輕量化是行業(yè)大勢所趨

 

　　相關(guān)報道顯示，我國石油對外依存度已經(jīng)突破60%，成為世界第一大石油進口國。作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，我國工程機械行業(yè)的發(fā)展正面臨著能源環(huán)保問題的巨大壓力，“節(jié)能環(huán)保”的訴求日益成為全社會關(guān)注的焦點，如何用更小的能耗制造更多的效益，成為行業(yè)共同關(guān)心的話題。在這一大背景下，工程機械輕量化技術(shù)的發(fā)展開始受到行業(yè)各方的重視，切實提高工程機械輕量化技術(shù)水平，成為行業(yè)技術(shù)重要發(fā)展方向之一。

 

　　作為融入汽車和機械基因的輪胎第一門戶，中國輪胎商務(wù)網(wǎng)(www.tirechina.net )行業(yè)分析師指出，工程機械的輕量化，對于減少鋼材消耗以及相應(yīng)生產(chǎn)、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的能源消耗，降低作業(yè)過程中的能耗與廢氣排放、降低噪聲等都具有直接影響，節(jié)能減耗的潛力巨大。此外，輕量化的意義不僅僅在于節(jié)能減排。機械重量變輕，對于整體的操縱性、穩(wěn)定性、碰撞安全性等都大有裨益，具有輸出功率高、噪聲小、振動低、操控可靠等諸多優(yōu)點。

 

　　輕量化技術(shù)實力 國內(nèi)外差距明顯

 

　　在應(yīng)對輕量化的時代要求上，我國工程機械行業(yè)和國外先進水平相比存在著明顯的差距。具體而言，歐美國家工程機械在輕量化技術(shù)應(yīng)用與研究上起步較早，發(fā)展相對成熟。在輕量化材料使用和制造方法方面，國外普遍做法是借鑒材料科學(xué)與材料加工科學(xué)的研究成果，將高強鋼等新型材料應(yīng)用于零部件設(shè)計與制造中，在保障強度的基礎(chǔ)上，有效減輕零部件自身載荷，達到輕量化的目的。不僅如此，一些企業(yè)還把“輕量化”的概念運用于產(chǎn)品模型檢驗中，拓寬了輕量化的運用領(lǐng)域。以卡特彼勒為例，這家行業(yè)巨頭運用3D打印技術(shù)生產(chǎn)輕量化履帶式推土機連接組件，使員工無需等待沉重的鍛造零件就可以執(zhí)行相關(guān)檢驗程序。這項看似不起眼的輕量化調(diào)整，每年為卡特彼勒節(jié)省16萬美金。

 

　　至于我國，工程機械行業(yè)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計上沿襲前蘇聯(lián)經(jīng)驗，設(shè)計理念十分保守，具體表現(xiàn)為過度重視安全因素，致使機器結(jié)構(gòu)笨重，性能較差。此外，我國工程機械企業(yè)自主創(chuàng)新能力薄弱，設(shè)計周期長，可選方案少，在涉及產(chǎn)品細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的智能技術(shù)上更是缺乏應(yīng)有的深度，這一切都導(dǎo)致我國輕量化技術(shù)水平落后于世界先進水平，不免令整個行業(yè)扼腕嘆息。

 

　　相較于工程機械行業(yè)的遲緩，民族汽車工業(yè)在輕量化技術(shù)方面已經(jīng)先行一步。國內(nèi)開發(fā)的高強度鋼設(shè)計制造技術(shù)，其零件強度可達800MPa以上，減重潛力超過30%。此外，鋁合金、鎂合金、高強度纖維材料等材料也被運用于民族汽車工業(yè)，發(fā)達國家新興的工程塑料材料，其應(yīng)用前景也被國內(nèi)汽車業(yè)界人士一致看好。可以說，汽車輕量化技術(shù)的進步為工程機械行業(yè)的輕量化提供了有益的參考和借鑒，但相關(guān)材料還需要針對工程機械自身特點進行研究，尤其是針對不同工況的要求具體分析。

 

　　實踐效果明顯 輕量化前景可期

 

　　在實踐中，一些民族品牌廠商開始采用輕量材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼材，為行業(yè)做了有益的探索和嘗試。如中聯(lián)重科開發(fā)的80m碳纖維臂架混凝土泵車，采用了碳纖維復(fù)合材料、優(yōu)化結(jié)構(gòu)，同時采用小一級底盤(即60m鋼臂架混凝土泵車底盤)等工程機械輕量化技術(shù)。在保持原有結(jié)構(gòu)性能情況下適當(dāng)使用玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)做成車身骨架，比原有傳統(tǒng)鋼質(zhì)車身減重20%～30%。

 

　　除了新材料的應(yīng)用，另一些民族企業(yè)選擇另辟蹊徑，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化調(diào)整實現(xiàn)輕量化的目標(biāo)。如采用單發(fā)動機系統(tǒng)，整車共用一臺發(fā)動機，為此還帶動了新型變速箱、傳動器開發(fā)和發(fā)動機能量管理等一系列技術(shù)的革新。與傳統(tǒng)雙發(fā)動機起重機液壓系統(tǒng)傳輸動力不同，單發(fā)動機系統(tǒng)通過機械系統(tǒng)傳導(dǎo)動力，重量更輕，效率更高。這輛應(yīng)用了輕量化技術(shù)的起重機，和傳統(tǒng)的徐工QAY500相比，整車總質(zhì)量降低了約800kg，性能卻提高了5%到10%。

 

　　無論是新材料的運用還是結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，自主品牌正在以扎實的步伐推進產(chǎn)品輕量化的應(yīng)用。應(yīng)當(dāng)看到，輕量化已成為當(dāng)前工程機械行業(yè)的一種發(fā)展趨勢，通過輕量化技術(shù)開發(fā)節(jié)能環(huán)保的綠色產(chǎn)品已成為諸多工程機械制造商的發(fā)展戰(zhàn)略之一。展望未來，隨著行業(yè)逐漸突破輕量化的技術(shù)難題，工程機械輕量化將愈發(fā)成為業(yè)界的主流趨勢，而自主主流工程機械制造商也已經(jīng)完成了由中低端產(chǎn)品向中高端產(chǎn)品的過渡，擁有較齊全的中高端產(chǎn)品線，這也為輕量化產(chǎn)品的生產(chǎn)奠定了重要基礎(chǔ)。

 

　　綜上所述，工程機械輕量化對產(chǎn)品節(jié)油、減排、提高性能、乃至全行業(yè)的健康發(fā)展都具有重要的意義，也是現(xiàn)代工程機械行業(yè)技術(shù)的重要發(fā)展趨勢之一。輕量化設(shè)計通過對工程機械結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計優(yōu)化，應(yīng)用先進的加工技術(shù)和輕量化材料來實現(xiàn)整體機械的降重，還要綜合考慮高動力輸出、低噪聲、低振動、良好操控性和高可靠性。令人欣喜的是，輕量化技術(shù)在實際發(fā)展中并不孤單，隨著工程機械多功能化、智能化等技術(shù)的興起，工程機械產(chǎn)品正朝著微型化、大型化、系列化的方向發(fā)展。工程機械輕量化技術(shù)的發(fā)展并不孤立，它與上述技術(shù)的發(fā)展緊密項鏈，共同服務(wù)于行業(yè)市場，作為工程機械設(shè)備的重要組成部分，性能更優(yōu)、成本更低和質(zhì)量更輕的工程機械專用輪胎產(chǎn)品也將為輕量化整機設(shè)備的安全穩(wěn)定運行提供有力保證。