人性化的設(shè)計

1）環(huán)保安全關(guān)懷型駕駛室的設(shè)計

如采用防紫外線輻射玻璃的全密封整體式、經(jīng)減震降噪處理的“安全環(huán)保型”駕駛室，室內(nèi)配置無氟環(huán)保型冷暖空調(diào)，并設(shè)計FOPS及POPS駕駛室以確保駕駛員的安全；充分運用人機工程學(xué)設(shè)計原理，如司機座椅可全方位調(diào)節(jié)、功能集成的單操縱手柄、可調(diào)式轉(zhuǎn)向驅(qū)動器、全自動換擋裝置、電子監(jiān)控與故障自診斷系統(tǒng)，再輔以合理美觀的顏色搭配，可大大改善司機的工作環(huán)境，緩解疲勞，提高作業(yè)效率。

2）自動加脂裝置或集中系統(tǒng)的配置

傳統(tǒng)的手動加注脂費時費力，而且通常有多余的油液溢出來污染周邊環(huán)境。因此研制環(huán)保型工程機械就能自動定時加注脂的設(shè)備，如集中系統(tǒng)就能自動定時給各鉸銷加注黃油，其加油量經(jīng)過仔細計算后設(shè)定，可很好地保證各銷軸得到足夠的而又沒有多余的油溢出，既環(huán)保又方便。另外對于小型機械，鑒于降低設(shè)計成本，可采用密封的銷軸或使用新型材料的特殊軸套、或設(shè)計二級防塵結(jié)構(gòu)等防止外部異物的進入和內(nèi)部油脂的排出，從而延長加注油的間隔，減少對環(huán)境的污染。

3）外觀美學(xué)設(shè)計

傳統(tǒng)的工程機械產(chǎn)品一直是外形粗放、笨重的形象，環(huán)保型產(chǎn)品更應(yīng)注重外觀美學(xué)和車身的流線型設(shè)計，達到機器的環(huán)境的諧和，給人以視覺上的美感。如發(fā)動機機罩就可進行造型別致美觀的流線型設(shè)計，整機的標(biāo)識標(biāo)牌應(yīng)精心布置、設(shè)計，良好地體現(xiàn)環(huán)保特色。

4）人性化設(shè)計

篇8

隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的蓬勃展開和西部開發(fā)戰(zhàn)略的推行, 我國的工程施工機械獲得了一個大好的發(fā)展機遇。同時國家也加強了在發(fā)展中對生態(tài)環(huán)境的控制力度。各類節(jié)能環(huán)保機械產(chǎn)品的誕生, 為公司贏得了市場, 也為客戶創(chuàng)造了更多的價值, 更符合了行業(yè)的發(fā)展趨勢。

節(jié)約能源不僅對用戶具有很大的經(jīng)濟效益, 而且有利于保護地球資源, 有利于人類社會的可持續(xù)發(fā)展。節(jié)約能源與減少污染又是密切相關(guān)的。下面提出幾點建議：

一、環(huán)保型材料的選用

（一）盡量采用能再生利用的材料和資源在各系統(tǒng)及部件設(shè)計中所選用的材料盡量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用過程中對環(huán)境無害的材料，特別是結(jié)構(gòu)件的設(shè)計應(yīng)盡可能采用比較容易裝配和分解的大模塊化結(jié)構(gòu)和無毒材料，提高工程機械材料的再生率。

（二）長壽命、低能耗及減輕重量的設(shè)計原通常來說，延長產(chǎn)品壽命就等于減少了機械的生產(chǎn)量和降低其報廢量，降低產(chǎn)品能耗可減少對環(huán)境的污染，而減輕產(chǎn)品重量即可減少材料和資源的消耗。要從減少環(huán)境負荷的角度盡可以考慮各系列產(chǎn)品同類零部件的互換性和通用性。為此應(yīng)在保持主機各項性能參數(shù)前提下，盡量減少主機和附屬作業(yè)裝置或機具的體積和重量，提高動力傳動系統(tǒng)零部件的強度和耐久性能，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的輕量化和高效率。

（三）盡量采用低環(huán)境負荷材料。工程機械零部件設(shè)計中應(yīng)盡可能不使用氟利昂(空調(diào))、含氯橡膠、樹脂及石棉等有害材料。如裝載機駕駛室和內(nèi)飾上使用難以自然分解且對環(huán)境有害的工程塑料及其它一些非金屬材料都加重了資源浪費和環(huán)境污染；在儀表、散熱器及蓄能電池等采購生產(chǎn)中，應(yīng)盡可能減少或替代鉛的使用量。因此在主機設(shè)計中一些附屬零部件選用新型環(huán)保型材料很重要。

（四）廢棄零部件處理的污染最小化及綜合成本最優(yōu)化。

工程機械產(chǎn)品在設(shè)計初始階段就要考慮報廢件處理簡單、費用低和污染小，零部件要解體方便、破碎容易，能焚燒處理或可作為燃料回收。

二、環(huán)保型機械產(chǎn)品的設(shè)計趨勢

（一）選用低公害發(fā)動機

發(fā)動機是工程機械所有系統(tǒng)中對環(huán)境影響最大的部件，采用低油耗、低排放、低噪聲、高效率的環(huán)保型水冷增壓柴油機能大大降低對環(huán)境的負荷。目前歐美發(fā)達國家正在通過采用一系列新的技術(shù)手段、措施或應(yīng)用新型的環(huán)保燃料來進一步降低排放、噪聲等，努力適應(yīng)第三次排放法規(guī)要求。

（二）尾氣的治理

1、現(xiàn)動機多數(shù)采取安裝三元催化轉(zhuǎn)換器。它是一種通過催給反應(yīng), 能同時把發(fā)動機尾氣中的污染物一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的裝置。一般裝在發(fā)動機和消聲器之間的排氣管上。

2、對于無增壓中冷的發(fā)動機, 可采用排氣濾清器來改善尾氣排放。例如采用陶瓷泡沫體和壁流式陶瓷蜂窩體的排氣濾清器, 或基于靜電式微粒捕捉原理的排氣濾清器, 對于捕捉廢氣中的碳微粒有良好效果; 采用沸石為吸附劑的排氣濾清器, 對于吸收廢氣中的HC 化合物有良好效果。

3、此外, 在柴油中加入消煙添加劑, 不使用含有重柴油成分的劣質(zhì)柴油燃料, 都是提高燃燒效率, 降低排污的有效措施。

4、另一種方法就是適當(dāng)限制發(fā)動機的最大功率輸出。

（三）降低整機振動與噪聲

減振與降噪應(yīng)該是產(chǎn)品設(shè)計中最需關(guān)注的焦點問題。例如在裝載機設(shè)計中，動力裝置采用雙向減振懸掛系統(tǒng)就能克服整機動力傳動系統(tǒng)與車架之間的共振、噪聲及對動力系統(tǒng)的疲勞破壞；后橋設(shè)計成中心擺動結(jié)構(gòu)能使后橋擺動中心與動力輸入中心重合，很好地減少附加力矩對傳動系統(tǒng)不停沖擊所產(chǎn)生的振動與噪音，避免在崎嶇不平道路上整機各部件相互沖擊所產(chǎn)生的噪聲。除選擇低噪聲的發(fā)動機外，主機的結(jié)構(gòu)布置或系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計也可以進行某些針對性的改進。如冷卻風(fēng)扇可不再由發(fā)動機直接驅(qū)動，而可單獨由液壓馬達帶動，這便于將風(fēng)扇與發(fā)動機隔開并將整個發(fā)動機密封起來，從而使噪聲不能通過風(fēng)扇出風(fēng)口傳到外部，降低噪聲對環(huán)境的影響；通過優(yōu)化液壓管路排列來降低液壓油泵振動、閥節(jié)流和油管振動產(chǎn)生的噪聲；可在機罩等覆蓋件處設(shè)計粘貼吸音隔音材料；可設(shè)計全密封整體式駕駛室，密封減震，隔音降噪，真正體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計宗旨。

三、降低發(fā)動機和整機熱污染的措施

全世界數(shù)量巨大的各型熱機所產(chǎn)生的熱污染是惡化地球生態(tài)環(huán)境和氣候的另一重要因素。它所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)導(dǎo)致了冰川熔化、海平面升高、氣候變異以及干旱和洪水的頻繁發(fā)生。

施工機械的動力機、液壓回路以及某些執(zhí)行機構(gòu)等都是熱源。因此降低施工機械的熱污染也是不可忽視的一個問題。目前所能做到的, 如在發(fā)動機的選擇上, 應(yīng)盡量選用能量轉(zhuǎn)換率高熱耗小的發(fā)動機; 柴油機熱效率為30% ~ 40% , 汽油機為20% ~ 30% 。在機械運動部件設(shè)計中(特別是高速運動部件), 應(yīng)盡量減小磨擦并加強, 在液壓回路的設(shè)計中應(yīng)盡量減小管道流通阻力以減小熱量的產(chǎn)生。但最根本的改進還須等待新型的動力機問世來取代目前的熱機。

四、降低施工機械噪聲的措施

施工機械產(chǎn)生的噪聲可分為動力機噪聲(發(fā)動機、電機、油泵等)和傳動、執(zhí)行機構(gòu)的噪聲。下面分別介紹幾種噪聲控制措施。

（一）隔聲降噪技術(shù): 隔聲降噪技術(shù)主要是采用隔聲罩將聲源與外界隔離。隔聲罩內(nèi)一般襯有阻尼層或阻尼涂料以增強隔聲效果。對于熱機, 為滿足散熱通風(fēng)的需要, 必須要有進氣口或排氣口, 此時需在進氣口和排氣口上裝置消聲器以保持隔聲效果。采用這種方式一般可降噪15-30dB。

（二）吸聲降噪技術(shù): 吸收衰減聲波能量的技術(shù)。吸聲材料一般為多孔吸聲材料。多孔材料中90% 是細微的互相連通的空腔, 這些微腔對振動著的空氣分子產(chǎn)生粘滯阻力和摩擦作用, 分子的振動動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏孤暷芩p。

（三）聲波對消技術(shù): 采用聲波對消技術(shù)的消聲系統(tǒng)是由一組聲波探測器、信息處理器和聲波合成器組成。探測器將感受到的噪聲強弱、方向等數(shù)據(jù)送到信息處理器, 信息處理器經(jīng)過分析后指令聲波合成器產(chǎn)生與噪聲波振幅相同、振動方向相反的聲波信號, 將噪聲對消掉。這種技術(shù)已在英國的空調(diào)系統(tǒng)降噪中得以應(yīng)用, 可獲得10 dB左右的降噪效果。

五、結(jié)語

篇9

分析人士指出，隨著行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，作為國內(nèi)重卡發(fā)動機生產(chǎn)的龍頭，濰柴動力在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)具有壟斷地位，同時也形成了一定的行業(yè)壁壘，想進入者的門檻已經(jīng)提高。因此，濰柴動力的優(yōu)勢毋庸置疑，與此同時，公司未來幾年的穩(wěn)定增長仍會持續(xù)。

重卡發(fā)動機龍頭地位難動搖

“價格基本上就是他們說了算，由于濰柴在重卡發(fā)動機的龍頭地位，因此有很強的定價能力。”2月16日，中投證券分析師鄧學(xué)向記者表示，在重型卡車的迅速發(fā)展時期，濰柴動力是受益最明顯的公司。

“過半以上發(fā)動機都要到他們那里拿貨。”鄧學(xué)分析師說，隨著需求旺盛，2010年上半年，濰柴動力甚至出現(xiàn)了產(chǎn)能緊張。在重卡發(fā)動機方面的龍頭地位，使得濰柴動力不用擔(dān)心銷售。

光大證券分析師于特認(rèn)為，2010 年公司銷售各種發(fā)動機55-60萬臺，其中重卡發(fā)動機40 萬臺左右，市場占有率近40%；5 噸以上裝載機發(fā)動機十幾萬臺，市場占有率超過80%；大客車發(fā)動機4 萬臺左右，市場占有率達50%。濰柴動力在發(fā)動機領(lǐng)域的龍頭地位不可動搖。

近年來，隨著中國的消費升級，重卡仍將快速發(fā)展。鄧學(xué)分析師認(rèn)為，消費帶動了物流需求，卡車由于有輕便和靈活的特點，還是很重要的物流工具。

東方證券汽車行業(yè)分析師秦緒文表示，從公路貨運類重卡需求看，隨著國家治理超載力度的逐步加強，運輸戶將有動力通過更換大馬力、大噸位的重卡產(chǎn)品以實現(xiàn)運輸效率的提升，實現(xiàn)更多的經(jīng)濟效益。這將帶動重卡產(chǎn)品銷售結(jié)構(gòu)上移，行業(yè)增長模式以粗放式的數(shù)量擴張為主開始進入內(nèi)涵式增長的階段。

而濰柴動力的大馬力發(fā)動機、更多擋位變速箱組成的動力總成較好地迎合了公路貨運行業(yè)的新需求，具有領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢與先發(fā)優(yōu)勢，將明顯受益于重卡行業(yè)技術(shù)升級的過程。

隨著濰柴動力在發(fā)動機領(lǐng)域的壟斷地位形成，同時也形成了一定的行業(yè)壁壘，后進入市場者很難與濰柴動力相抗衡。盡管近幾年競爭對手逐漸增多，但公司已經(jīng)占據(jù)了絕對的領(lǐng)先地位與規(guī)模優(yōu)勢，加上產(chǎn)品具有明顯的價格優(yōu)勢與使用經(jīng)濟性，擁有最完善的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，秦緒文表示，重卡發(fā)動機的龍頭地位在未來很長一段時間內(nèi)無法被撼動。而隨著12升發(fā)動機、12 檔/16 擋變速箱銷量比重的進一步提高，公司在重卡產(chǎn)業(yè)鏈中的地位及盈利水平將進一步提升。

工程機械發(fā)動機成為新動力

“不僅僅是重卡發(fā)動機，工程機械一塊也有比較好的增長?！?月15日，濰柴動力有關(guān)人士向記者如是表示。

事實上，公司工程機械類發(fā)動機占總銷量的比重超過20%，主要下游產(chǎn)品為5噸裝載機，市場份額達到80%左右。由于需求旺盛，在2010年上半年，甚至出現(xiàn)要不到貨的現(xiàn)象。與此同時，2010年上半年由于產(chǎn)能緊張，公司工程機械類發(fā)動機的市場份額有所下滑至73.2%，不過公司目前已通過技術(shù)改造、工藝規(guī)劃等多種措施提升產(chǎn)能，有望能滿足未來1-2年的生產(chǎn)需求。

東方證券秦緒文分析師認(rèn)為，2011年1000 萬套保障房的開工將很大程度彌補商品房投資的下滑，水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資及區(qū)域振興規(guī)劃帶來的基建投資將逐步落實，預(yù)計工程機械下游需求增長仍將維持在15%以上，產(chǎn)能問題的解決將有助于公司抓住下游旺盛的機會，工程機械類發(fā)動機銷量比重將進一步提升，為公司業(yè)績提供顯著支撐。

與此同時，濰柴動力的產(chǎn)品線將進一步擴充。公司目前產(chǎn)品主要集中在 8-12 升發(fā)動機，未來將開發(fā)5-7升市場，主要配置中小挖掘機市場和中小客車市場目前已經(jīng)進入主要客戶進行試用。

市場認(rèn)為，中小功率發(fā)動機的的盈利能力相對較低，但可以為公司規(guī)避市場風(fēng)險，進一步大幅提升產(chǎn)銷規(guī)模，降低公司原材料的采購成本，提升公司的盈利總量。

中金公司認(rèn)為，濰柴動力的現(xiàn)有業(yè)務(wù)優(yōu)勢支撐多元化發(fā)展，中長期發(fā)展值得期待。往后看，公司現(xiàn)有重卡發(fā)動機業(yè)務(wù)能提供強有力的現(xiàn)金流支持，同時管理能力處于行業(yè)領(lǐng)先，其向工程機械發(fā)動機、船用發(fā)動機等領(lǐng)域的多元化以及出口有望取得成功，中長期發(fā)展值得期待。

業(yè)績增長有保證

2月16日，中國重汽（000951.SZ）公布1月份產(chǎn)銷報告。重型卡車產(chǎn)量同比增加10.70%，銷量則同比增長73.83%，超出預(yù)期。在此消息刺激下，當(dāng)日中國重汽大漲7.87%。

在重卡銷量大幅上漲，下游需求旺盛的情況下，生產(chǎn)重卡發(fā)動機的主要廠商濰柴動力的產(chǎn)銷也將大幅上漲。鄧學(xué)分析師認(rèn)為，重卡發(fā)動機行業(yè)的庫存一般很小，一般是一個月一定，基本上是“以銷定產(chǎn)”，因此，濰柴動力的產(chǎn)銷也將超出預(yù)期增長。市場分析認(rèn)為，1月份，在下游需求較旺以及企業(yè)和經(jīng)銷商補庫存雙重拉動下，重卡產(chǎn)銷均同比明顯增長，銷售旺季提前到來。公司憑借較高的議價能力和盈利能力，將成為重卡產(chǎn)銷超預(yù)期的最大受益者。2月16日，濰柴動力的股價同樣大漲4.78%。

2月16日，濰柴動力有關(guān)人士向記者證實1月份的產(chǎn)銷確實比較好，不過，他以年報即將公布為由，不方便透露更多的信息。

而在之前公布2010年公司業(yè)績預(yù)報中，濰柴動力的業(yè)績同向大幅上升。歸屬于上市公司股東的凈利潤增長達75%-105%。業(yè)績大幅增長的主要原因是市場需求量攀升，從而帶動公司主營產(chǎn)品業(yè)績同步大幅提升。

未來幾年，公司仍將受益于市場需求量的攀升。而隨著產(chǎn)量的擴張，濰柴動力的利潤增速將超過主營收入增長的速度。

篇10

Abstract: the JD4110 type diesel engine independently developed mainly for balance vibration, low fuel consumption, low noise, low emissions, reliability, design, new structure, new materials, new processes, improved power and torque, through the strengtheningtest, and better indicators.

Keywords: design, development, structure, direct injection, diesel engine

中圖分類號：S611文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

1、概述

根據(jù)近幾年來大中型拖拉機市場需求的發(fā)展情況，已呈現(xiàn)蒸蒸日上的局面，總量大幅增長，每年以70～80%的速度在遞增，已突破10萬臺大關(guān)，隨著國家對農(nóng)業(yè)扶持力度的加大，農(nóng)民負擔(dān)日益減輕。在農(nóng)機購買方面又給予了補貼的優(yōu)惠政策，進一步推動了農(nóng)業(yè)機械的旺銷，此外為了提高農(nóng)田作業(yè)效率，一些地方政府出臺了整合土地資源，提高種植規(guī)模的政策，使農(nóng)田作業(yè)規(guī)模增大，農(nóng)民需要大型拖拉機來進行深耕等農(nóng)田作業(yè)，有力地推動了大中拖市場的發(fā)展。

JD4110型柴油機適合于大中型拖拉機對動力的需求，當(dāng)前市場中主要有洛拖的4105和玉柴的4118機型與大中拖配套，本公司研制的這一檔機型是70型以上拖拉機配套的優(yōu)良動力，該機型是有較大的市場空間的，而且該機型經(jīng)適當(dāng)變型，還可作為其他方面如工程機械、發(fā)電、固定動力等的配套之用，為本公司多缸機的發(fā)展提供了一個新的品種。

2、設(shè)計原則

2—1、JD4110型柴油機必須具有良好的經(jīng)濟性、動力性、可靠性，在同類產(chǎn)品中處先進水平。

2—2、設(shè)計中盡可能采用成熟技術(shù)，優(yōu)選成熟的配附件，采用新工藝、新材料、新技術(shù)，力求有創(chuàng)新性。同時考慮有合適的性價比，價格上要有競爭力。

2—3、設(shè)計中以配拖拉機為主，同時也可經(jīng)適當(dāng)變型作為工程機械，、發(fā)電、甚至車用配套動力。

2—4、設(shè)計中留有發(fā)展余地，在采用自然吸氣基礎(chǔ)上留有增壓及增壓中冷的余地。

2—5、以110缸徑和125沖程為基礎(chǔ)，留有發(fā)展為108、113、115、118缸徑及改變沖程的技術(shù)儲備，并可發(fā)展成為2、3、4、6缸系列機型的可能性。

2—6、排放、噪聲等要滿足國家法規(guī)的相關(guān)要求。

3、柴油機的概要和主要技術(shù)規(guī)格

JD4110型柴油機的開發(fā)主要以大中馬力拖拉機為配套對象，同時兼配做工程機械及農(nóng)用機具配套動力。在整機設(shè)計上重視駕駛員乘座舒適性與低排放的“人與地球和諧”的環(huán)保型柴油機。

JD4110柴油機主要技術(shù)參數(shù)

4、技術(shù)重點

1、高開啟壓力無壓力室傘噴式P型噴油器和高供油速率PL型噴油泵；

2、外接水循環(huán)熱平衡模塊式機油冷卻器；

3、大平臺倒M型高渦流保持率燃燒室，中凸變橢圓熱流型抗咬合式活塞；

4、高效能、低沖擊高次方型線凸輪軸；

5、前端雙液壓泵、氣泵聯(lián)動型傳動機構(gòu)；

6、高龍門式、曲面結(jié)構(gòu)、高剛性低頻振動抗振氣缸體。

5、主要結(jié)構(gòu)設(shè)計簡介

5—1、氣缸體和氣缸套

采用高龍門式結(jié)構(gòu)，框架式結(jié)構(gòu)，曲面機體取消了前端的翻邊，缸徑φ110、行程125、缸心距140，龍門高度85。留有安裝模塊式機油冷卻器的接口和進出水道以及機油的進出油道，并預(yù)留有安裝冷卻活塞的平臺，合理地布置了加強筋，既減輕重量又使整個機體有足夠的剛度，防止工作中產(chǎn)生變形。

氣缸套材料采用貝氏體合金鑄鐵，提高了氣缸套的剛度；改善缸套支撐，減少缸套變形；采用缸套平面網(wǎng)紋珩磨工藝，降低氣缸套阻撓度，減小了缸套早期磨損。

5—2、氣缸蓋部件

整體式結(jié)構(gòu)，采用螺旋進氣道口，通過性能試驗選擇合適的渦流比，盡可能提高流量系數(shù)，以提高充氣效率；采用特殊曲面形狀的氣門座圈，有利于增強充氣渦流，減小進氣阻力；氣門桿外增加閥桿油封，減小機油耗；減少氣門下沉量，縮小氣缸墊整邊尺寸，減小有害容積。材料為HT250加銅鉻。

5—3、曲柄連桿機構(gòu)

曲軸采用中空型連桿軸頸氮化球鐵，軸頸表面氮化等強化工藝；增大主軸頸、連桿頸圓角，提高了曲軸疲勞強度和耐磨性能，提高了曲軸的可靠性和使用壽命?；钊B桿輕量化設(shè)計，活塞頂距燃燒室中心設(shè)計盡量向氣缸中心靠近；活塞設(shè)計縮口微渦流燃燒室。第一道活塞環(huán)設(shè)計為楔形桶面鍍鉻環(huán)，以提高抗粘結(jié)能力；第二道環(huán)為正扭曲環(huán)；第三道為螺旋撐簧油環(huán)，并減少刮油刃寬度?；钊N設(shè)計短式結(jié)構(gòu)，承載彎矩能力大運動質(zhì)量輕。

5—4、摩擦和機械效率

設(shè)計窄系列主軸瓦、連桿瓦，減少摩擦損失，材料采用高強度合金材料，有效增加了可靠性。中間軸襯套、凸輪軸襯套材料采用20高錫鋁合金，解決了襯套磨損的故障。采用鋁錫活塞，并通過有效控制軸與孔的配合間隙保持轉(zhuǎn)動靈活性，大大提高了機械效率，經(jīng)樣機測定機械效率達到78%。

5-5、燃油系統(tǒng)

在匹配噴油泵和噴油器時，我們進行了大量的匹配試驗，最后確定該機型采用高供油速率的4PL噴油泵，噴油器選用無壓力室傘噴式P型噴油器6×0.23mm，試驗結(jié)果表明，該匹配具有良好的轉(zhuǎn)矩走向和低速小煙度的優(yōu)點。

5-6、低振動低噪聲

a、設(shè)計輕量的連桿，比老95連桿輕500g，同一機組各連桿總成重量不相差8g，同一機組活塞連桿組重量相差不超過10g,曲軸動平衡不平衡力矩小于20g.cm；曲軸飛輪組合進行動平衡調(diào)試，其不平衡力矩取得較小為45 g.cm。

b、通過采用高效螺旋進氣系統(tǒng)，最佳的噴油正時，減小了燃燒噪聲。

c、通過采用小模數(shù)剃齒高精度齒輪及其特殊結(jié)構(gòu)齒輪室蓋，減小了齒輪機構(gòu)的傳動噪聲。

d、優(yōu)化設(shè)計復(fù)合型氣缸蓋罩，有效降低了氣缸蓋罩部件的噪聲。

e、優(yōu)化設(shè)計特殊復(fù)式排氣歧管及其復(fù)合排氣歧管罩，減小了排氣干擾，從而降低了排氣阻力和噪聲。

5-7、良好的低溫起動性能

a、在氣缸燃燒室中安裝電熱塞，提供了一個高溫點火源，使混合氣迅速著火。

b、為一些特殊用戶設(shè)計冷卻水加熱器，經(jīng)加熱后的冷卻水流過機體全身，提高氣缸體的溫度，同時降低了缸套對活塞的摩擦，加熱了燃燒室，使燃燒充分。

c、鑒于一些寒冷地區(qū)用戶經(jīng)常在-25℃低溫環(huán)境下戶外作業(yè)，開發(fā)了寒區(qū)型低溫起動系統(tǒng)，為用戶提供了極大的選裝余地。

d、采用了3kW行星減速起動電機，在保證可燃性前提下能使柴油機順利、快速起動。