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盘点2014年工程机械行业十大技术趋势_0

未知 2019-06-04 11:29

  中国工程机械行业产品范围主要从通用设备制造专业和专用设备制造业大类中分列出来。1979年由国家计委和第一机械工业部对中国工程机械行业发展编制了七五发展规划,产品范围涵盖了工程机械大行业18大类产品,并在七五发展规划后的历次国家机械工业行业规划都确认了工程机械这18大类产品,其产品范围一直延续至今。

  这18大类产品,包括挖掘机械,铲土运输机械,工程起重机械,工业车辆,压实机械,桩工机械,混凝土机械,钢筋及预应力机械,装修机械,凿岩机械,气动工具,铁路路线机械,军用工程机械,电梯与扶梯,工程机械专用零部件等。

  20世纪80年代到现在,工程机械从技术已从成熟期走向现代化时期,其综合技术水平跃上了一个新的台阶。这使人们看到了一个全新的工程机械行业,新的工程机械产品工作效率、作业质量、环境保护、操作性能及自动化程度诸方面都是以往不可比拟的,并且正在向着智能化和机器人化方向迈进。这里我们特意为您盘点工程机械行业十大技术趋势,让我们一起聆听工程机械发展的脉搏声。

  1、升级换代速度加快。随着现代高新技术的发展,世界工程机械产品的技术发展和创新更加迅速,更新换代的周期越来越短,产品族群得以拓展,产品系列日臻完善,美、欧、日各大公司都已相继推出了第二代、第三代直到第五代工程机械新产品。

  2、环境保护要求日益提高。为了人类社会和经济的可持续发展,世界公众对环境保护提出了越来越严格的要求,工程机械有无良好的环保性能将成为参与国际市场竞争的重要指标之一,现已成了许多工业发达国家的市场准入证。所以美欧日各国都竟相研制对人和环境都友好的工程机械。

  随着工程机械市场规模的日益扩大,以及信息技术等相关技术的发展,工程机械行业在中国市场的发展形势可谓如火如荼。在行业整体向绿色、智能转型的同时,节能减排、绿色环保已经渗入到整个行业的发展中。

  现阶段国内少数企业在节能减排上虽小有成就,但是仍然处于起步阶段。节油与减排是工程机械环保方向上的两大重点与难点,节能减排已经上升为一个世界性话题,企业无法回避这个趋势,只有紧跟趋势进行发展才是明智的选择。作为我国战略性支柱产业和排放大户,工程机械在十二五期间的任务之重可想而知,利用环保因素缩小国内外企业在工程机械行业的差距未尝不是一条捷径。

  在国内制造业节能、环保、高效生产的倡导下,越来越多的工程机械制造商们已经将目光锁定在绿色、智能两大关键词上。以三一为代表的部分品牌企业已经在为节能环保品牌效应造势,节能效应比环保效应更优先考虑的原因在于其现在已经能够创造经济价值,而环保因素目前仅能创造社会效益,但随着时间的推移,环保因素占据的比例将会日益增大。

  3、小型与大型规格同发展。大中型工程机械仍然是全球施工机械的主流,年销售量达700亿美元左右,但工程机械向着小型化和大型化两端延伸的趋势是很明显的美欧日各国是工程机械的主要消费市场,其大规模基础设施建设工程日渐减少,而修缮保护及城市小型工程项目却在增多,为了节省较高的人力费用,提高工作效率,各种小型、微型工程机械相继问世。这些机械设备可以在狭窄地段进行施工作业,或在家庭住宅及小型工程项目中得到应用。

  大型工程机械制造技术复杂,制造难度大,生产批量小,价值大,经营风险大,在国家十五规划出台前,很多工程机械企业都不敢涉足。因为国家大型基础设施,石化、冶金、电力等建设项目需要,国家十一五规划中确立了着力研发国家急需的大型施工机械装备的发展目标。

  目前,超大型挖掘机为了获得最大装载能力,大部分采用的是大容量正铲斗。随着液压挖掘机技术的发展,超大型反铲液压挖掘机开发与市场需求增加引起了行业的关注。

工程机械十大趋势

  随着工程机械制造水平的大大提高,极大地促进了大型工程机械产品的快速发展。经过多年的发展,我国工程机械产品从无到有,已形成规模生产,挖掘机的产量大大增加。在国家一系列产业政策和财政政策的扶持下,一批重点骨干企业目前已能制造国际市场上常见的26种工程机械,其质量不输于外国产品。其中,大型履带起重机、全路面起重机、大型推土机、大型混凝土泵车、摊铺机等产品销往世界各地。

  4、个性化和多功能并存。工程类别、材料、规模的发展及施工环境的不同,对工程机械提出了个性化与多功能的要求,而现代设计技术与柔性制造技术的发展又为产品个性化与多功能的实现创造了条件。个性化产品是为适应于某一种特定工况而出现的,一机多用是工程机械发展的另一个方向,这无疑会提高设备的利用率。

  目前,中国工程机械行业经过几十年的发展已初具规模,技术也日趋成熟,为开发以拖拉机为底盘的农用多功能工程机械创造了条件。所以,开发生产这种产品,既具备了主观条件,又具备了客观条件,有着广阔的市场。

  用机械替代人工作业是一个国家工业化进程中出现的必然现象,国内近两年工程机械市场的需求增量与工程增量相比还有一个速度差,这就是不断有一部分原来由人工所做的工作现在需要由机械来替代,这种替代受人工成本上升以及作业效率及质量要求的不断提高所驱动,所以这种替代首先反映在人工成本相对上升较快的经济发达地区和作业量大、作业频繁、质量要求相对较高的大工程中,而这些条件却都是国内多用途工程机械未来需求所在。

工程机械十大趋势

  据业内人士预测,未来几年仍是我国整个工程机械,包括多功能工程机械的旺销时期。市场对多功能工程机械的需要量将远远大于对一般挖掘机、装载机和其他单功能工程机械的需要量。

  5、作业原理创新与突破,工程机械的作业原理包括对土石方的切割、破碎、回填,对土工材料的筛分、混合与加热、对混合料的摊铺、找平与压实等。这些作业的理论原先是以仿生学与牛顿力学为基础的,而近现代科学的发展为工程机械作业原理的新奠定了基础。例如机械振动、脉冲、射流、光电效应及热物理学的应用,为工程机械实现节省资源,改善工程质量,提高生产效率、工作可靠性、驾驶舒适性与自动化程度创造了条件。

  机械工业的智能化不仅可减少人类的体力劳动,而且更重要的是可替代人类的脑力劳动,从而实现脑力劳动的机械化、自动化。智能化工程机械和机群智能化施工是工程机械的未来发展方向,具有巨大的市场空间与广泛的行业需求。

  岩石时搬运困难。当进行挖掘或装卸作业时,其作业环境随时都在变化。即这些作业不仅没有达到事前定型化的作业循环,而且在作业过程中还需要频繁变更作业前制定的作业计划。就是说,智能建设机器人一旦开始作业,要用另外的传感器掌握作业的进行情况,碰到硬岩石或者因外部干扰而不能跟踪目标轨道时,要求以知识库为基础,自律进行一系列的动作来变更作业计划。

  智能化工程机械涉及机、电、液、声、光和化学等学科,以计算机技术、控制技术、微电子技术、传感器技术等为基础,将多种技术组合起来进行机械内部的信息处理。智能化工程机械是智能机器人的一类,目前还正处于探索阶段,预计在未来将具有广阔的前景。

  6,液压传动。在20世纪60年代开始应用到压路机上,只十多年的时间就得到了推广和普及。现存压路机的行走、振动、转向及制动等系统已实现了全液压传动。液压传动大大简化了压路机传动与操纵系统的设计,液压传动平稳操纵方便省力、容易实现无级调速和自动控制,从总体上提高了压路机的生产效率与压实质量。

  采用何种传动方式,如何更好地满足各种工程机械行走驱动的需要,一直是工程机械行业所要面对的课题。工程机械行走系统最初主要采用机械传动和液力机械传动(全液压挖掘机除外)方式。现在,液压和电力传动的传动方式也出现在工程机械行走驱动装置中,充分表明了科学技术发展对这一领域的巨大推动作用。

  与机械传动相比。液压传动更容易实现其运动参数(流量)和动力参数(压力)的控制,而液压传动较之液力传动具有良好的低速负荷特性。液压传动广泛应用于大中型铲土运土机械、起重运输机械领域和汽车、坦克等高速车辆中。但其特性匹配及布局方式受限制,变矩范围较小,动力制动能力差,不适合用于要求速度稳定的场合。

工程机械十大趋势

  近年来,液压技术迅速发展,液压元件日臻完善,使得液压传动在工程机械传动系统中的应用突飞猛进,液压传动所具有的优势也日渐凸现。可以相信,随着液压技术与微电子技术、计算机控制技术以及传感技术的紧密结合,液压传动技术必将在工程机械行走驱动系统的发展中发挥出越来越重要的作用。

  7、人机工程原理受到重视20世纪80年代以来,世界上许多大的工程机械制造公司都投入很大的人力和资金对现代设计方法学进行研究和应用人机工程学倡导以人为本的设计思想,注重机器与人的相互协调。电子技术在工程机械上的应用大大化简了司机的操作程序和提高了机器的技术性能。利用电子控制可以自动选择机器的作业模式;利用电子监测可以及时发现和排除机器系统的故障;利用电子传感器经微电脑处理可以自动检测机器的作业质量。

  人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关科学知识,研究组成人机系统的机器和人的相互关系,以提高整个系统功效的新兴边缘科学,是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科机械系统人机界面几何位置关系是设计人机系统不可回避的问题之一,多年来一直未能得到很好的解决,而关于机械系统人机界面舒适性的研究更是少有问津。

  人机工程研究人与机器、设施、工装工具、环境等多因素间的关系,使得工厂在设计规划阶段就要充分考虑到人这一最重要的因素,从而降低员工的疲劳强度,使员工在舒适的工作环境中高效开展生产活动。同时对现场管理提出系统性改善要求,改变传统的管理习惯,充分提高工效。

工程机械十大趋势

  工程机械驾驶人员的工作环境一直非常恶劣,设计改善工程机械驾驶室,使其符合人机工程学,能够在有效提高工作效率的同时,提高操作的安全性,提升操作者工作舒适度,降低机械的人为损伤等。国内大部分研究仅仅停留在主观评价阶段,笔者想通过挖掘机的操纵杆人机工程学实验,提供一种工程机械驾驶人机研究实验设计方法,利用实验数据分析说明哪种操纵杆设计更加合理。

  8、工业设计理念贯穿于产品设计中。工业设计是工业产品的造型设计,也称产品的艺术造型。工程机械的造型设计可以使机器的形态与其结构、功能及使用要求相统一,并与人的生理及心理相协调。这种造型设计应包括各部的比例得当、形体流畅、色彩协调、仪表布置美观,以及便于直观操作和有醒目的商标符号等。目前世界各大公司都非常重视产品的工业设计以至出现了专门的研究和设计机构。

  产品设计是零部件面漆化的基础。众所周知,我国的工程机械产品由于技术原因,普遍存在配焊、试车力度大等,易对漆膜造成严重破坏,所以,完善的产品设计至关重要。

  目前,我国的许多工程机械产品都不同程度的存在装配配焊问题,配焊的存在会将配焊周围的漆膜烧坏,造成漆膜的严重破坏,因此,在做零部件面漆化项目时,产品设计必须做系统改进,尽可能的避免装配过程中的配焊现象的存在。实在无法避免的,也要将配焊部位尽量挪到不重要的部位和表面。

  我国的许多工程机械产品的可吊装性、可装配性较差,而装配性差就容易造成装配过程中漆膜的破坏。因此,在产品设计时,务必要考虑到工件的易吊装性、易装配性,相对于配焊问题和整机调试问题,吊装性、可装配性解决起来相对较易,因此,设计时这些问题必须避免。

  9、模块化设计与虚拟化制造。模块化设计包括了以往所说的部件化通用化及设计过程中的软件模块化。设计软件的模块化可以使各个不同的系统或部件在计算机上进行拼装和改变参数,从而大大加快了新产品的设计开发进度。信息技术与全球经济体化,为机器制造业的虚拟化制造创立了条件。在工程机械的各大跨国公司中,一个明显的趋势是制造商集中力量做好开发研究和设备组装,不再制造零部件,而把它推给零部件供应商。产品主机制造商与零部件供应商及科研开发机构相互协作,发挥各方的主创精神,共同研制和生产适销对路的产品。

  工程机械行业未来一定是以数字化、网络化、智能化制造为核心,以此推动产品创新、制造技术创新、生产甚至是商业模式的创新,因此我们要加速信息化进程,提高创新设计能力,延伸制造业产业链,提高产业附加值。

工程机械十大趋势

  在制约当前工程机械发展的关键技术方面,比如,轻量化模块化设计技术、高性能机电传动技术、机电液对象建模技术、物联网技术、高可靠液压传动技术、流体节能技术、智能制造技术、产品可靠性试验测试技术等,需要举全行业之力,以全球化的视野,整合各种优良的科技资源,提高自主创新能力。

  通过全新的模块化设计、制造以及不同模块之间的柔性化组合,实现功能多样化,传统意义上的工程机械产品种类划分将受到挑战。未来同一产品由单一功能向多功能化、柔性化方向发展。

  10、机电信一体与智能化进程。现代化的工程机械应该赋予人性化和灵性。有灵性的工程机械是有思维头脑(微电脑)感觉器官(传感器)、神经网络(电子传输)、五脏六腑(动力与)及手足骨骼(工作机构与行走装置)的机电信传动一体化系统。电子技术和传感器与机械装置的结合,实现了工程机械的自动监测和自动控制,即机电信一体化。电子传感器是机电信一体的感觉器官,是机器与其作业对象之间的媒介,以微机为核心的电子技术是机电信一体的大脑和中枢神经,它接受传感器送入的各种信息,在进行运算处理之后对机器的执行部分发出指令。

  机电信一体化在工程机械上的推广应用,主要是为了节省能源、简化操纵程序,提高生产效率、作业质量和机器的工作可靠性,以及满足日益严格的环保要求,最早是德国的Bosch公司、美国的GM公司、Ford公司和日本的电装公司等先后推出了各种电子控制燃油喷射及电子点火系统,随后在工程机械的其它系统中也采用了机电信一体化技术。

工程机械十大趋势

  发动机的电子控制是通过机器负荷传感器与集成化电子系统自动控制其功率输出及实现与液压系统的最佳匹配,从而获得最高的生产效率和最低的燃油消耗。此种系统应用在装载机上,可以使燃油消耗量降低20%,发动机的非工作磨损及技术保养工作量减少,并且能够净化废气排放。故障报警电子控制能使机器在出现故障或超载时立即发出警示,有的还可以在屏幕上显示故障的部位,并提出故障的排除方法。辅助操纵电子控制可以弥补司机的不熟练操作,如机器行走的平稳起步与平稳停车,振动压路机的自动起振、自动停振与自动洒水以及限定机器工作装置的最大负荷,最大回转角度与最大延伸距离等。

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