工程机械轻量化优选九篇

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第1篇

关键词：起重机；轻量化设计；存在的问题

引言：起重机事业的发展已经在我国的国民经济发展中占有一席重要的位置。它的发展水平代表了专业相关人员的聪明才智，同时也彰显了我国建设上的突破性进步，所以我们日后的起重机发展要紧追世界上的轻量化发展脚步。

一、我国起重机轻量化设计实施的积极意义

（一）起重机在国际上的发展形势和积极意义

起重机在国际上的发展形势已经逐渐走向明朗化进程式的发展，在国外的市场上我们很容易就能找到起重机轻量化产品，像西班牙的Linden-Co-mansas；德国的德玛格、斯泰尔、安博；芬兰的科尼；日本的住友、日立、神户制钢、石川岛、韩国半岛；美国高博；法国的法兰泰克等等都是起重机重要的著名制造单位。并且这些单位都注重起重机的结构、电气和机构方面的时代化进步内容，他们都有着共同的目标就是要起重机产品逐步走向美观、节能、轻便、适用等综合发展方向。

（二）起重机轻量化在我国的发展形势和积极意义

随着国际化的起重机发展进程的不断加快，国外方面的进口起重机关于数量上的优势在我国也日益凸显出来，国外的起重机在我国占有广阔的市场，这同时也刺激着我国的起重机事业的发展，我国自主研发的起重机轻量化产品也取得了一定的成果。目前我国政府和国家都已经开始重视起重机的轻量化发展。相继推出了很多重要性的研究课题和政策去进一步支持我国的起重机轻量化事业的发展。

（三）起重机在节能环保方面的积极意义

我国新颁布的《节约能源法》强调了特种设备的节能方面的相关注意问题，而且我国现在已经进入到了低碳时代化的发展新格局中，环保和节能是现阶段的中心话题，所以起重机也要在这方面起到一定的表率作用。起重机中金属机身的质量一般占总重量的一半以上，巨型的起重机会达到百分之九十的比例，所以由此可见我国的起重机轻量化路线可以节省下来的原材料非常巨大，并且这种发展形势会帮助减轻机构本身的负担，有效地解决数目巨大的造价问题。轻量化设计是起重机现如今重要的研究话题和方向，它不仅能节约资源，保护环境，还能提高经济性能[1]。

二、我国起重机轻量化设计的相关内容

1.极限设计方法

极限设计方法就是概率设计方法。它主要产生于二十世纪七十年代，当时国际上的工程化结构设计方法主要倾向于采用概率理论为主要内容的极限设计方法，它的计算结果相对精准，很符合金属的实际工程工作内容，同时也能有效地利用钢材的重要性能，做到有效地节约材料资源。

2.现代技术方法

现代技术的方法上的应用主要集中在它能考虑到机器本身的承受负荷的能力，而且它还会结合钢材的基本性能和材料加以整合。其中结合的技术和方法涉及有起重机动力学、等强度设计、有限元法、灵敏度分析、模糊优化设计和模块化设计，它们都以最大限度减轻机器自重为主要奋斗目标。

3.反求工程方法

现在的其他国家都在积极吸取别国的实际经验和教训，努力设计更加具有强大能力的起重机产品希望在国际舞台上站稳脚跟。反求工程方法就是针对于这种吸收技术的方法的概括。它通过实际操作和有关重要资料进行一定的分析和研究，从而了解参数性能，逐步掌握技术上的关键原理技术，在加以仿制和创新。

三、我国起重机轻量化设计存在的问题

（一）计算设计方面

现在一般计算设计上采用的是许用应力法，这种方法本身简单，但是存在一定的缺点，它无论运用何种金属结构都一律采用统一的安全系数。这种明显的不合理方法需要做进一步改进。如果按照这种方法计算设计的话就会消耗不必要的金属资源，而且安全系数还不能得到有效控制，由于系数的不精确就会给设计人员的计算设计造成一定的精确问题上的困扰，设计人员一般为了机器的安全问题还会预留安全系数，这样直接导致我国的起重机质量过大。

（二）工艺方面

工艺方面起重机主要采用钢板焊接的结构作为构件，生产过程主要以半手工半机械制造，这样就会导致起重机结构笨重，有碍美观性还会延误交货期。

（三）材料方面

材料上一般采用的是高分子材料、型钢、轻合金材料，而且钢材的性能存在参数不全和负偏差，不会进行预处理，直接导致为增强安全性能而加强各种板材材料的直接浪费资源现象。

（四）结构方面

传统的计算设计一般倾向于安全和稳定，所以一般都会浪费大量的经济上的资源也要保证机器的安全和稳定性能，但是这种行为往往就浪费了很多材料资源，而且这样的起重机一般都会比较笨重。

（五）电气和机构方面

制约起重机轻量化发展的原因还有电气和机构方面的问题。传统的系统的工作化效率过低，而且电气控制系统性能水平也不高[2]。

四、我国起重机轻量化设计的有效建议

（一）计算设计方面

针对上述提到的问题和所遇到的困难，我们建议采用极限设计方法去加以改善。这种方法能够得出比较精确的计算结果，而且一般都能符合实际化的要求，充分利用材料的基本性能，做到节约资源。而且它还能结合许用应力法做到具体化和实际化的应用。还有按照“定位精度”考核起重机性能要求，而且适当结合反求工程设计理念和现代设计方法保证工作的精确性和完善性。

（二）工艺方面

建议采用受力构件可以换成槽钢、H型钢、工字钢，焊接手段改为机械手，并且车轮、齿轮和滑轮必须经过热处理，增强硬度性能。

（三）材料方面

建议采用轻合金和轻度较高的钢制材料，节约资源，减轻机器本身重量。同时减轻支撑结构和厂房结构的负荷量，有效地减少成本上的浪费情况。用高强尼龙可以延长机器寿命，相对减少噪声污染[3]。

结束语：我国的起重机发展正在逐步走向轻量化方向，并且已经取得了相关的有关部门的一直认可和支持，我们要积极向国外的先进技术学习，在吸取经验的同时，研究自己的创新型内容，争取赶上世界起重机轻量化的发展的先头部队。

参考文献：

[1]安存胜，马占营，聂福全.起重机齿轮传动装置轻量化技术应用现状及发展趋势[J].机械传动，2015，10：146-150.

第2篇

关键词：协同设计；工程机械设计；应用

1我国工程机械设计的现状

传统的工程机械设计，对经验总结十分重视，在设计中应用经验公式、数学图表、理论等方法。我国工程机械发展时间较晚，与国外相比差异还很大，其以设计引进技术等为依据进行前期发展，设计人员主要负责改进工艺编排以及转化图纸等，没有做到深入的分析整机的深层设计机理。相较于国外，我国工程设计人员没有多元化的专业知识，并且其产品原理和设计思想等都在模仿国外。工程机械这一行业的特点，使得其远远落后于其他产业的技术发展和应用，因此在缺乏改进和创新的前提下，是无法对工程机械制造业进行振兴的，要想发展首先要做的就是对技术、知识进行创新。目前已经有许多工程机械企业开始行动，对更加先进的设计模式进行寻找。在计算机技术等的发展过程中，工程机械设计中应用了很多先进的建模方法、设计方式以及设计思想，进而逐渐将工程的协同设计实现。在部分企业中已经开始应用CSCW、CIMS系统等信息化工程。设计师开始对计算机辅助设计软件进行应用。在不断的发展中，目前设计师们通常都用SolidWorks、AutoCAD等三维设计等建模工具。三维设计能够更加形象直观的展示产品设计，预先演示产品最终的动作以及形态，进而对产品的产出风险进行大幅度降低。除此之外还能够通过计算机辅助以及建模软件对软件接口进行分析，进而对试验费用和产品研发费用进行有效的降低，对开发周期进行缩短，缩短产品市场竞争力提升。

2工程机械设计的CSCD体系

2.1工程机械CSCD体系结构的核心

在过去企业内部为开发工程机械产品的主力军，但随着时代的发展，许多大型企业在开发产品的过程中也要求合作商以及供应商加入其中，将一致的产品信息进行及时获取，并对这些信息进行应用，从而将实时的协同开发展开。其中包括设计思想的交流、远程评审的实现、运动仿真的模拟、检查干涉、模型装配以及产品零件的查阅等。在工程机械设计中对CSCD系统进行应用，其存在的主要问题如下。第一，可靠安全的异地通讯，能够将数据共享和信息交流在不同的工作平台实现，进而将实时协同实现。第二，不同CAE软件下的仿真分析以及不同CAD软件的虚拟装配和数字化建模。从目前我国工程机械设计的情况可以看出，目前主流的方式就是结合式的设计方式。第三，将核心设置为知识管理，对分析案例、修改设计的过程以及重视知识的应用进行强调，进而将专家数据库形成，能够对反复发生同样的修改错误进行预防。第四，将核心认定为过程管理，对人机交互无缝接口以及人与人之间和谐交互进行强调。第五，协同设计可视化。现阶段能够将可视浏览实现的方式包括以下两种，第一种浏览是建立在轻量化数据格式上，其在下载数据文件的时候不会保存到本地，而是直接转化存在于服务器中的数据文件，从而使得浏览的格式变为轻量化格式，从而对浏览的速度以及安全性进行提升，其具有较高的技术难度。

2.2工程机械CSCD中CAD环境中的实时协同

CSCD系统在工程机械设计中，对CAD环境下的实时协同进行支持为其应用价值最高的协同设计方式。目前现代设计人员已经将三维建模软件作为主要的应用工具。但通常情况下CAD平台无法将同步更新和传递消息等设计过程中的功能提供出来，在不同的CAD环境中不同设计者无法将真正的同步实现，必须在库中保存数据的基础上，才能够将其重新打开，随后才能够将更新实现，但是难以改变设计更改滞后的情况。在滞后的时期，会使得一些不曾想到的结果出现，无法预料到变更设计造成的影响。将产品设计在CSCD中进行，更改的信息在CAD环境的实时协同中能够进行及时获取，对设计来说这些信息的十分重要，其能够对整体设计由于滞后而失败的情况进行避免。如果对CSCD中CAD环境下的实施协同设计进行应用，在机架设计上零件工程师进行变更，装配工程师就能够对其反馈进行及时的获取，进而调整装配，防止有错误出现在之后的设计中。将实时协同在CSCD系统的CAD环境中实现，其主要是对协同感知技术进行应用，进而使得设计者对不同工作平台无缝接口技术、网络通讯技术以及图形空间的集成进行共享。在交流数据模型传输的时候，由于三维CAD设计具有非常复杂的数据，并且由于其受到网络带宽以及网络硬件的局限，应该对网络数据流量进行减少，进而将协同实时在设计中进行。在工程机械朝着智能化和系列化的方向进行发展，大型机和小型机也在分别朝着大功率化和多功能化的方向发展。在工程机械中，目前已经在其中应用了高速无线电通信、GPS微波定位以及机载计算等信息技术，成熟机型的设计在不断创新，结构也在不断改进。实时协同设计在CAD的环境中，能够将设计者关于零件结构的意见实现实时交流，进而对最优设计进行获取，从而对整机的性能和外形两个方面的结合进行满足。

3结语

本文就协同设计在工程机械设计中的应用进行了探讨，首先对我国工程机械设计的现状进行了介绍，随后对工程机械设计的CSCD体系进行了分析，并且分析了工程机械CSCD中CAD环境中的实时协同。协同设计在工程机械设计中的应用，能够使得工程机械设计具有更高的设计质量和效率，从而对工业发展起到促进作用。

参考文献

[1]聂勇军,廖启征.多学科优化设计在工程机械产品开发中的应用展望[J].起重运输机械,2011,08:8-11.

[2]詹学文,方立霞,郭自文,王林,孙辉.NX系统工程和协同设计在输送机改向滚筒设计中的应用研究[J].煤矿机械,2013,03:10-12.

[3]金雨,薛涛,冯林,张旭鹏.三维协同设计在荒沟抽水蓄能电站项目中的应用[J].工程建设与设计,2013,10:20-22.

[4]刘满军.计算机支持的协同设计在油田地面安全工程设计中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2011,05:141.

第3篇

关键词： 浮吊； 轻量化设计； 回转支撑； 滑动摩擦材料； Nylatron 703XL； 非线性

中图分类号： TH218；TB115.1文献标志码： B

Abstract： As to the light weight design on a floating crane， the nonmetallic sliding friction material Nylatron 703XL is applied to replace the previous rolling rotary fulcrum. The compression test on a Nylatron 703XL specimen is performed to obtain the material compression performance curve. The compression performance curves present the obvious nonlinear characteristics， which have significant effect on the structural analysis. As to a 2×8 000 t floating crane， Abaqus is used to calculate the mechanical response and its rule of a Nylatron 703XL washer under different conditions. The effect of friction factor on the mechanical behavior of the washer is calculated and analyzed. The results indicate that， Nylatron 703XL has the ability to replace the metal structure and can be used as sliding friction material； its application potential in bearing structures of engineering machinery is enormous.

Key words： floating crane； light weight design； rotary fulcrum； sliding friction material； Nylatron 703XL； nonlinearity

引言

海洋工程的不断发展，促使浮吊朝大型化发展.浮吊的自身质量、起升高度和起升质量大大提高，导致浮吊底部回转支撑的滚子承受载荷极大，造成应力集中，使其很难滚动，给工程使用造成很大困难.浮吊自身质量越大，经济投入就越大，所以大型浮吊的轻量化设计成为未来浮吊产业发展的关键.浮吊的轻量化设计，不仅有对上部臂架结构的优化[1]，还有对底部支撑的优化.底部支撑质量巨大[2]，仅仅靠结构优化难以取得效果.综合以上2方面因素考虑，如果采用低密度材料进行替换，质量会大大降低.高分子材料具有轻量化、耐摩擦和抗腐蚀等优点[3]，如果能用在浮吊的关键部位，是很好的选择.

随着材料技术的发展，高分子材料种类越来越多，力学性能越来越强，并且在某些方面逐渐取代金属的地位.尼龙滑轮作为塔吊配件已经以其独特的优点渐渐代替老旧的金属滑轮，广泛应用于各起重设备中.起重机用的尼龙滑轮一般为MC尼龙[4]，强度比一般尼龙高1.5倍，超过常用工程塑料.起重机吊臂支撑用滑块过去一直都用黄铜制成，改用MC尼龙材料后，使用寿命提高4～5倍.高分子材料具有摩擦因数小、强度高、质量小和抗腐蚀等优点，使得其在吊机行业中的应用前景广泛.

塑料在工业上应用的历史比金属短得多，因此塑料的选择原则、方法和过程基本参照金属的做法.根据塑料的使用和工艺性能特点，结合具体的塑料零件结构设计进行合理选材，尤其应注意工艺和试验结果，综合评价后确定选材方案.本文选取力学性能优良的高分子材料Nylatron 703XL作为滑动摩擦材料，应用于浮吊的回转支撑，替换以往的滚动式回转支撑[5]，见图1.

采用滑动摩擦垫圈结构，使得回转支撑结构简单，质量极大减小，但对材料的力学性能要求较高：首先要有足够的弹性模量和压缩强度以承载，其次需要较好的摩擦性能使上部结构能够自由转动.

由于Nylatron 703XL是一种新型高分子材料，在应用上并不广泛，针对结构的应用也没有相应规范[67]，所以首先需要通过材料试验了解其力学性能，然后融入结构进行力学性能分析.

1摩擦回转支撑结构形式

本结构针对2×8 000 t海上浮吊进行设计，浮吊回转支撑采用双环形滑动摩擦垫片，每个环形垫片上部有滑动导轨与其接触摩擦，导轨上部与浮吊回转底盘焊接而成，见图2.浮吊工况载荷和自重通过上部臂架传递到回转底盘[7]，回转底盘通过滑轨将载荷传递到摩擦垫片，摩擦垫片将载荷作用于回转下支撑.结构具体参数见表1.

1―回转底盘；2―滑轨；3―摩擦垫圈；4―回转下支撑

滑动垫片由内外2个独立的144°弧形组成，外圆环的外径为30 400 mm，内径为29 600 mm；内圆环的外径为28 400 mm，内径为27 600 mm；厚度均为50 mm.摩擦垫片应用在回转支撑结构与吊机支座之间.摩擦材料单元类型采用C3D8R.滑轨和上层钢板采用粘接形式连接，滑轨和摩擦材料采用面面接触形式，采用库仑摩擦模拟滑轨与摩擦材料之间的切向行为.

3.3约束、加载和分析

根据摩擦垫片的环形设计，将滑动摩擦材料底面和两端面进行固定约束.模型建立一个静态分析步和一个动态分析步，静态分析步模拟滑动摩擦垫片承受上部压力过程，动态分析步模拟滑轨与摩擦垫片产生滑动摩擦过程.

载荷有2种：一种是静态分析步中对上部钢板施加的均布载荷，分析摩擦材料承受静态压力的力学行为；另一种是动态分析步中对上部钢板及滑轨施加的位移载荷，分析摩擦材料在承压情况下发生滑动摩擦的力学行为.边界条件和加载见图6.

5结论

基于浮吊结构，采用滑动摩擦材料Nylatron 703XL替换滚柱式回转支撑结构的新型设计进行材料性能研究.通过材料试验以及非线性分析，主要得到以下结论：

（1）Nylatron 703XL具有较好的承压能力，在一定程度上可以替换金属结构，其压缩性能呈现双线性特征，对结构分析影响显著.

（2）在摩擦因数为0.18情况下，摩擦材料的最大von Mises应力处于第二线性段，如果出现意外载荷，可能使材料屈服.如果能将材料与钢板的摩擦因数降低到0.1以下，将使结构更安全.

（3）摩擦材料处于低压力（4 MPa以下）时，摩擦是材料力学行为的主因；摩擦材料处于高压力（8 MPa上）时，剪切是材料力学行为的主因.

（4）滑轨对材料的剪切作用强于对材料的摩擦作用，如果压力过大，将导致材料剪切破坏.

综上所述，如果能够适当处理Nylatron 703XL的表面和边缘，降低其与钢板之间的摩擦因数，并对边缘进行倒角以减小边缘剪切力，可将Nylatron 703XL材料作为滑动摩擦材料，应用于浮吊回转支撑结构.

参考文献：

[1]郑惠强， 申静静， 张氢. 7000 t浮式起重机臂架钢结构分析[J]. 中国工程机械学报， 2008， 6（2）： 184187.

ZHENG Huiqiang， SHEN Jingjing， ZHANG Qing. Steel structure analysis on boom of 7000 t floating crane[J]. Chin J Construction Machinery， 2008， 6（2）： 184187.

[2]卢凯良， 邱惠清， 宋甲强， 等. 7500 t浮吊回转支承轮压仿真计算与实测验证[J]. 机械设计， 2009， 26（12）： 1923.

LU Kailiang， QIU Huiqing， SONG Jiaqiang， et al. Wheel pressure simulative calculation and actual measuring verification of 7500 t floating crane turning support[J]. J Machine Des， 2009， 26（12）： 1923.

[3]马之庚， 陈开来. 工程塑料手册： 材料卷[M].北京： 机械工业出版社， 2004， 3132.

[4]张海燕， 李根臣， 王树伦， 等. MC尼龙的应用研究进展[J]. 工程塑料应用， 2010， 38（12）： 8890.

ZHANG Haiyan， LI Genchen， WANG Shulun， et al. Research progress in applications of MC nylon[J]. Eng Plastics Application， 2010， 38（12）： 8890.

[5]张质文， 虞和谦， 王金诺， 等. 起重机设计手册[M]. 北京： 中国铁道出版社， 1998， 5152.

[6]GB 3811―2008起重机设计规范[S].

[7]中国船级社. 船舶与海上设施起重设备设计规范[S].

[8]ISO 6042003Plasticsdetermination of compressive properties[S].

第4篇

据了解，自2004年建厂起，愚公机械主要以生产农用工程机械为主要业务，生产标准工程机械则是从2010年起。由制造农用工程机械起家，近年来才发展标准工程机械业务的一家企业所制造的设备怎么能得到市场和用户的认可呢？相信有此顾虑的人并不在少数。对于笔者的疑问，愚公机械的销售部经理李学峰给出了很好的回答：“自2004年建厂生产农用工程机械起，愚公机械在市场上表现出众，其原因与愚公机械对农用工程机械用户群体的细化、针对不同实力等级的用户设计制造高性价比的设备密不可分。也正因此，愚公机械拥有了较高的用户口碑。而转型为标准工程机械制造商也正是由于用户的需求，为了适应市场的需要，愚公机械在2010年做出了这样的转变。

参观过愚公机械的生产车间后，笔者对即将进行的YGQY7H型汽车起重机的试驾亟不可待，心中充满好奇：我等矮搓矬能够买得起，却又能让我逆袭为高富帅的设备究竟怎么样？

小憩过后，在李学峰的带领下，笔者来到了愚公机械厂区内的试驾地点。远远地看上去，YGQY7H和普通的厢式货车无太大差异，无非将车厢更换为一座配有“炮筒”的“堡垒”。

走近细看，YGQYVH型汽车起重机底盘配备的是轻型汽车底盘，低成本的前提让底盘的质量得到保证，而且服务网点遍布全国，零配件购买方便，维护保养费用低。发动机选用同为国产品牌的莱恩LN4D27E3型动机，此款发动机为4缸2.7L排量发动机，额定功率66kW，扭矩可达235N・m，符合国Ⅲ排放标准。从发动机的选择又可以看出YCQY7H型汽车起重机在用户使用成本控制上的功课做得充足。李学峰告诉我们，根据售后服务的跟踪了解，用户收回成本的时间基本在6个月以内。

标配的高、低速变速器，让设备可以在满足快速转场的前提下，克服陡坡等路面障碍，顺利地完成设备转场。在关键受力部位采用双层结构的结构件，并且材料选择超高强度低合金钢材，在轻量化设计得到满足的同时，保证设备关键部位的强度可靠。如此煞费苦心，想必誓将设计之初的“低成本”理念贯彻到底。5级六边形单缸同步伸缩吊臂，工程尼龙滑轮（滑块），起重作业更加安全可靠。在制造过程中，全程数控下料、自动焊接、喷丸除锈、单件烤漆等先进制造工艺的应用，延长了零部件使用寿命。同样标配的还有双起升卷扬，在主卷扬满足额定起重量的同时，副卷扬提升速度达100m/min，相较于其他设备，速度优势显而易见。

第5篇

本次商务大会上，中国重汽展出了不同品系的35个整车车型。其中济宁商用车公司展示了新黄河C5B系列车型，它继承了中国最早的重卡品牌――“黄河”的优秀基因，并通过引进和吸收先进技术，整车外形新颖、皮实耐用。以“宽体，高效，高收益”为技术路线的轻卡系列产品，显示了中国重汽进入轻卡行业的坚实步伐。另外，重汽最新推出的HOWO8×4轻量化自卸车、HOWO 6×2双转向牵引车、HOWO-A7轻量化牵引车、HOWO牌T7H牵引车均采用了MAN的前轴及车架等技术，使底盘结构和配置得到了全面优化。

目前，中国重汽的重卡产品品质得到提升，轻量化有了新的突破，燃油经济性更加适应区域市场需求。中重卡开始形成能力，轻卡实现了金三角布局，客车、工程机械等形成了新的增长点。中国重汽在坚持重卡为主导，实现全系列商用车方面迈出了关键性的一步，其产品结构得到了进一步优化。

中国重汽集团董事长马纯济在讲话中表示，2011年中国重汽预计全年产销整车能达到17.5万辆，其中重卡14.3万辆，9L以上重卡销量继续保持了国内首位，出口整车超过2万辆，是国内重卡企业中出口重卡和天然气重卡产品最多的企业。

长头牵引车+中重卡+轻卡，全线产品欲发力

在展出的车型中，最夺人眼球的莫属济南特种车公司推出的长头牵引车。这款车的驾驶室采用了美式风格：发动机前置，有效地增加碰撞吸能溃缩区，安全性高；而驾驶室后置，则大大减少了底盘对驾驶员的冲击，舒适性得到提升。据悉，长头卡车风阻比平头小，燃油经济性比平头车更好，维修方便也是其一大优点。这款定位于中高端的车型，在配置上多了许多国际元素，比如德国MAN车桥和车架、ZF转向机和油泵、WABCO空压机和离合器操纵系统、瀚瑞森悬架等。为了迎合用户当前的实际需求，还进行了一系列轻量化的改进，比如少片簧、瀚瑞森橡胶悬架、MAN技术车架、铝壳变速箱、曼MCY13(Q)车桥等，整车自重可降低到8吨以下。

HOWO-T5G是中国重汽在引进德国MAN公司先进卡车制造技术的基础上，结合中国国情，倾力打造的全新平台高端中重卡产品。该产品定位于国内高端中重卡，品种包括牵引车、自卸车、载货车、厢式车、专用车等多个品种，总重吨位包括 12t、16t、18t、20t、25t、31t全系列，驱动型式包括4×2、6×2、6×4、8×2、8×4。适合于城市、省际、长途的货物运输以及各种专用车作业，能满足不同用户群体的需求。T5G采用引进世界最先进水平的MAN发动机MC05、MC07，排量分别为4.58L、6.87L。该车引进德国MAN公司技术研制开发的前后桥。而采用MAN技术全新设计的车架结构，轻量化设计，最多达100kg。在引进MAN TGA驾驶室基础上，通过重新造型，使外形更贴近中国人的审美要求。

马纯济在接受记者采访时说：“以往的中国重汽，产品单一，整个产品结构偏‘重’，牵引车有所欠缺、轻型车没有突破，这些都制约了中国重汽的发展。近年来，我们通过一系列的举措，正在改变中国重汽的产品结构。我们今后的发展模式是：充分利用重卡明显的竞争力、打造中重卡规模优势、把轻卡发展成新的经济增长点。”

第6篇

侍宝首先分析了自《公路安全保护条例》施行后，对公路用车市场带来的影响，他说：“今年，整个市场情况不太好，我认为2011年公路牵引车不好卖主要有3个原因，一是柴油持续涨价，用户计算出的经营成本太高；二是国家的治超政策，在政策执行相对严格的地区，用户都在观望；三是今年欠账问题特别严重，有不少用户反映资金收不回来，现金流动不起来，拖延了购置新车的计划。”

侍宝表示，2011年牵引车卖得不好，不能说是HOWO A7这款车不好，相反，HOWO A7在牵引车市场具备多处明显的优势。侍宝说：“用户称赞最多的是车的舒适性，驾驶室内空间非常宽敞，卧铺可以折叠成座位+餐桌的布局。以前，卡车驾驶员往往都是在座椅上端着碗吃饭，而这个设计就能让驾驶员和在家一样，舒舒服服地享受在‘饭桌’上用餐的惬意。这车还有电动驾驶室举升装置和电动门窗，开重卡能体验到开小车般的轻松。这车还有一大卖点就是皮实，很长时间以来，从没听说过这车有被压断大梁的情况，发动机的性能也很稳定，故障率低、省油、动力足，这些都得到了用户的肯定。”另外，据侍宝介绍，这款车有多处设计是人性化的，比如它有ABS、前盘后鼓刹车系统、防侧滑及轮胎胎压检测装置，为用户安全提供了保证；它还有功率转换装置，驾驶员可根据拉货多少选择空载、轻载、中载、重载模式，以避免浪费，让车辆达到最佳状态；它有车下启动车辆开关，检查车况需要启动车辆时，驾驶员不用再爬上车，在车下就可以让车启动；它的车载诊断系统直接显示汉字，而以前只是显示符号，驾驶员还要对照故障表来查找符号代表的意思，这一处改进让故障提示一目了然。

适合拉50吨以内货物的长途业务

据侍宝介绍，HOWO A7的用户在选配时有两个共同点――喜欢轻量化和高端的配置。“车轻了就能多拉，这是用户的普遍认识，因此他们前来咨询时都会问车辆的自重多少，这种情况下我们就会向他推荐选装一些轻量化的部件，比如多花2000多元就可以换成瀚瑞森橡胶悬架，车辆的自重能降低430公斤，另外，通过更换铝合金轮毂、变速箱、油箱以及轻量化的轮胎等都可以达到减自重的目的。发动机有EGR和高压共轨两种可选，后者要贵1万多元，用户在这方面都不会吝惜加钱，有的甚至愿意多花六、七万元装日野的发动机，跑长途的用户还有不少选手自一体变速箱的，用户对车辆的需求已经开始发生改变，舒适、安全、轻量化、高配是用户的新要求。”侍宝如是说。

实际上，除了被动服务以外，侍宝带领的销售团队更多的是主动为用户提供购车参考。侍宝说：“目前的公路用车市场，用户对马力的需求，大都集中在340马力-380马力，个别选420马力的大多是用于短途拉沙石，而速比方面，我们建议高速标载的用户选择速比3.91的单级桥，而工程机械的用户则推荐他选双级桥。我们的总方向是，对于拉货30吨左右的标载用户，最好选择马力稍大点的以保证动力性，速比小点的以保证车速，所以，我认为对于那些拉货在50吨以内的跑长途业务的用户来说，是非常合适用HOWO A7这款车的。”

“亲人服务”加大竞争力

第7篇

1）尽量采用能再生利用的材料和资源

在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料，特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料，提高工程机械材料的再生率。

2）长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则

通常来说，延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量，降低产品能耗可减少对环境的污染，而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下，尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量，提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能，实现液压系统的轻量化和高效率。

3）尽量采用低环境负荷材料

工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂（空调）、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染；在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中，应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。

4）废弃零部件处理的污染最小化及综合成本最优化

工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小，零部件要解体方便、破碎容易，能焚烧处理或可作为燃料回收。

2、环保型工程机械产品设计

1）选用低公害发动机

发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件，采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。目前欧美发达国家正在通过采用一系列新的技术手段、措施或应用新型的环保燃料来进一步降低排放、噪声等，努力适应第三次排放法规要求。

2）降低整机振动与噪声

减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。例如在装载机设计中，动力装置采用双向减振悬挂系统就能克服整机动力传动系统与车架之间的共振、噪声及对动力系统的疲劳破坏；后桥设计成中心摆动结构能使后桥摆动中心与动力输入中心重合，很好地减少附加力矩对传动系统不停冲击所产生的振动与噪音，避免在崎岖不平道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声。除选择低噪声的发动机外，主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动，而可单独由液压马达带动，这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来，从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部，降低噪声对环境的影响；通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声；可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料；可设计全密封整体式驾驶室，密封减震，隔音降噪，真正体现“以人为本”的设计宗旨。

3）液压系统的清洁和防渗漏

保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要，因此精心设计工程机械液压系统（如采用高效高精度过滤装置）十分必要，这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质，减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命，降低液压油的更换频率；同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快，延长换油间隔时间，减少对周边作业环境的污染。

另外通过采用增压液压油箱，可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命，并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱，提高整个液压系统的清洁度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的，液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管很有必要；为了减少损坏软管的废弃量，设计时应在可能的条件下尽量使用硬管；对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。

4）系统高效节能的设计

工程机械的高效节能也是环境保护的重要一环，减少能源消耗即意味着减少对环境的污染。故选用电控高性能长寿命节能型发动机是研制环保型机械最基本的一环；另外在设计时采用双泵分合流技术、液压负荷传感技术、静液驱动技术等都可达到节能降耗的目的。

3、工程机械产品人性化的设计

1）环保安全关怀型驾驶室的设计

如采用防紫外线辐射玻璃的全密封整体式、经减震降噪处理的“安全环保型”驾驶室，室内配置无氟环保型冷暖空调，并设计FOPS及POPS驾驶室以确保驾驶员的安全；充分运用人机工程学设计原理，如司机座椅可全方位调节、功能集成的单操纵手柄、可调式转向驱动器、全自动换挡装置、电子监控与故障自诊断系统，再辅以合理美观的颜色搭配，可大大改善司机的工作环境，缓解疲劳，提高作业效率。

2）自动加脂装置或集中系统的配置

传统的手动加注脂费时费力，而且通常有多余的油液溢出来污染周边环境。因此研制环保型工程机械就能自动定时加注脂的设备，如集中系统就能自动定时给各铰销加注黄油，其加油量经过仔细计算后设定，可很好地保证各销轴得到足够的而又没有多余的油溢出，既环保又方便。另外对于小型机械，鉴于降低设计成本，可采用密封的销轴或使用新型材料的特殊轴套、或设计二级防尘结构等防止外部异物的进入和内部油脂的排出，从而延长加注油的间隔，减少对环境的污染。

3）外观美学设计

传统的工程机械产品一直是外形粗放、笨重的形象，环保型产品更应注重外观美学和车身的流线型设计，达到机器的环境的谐和，给人以视觉上的美感。如发动机机罩就可进行造型别致美观的流线型设计，整机的标识标牌应精心布置、设计，良好地体现环保特色。

4）人性化设计

工程机械控制技术的电子化代表了当今技术的发展趋势，采用微机控制技术，实现了各种工况下自动判断、挖掘机器发动机的功率输出，达到发动机的最佳功率匹配，减少发动机的燃油消耗，并自动诊断机器状态，使机器使始终能保持良好状态，因此控制和操纵的人性化能大大提高作业的安全性和舒适性。

第8篇

[关键词]机械设计制造 液压 传动控制系统

中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0002-01

1 液压机械传动的概述

1.1 系统的基本原理分析

液压机械传动的基本原理是保持液体在平衡的系统中能够静止。液压系统中的液体在各处的压强是一致的，在一个相对平衡的系统中，不同大小的活塞根据其本身承受压力的能力施加不同的压力就可以使得液体保持相对静止，小的活塞上面应该施加较小的压力，大活塞上面应该施加较大的压力。通过液体的传递可以达到变换的目的。液压在传动的过程中需要较多的元件，其中主要的元件有执行元件、动力元件、辅的元件和控制元件等，通过动力元件可以让系统产生运行的动力，主要代表元件有液压泵。液压泵在工作的过程中主要是依靠容量的变化进行工作，通常将这种动力部件称为容积液压泵。最常见的容积液压泵是齿轮泵，它通过齿轮的变动使液体进行运动。在对液压泵进行选择时需要注意能量的消耗问题，还需要解决一些液压效率问题。液压的执行元件可以将液压泵中提供的液压转换为机械能的装置，与液压泵相反的工作装置是液压马达，这种装置可以将液压能量转换为机械能，从而使液压对外做功。液压元件可以对液体流动的方向和压力的高低进行控制，能够确保其满足特定工作的要求。液压控制系统除了动力元件还有一些辅的元件，通过辅的元件可以建设液压回路。

1.2 液压机械传动的优缺点分析

1.2.1 液压机械传动的优势

液压机械传动的应用范围相对广泛，在各个领域都有基本的使用，无论是一般工业施工的塑料加工机械还是钢铁工业用的冶金机械都具有其自身的实用性。使用液压机械传动装置在各方面都能够取得较大的进展，这些装置具有高压、高速和高效率的特点，液压机械传动的功率较大，其本身也是高度集成化的系统，具有一体化、小型化和轻量化的特点，由于该系统和微电子技术可以紧密的配合，可以在小空间内实现对功率的准确控制，在各种行业的使用中发挥着较大的作用。

随着科学技术的发展，各个部门对液压机械传动的要求也逐渐提高。较多的液压机械传动控制系统和电子技术的配合在海洋开发领域甚至是宇宙航行等各个领域发挥着重要的作用。各种电液伺服系统的使用将液压机械传动的应用逐渐提高。总之，对于液压机械传动的元件应该根据需要灵活、方便的布置；液压机械传动具有体积小、重量轻、反应速度快和运动惯性小等特点，方便在使用的过程中进行操纵和控制，此外，这种系统在较大的范围内可以实现调速。传动控制系统还可以对载荷进行适当的调整。液压机械传动控制系统主要的工作介质是矿物油，可以自动，具有较长的使用寿命。该系统比较容易实现直线运动和机械的自动化，如果使用电液联合控制，可以确保高程度的自动控制。

1.2.2 液压机械传动存在的缺点

影响液压机械传动控制系统运行的平稳性和正确性关键在于液压系统存在漏油的因素，从而导致液压机械传动的传动比例不能得到严格的保存。温度的变化对液压机械传动的影响相对较大，不同的温度会导致液压机械传动控制系统中的液体粘性发生变化，从而使得传动控制系统的运动特性发生改变，影响其工作的稳定性，为了保持液压机械传动控制系统工作较为稳定，应该避免在温度较高的环境条件下作业。此外，液压系统发生故障的情况下不能很好的对故障进行检查和排除。液压机械传动控制系统在运行的过程中容易造成污染，一些液压元件在机械加工的过程中容易产生金属粉末，这些粉末粘贴到金属管螺纹地区的胶带碎片上容易造成密封胶的脱落。液压机械传动控制系统在运转时其外部环境中的污染物也会吸附到液压油箱上面，导致系统运行不稳定。此外，系统在运行前没有对杂质清除彻底就会使得外部的杂质和系统本身附着的杂质复合，在元件的运行过程中产生一系列摩擦，不利于系统的正常运转。

2 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用

2.1 机械设计制造中对液压机械传动控制系统的应用和发展

无论是现代建设还是国防建设，都需要将一些大型的工程装备融入到里面，液压机械传动控制系统作为一种新型的机械化系统能够满足当代设备的多种要求，由于一些机器设备的功率相对强大，具有较高的生产使用效率，精度也相对高，液压系统在这些行业中的使用能够满足高集成化的要求，可以很好地适应施工环境和不同的工作条件。我国一些高水平的技术设备具有较好的自主研发能力，主要原因在于极端化的工作环境和精度化的施工技术。液压技术的发展使得我国一些技术在研究方面也取得了较好的成就，系统的集成化说明只有抓住系统研究发展的方向，才可以研发出社会所需要的技术产品。

2.2 我国液压机械传动技术应用中的不足

我国液压技术在应用的过程中虽然在一些产品的使用上面具有较大的进步，同时凸显出液压技术发展的潜力和发展动力，但是在使用和发展的过程中还存在较多的不足之处。我国的液压技术在一些重要的元件使用上任然依靠外国的液压产品进行辅助，我国使用的一些产品在国际范围内和其他国家使用的产品之间存在着明显的差别。需要将我国发展成为液压强国，就必须弥补液压研究方面存在的不足和缺陷，要对液压技术进行研究，从而形成我国的自主产品和液压技术制定详细的发展目标，使我国的液压产品和液压技术超过国际上其他国家的产品和技术。只有这样，才能够使得我国的液压技术水平逐渐提高，减少在装备制造过程中的缺陷和不足，从而实现最终的液压发展目标。

3 结束语

随着工程机械技术的发展，一些新的技术和工艺逐渐出现，使得工程机械逐渐向智能化的方向发展，对工程机械装置的要求也逐渐提高。液压机械传动技术的发展和其在工程机械中的使用也具有较大的优势，尤其是液压技术和微电子技术的结合使得液压机械传动技术在工程机械中的作用越来越突出，极大地促进了机械技术的发展。我国的液压机械传动控制系统还存在一些缺陷和不足，需要加强对该技术的研究，促进我国液压技术快速的发展。

参考文献

[1] 贺勇，李好，张艺蓝.力矩限制器在线测试系统开发[J].广东交通职业技术学院学报，2014.

[2] 付红伟，王永峰，王小宾.起重机制动器的安全使用及研究[J].河南机电高等专科学校学报，2014.

第9篇

【关键词】S700MC 高强钢 断口分层

1 引言

随着工程机械向装备大型化、轻量化及重载荷等方向的发展，高强度钢使用比例和质量要求都有较大提高，国内高强度工程机械用钢的研发及生产已取得快速进展，对高强钢的质量和强度要求越来越高。S700MC属于属低碳微合金冷成型用钢，采用了铌、钛微合金化和控轧空冷技术，广泛用于工程机械和车辆结构等领域。

目前，600MPa级及以上的高强热轧卷板按的强化机制主要有两种，一是低碳贝氏体系列，其特点是在低C或是超低碳的基础上加一定贝的Mn、Mo、B、Nb、Cr等合金元素，其组织是细的低碳贝氏体组织。这类钢的优点是有好的低温冲击性能，缺点是生产难度大，需要较低的卷取温度，板卷性能波动大；二是析出强化系列，其特点是在C-Mn钢的基础上加一定量的Nb、Ti等微合金元素。析出强化系列的优点是成形性能好，容易生产。目前，绝大多数高强板采用析出强化，本论文的高强钢S700MC就属此第二系列[1]。

2 试验材料与拉伸断口分层现象

2.1 S700MC化学成分及力学性能

S700MC钢合金成分执行标准EN10149-2，化学成分见表1，钢卷卷取8小时以后取样，要求在尾部3米，板宽1/4处取样，钢板厚度12.6mm，进行纵向拉伸、冲击和横向冷弯实验，各项性能指标均满足S700MC标准要求，实际测量现场生产样品，屈服强度和抗拉强度分别为735和850MPa，伸长率18.5%，-20℃冲击功大于70J，冷弯性能良好。

表1 S700MC钢化学成分

Table 1 Chemical composition of S700MC /%

成分 C Si Mn P S Alt Nb Ti V Nb+Ti+V Mo

产品成分 0.056 0.16 1.76 0.017 0.001 0.05 0.055 0.13 0.004 0.189 0.15

2.2 拉伸断口形貌及分析

S700MC的拉伸试样，见图1，通过进行金相分析，S700MC的组织为贝氏体加铁素体，见图2，因硬脆相贝氏体体积含量大，钢板存在较大的残余应力。

在拉伸试样断口处取样进行金相分析，经过研磨抛光后，利用金相显微镜和扫描电镜对试样断口处夹杂物以及C、Mn的偏析进行观察，见图2，发现中心存在严重的偏析，呈明显的带状分布，通常，钢液在连铸坯冷却凝固过程中以树枝晶的方式长大，由于选择结晶，造成晶内和枝晶间的化学成分不均匀，枝晶间富集了较多的碳、合金元素及硫、磷等杂质。连铸坯加热时，碳作为间隙固溶原子在奥氏体内部扩散分布较均匀，而置换固溶原子锰均匀化较困难，枝晶偏析难以彻底改善，在轧制过程中，铸坯的枝晶偏析逐步转变为成品卷板的带状偏析[2]。对拉力分层处中心试样重新抛光，进行夹杂物分析，发现中心存在夹杂物，检测分析其中B类夹杂物达2.5级，D类和Ds类分别为1.0和1.5级，这也是导致拉伸断口分层的主要原因。

图1 S700MC拉伸断口 图2 S700MC心部显微组织（厚度方向）

Fig.1 Tensile fracture of S700MC Fig.2 Microstructure in the1/4 position（thickness direction）

3 S700MC钢拉伸断口分层的控制措施

以上研究表明，拉伸断口分层的产生的根本原因是连铸坯浇注钢水在凝固过程中合金元素产生的中心偏析造成的，通过优化炼钢和轧钢工艺可以加以控制其断口分层缺陷的形成。

3.1 炼钢工艺优化

连铸坯浇注过程中的钢水过热度、拉速、扇形段辊道开口度及夹杂物控制等因素直接影响连铸坯中心偏析。钢水过热度是影响等轴晶比例的重要因素。非金属夹杂物，特别是硫化物、氧化物夹杂的偏聚对钢材的性能产生恶劣影响，严重降低钢材的塑性、韧性[3]。

针对以上因素，对炼钢工艺进行了以下优化：

（1）中包过热度控制在10～30℃，铸坯拉速保持1.0m/min 恒速浇铸。

（2）采用轻压下以及电磁搅拌技术，以减轻铸坯中心偏析。

3.2 轧制工艺优化

优化轧制工艺主要目的是改善板坯中心偏析对钢卷中心分层的影响和细化铁素体晶粒，促进Ti（C、N）和Nb（C、N）的弥散析出，细化晶粒，提高产品强韧性，粗轧采用大压下工艺，将粗轧的3+5 道次调整为3+3 道次，以及降低冷却速率等。

4 结语

（1）S700MC钢板拉伸断口分层产生的主要原因是连铸坯存在C和Mn等元素产生的中心偏析，使脆性相贝氏体在中心碳、锰偏析的区域优先形成，从而造成整个断面组织产生较大的差异。

（2）炼钢工艺可采取控制浇注钢水过热度、降低铸坯拉速、采用动态压下或电磁搅拌；轧制工艺粗轧采用大压下工艺，将粗轧的3+5 道次调整为3+3道次和降低冷却速率等控制措施避免或减轻S700MC钢板拉伸断口分层。

参考文献：

[1]陆匠心.700MPa级高强度微合金钢生产技术研究[D].东北大学博士学位论文，2004.