時間：2023-09-28 15:45:04
引言：易發表網憑借豐富的文秘實踐，為您精心挑選了九篇工程機械輕量化范例。如需獲取更多原創內容，可隨時聯系我們的客服老師。
關鍵詞：起重機；輕量化設計；存在的問題
引言：起重機事業的發展已經在我國的國民經濟發展中占有一席重要的位置。它的發展水平代表了專業相關人員的聰明才智，同時也彰顯了我國建設上的突破性進步，所以我們日后的起重機發展要緊追世界上的輕量化發展腳步。
一、我國起重機輕量化設計實施的積極意義
（一）起重機在國際上的發展形勢和積極意義
起重機在國際上的發展形勢已經逐漸走向明朗化進程式的發展，在國外的市場上我們很容易就能找到起重機輕量化產品，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構、電氣和機構方面的時代化進步內容，他們都有著共同的目標就是要起重機產品逐步走向美觀、節能、輕便、適用等綜合發展方向。
（二）起重機輕量化在我國的發展形勢和積極意義
隨著國際化的起重機發展進程的不斷加快，國外方面的進口起重機關于數量上的優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的發展，我國自主研發的起重機輕量化產品也取得了一定的成果。目前我國政府和國家都已經開始重視起重機的輕量化發展。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的發展。
（三）起重機在節能環保方面的積極意義
我國新頒布的《節約能源法》強調了特種設備的節能方面的相關注意問題，而且我國現在已經進入到了低碳時代化的發展新格局中，環保和節能是現階段的中心話題，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省下來的原材料非常巨大，并且這種發展形勢會幫助減輕機構本身的負擔，有效地解決數目巨大的造價問題。輕量化設計是起重機現如今重要的研究話題和方向，它不僅能節約資源，保護環境，還能提高經濟性能[1]。
二、我國起重機輕量化設計的相關內容
1.極限設計方法
極限設計方法就是概率設計方法。它主要產生于二十世紀七十年代，當時國際上的工程化結構設計方法主要傾向于采用概率理論為主要內容的極限設計方法，它的計算結果相對精準，很符合金屬的實際工程工作內容，同時也能有效地利用鋼材的重要性能，做到有效地節約材料資源。
2.現代技術方法
現代技術的方法上的應用主要集中在它能考慮到機器本身的承受負荷的能力，而且它還會結合鋼材的基本性能和材料加以整合。其中結合的技術和方法涉及有起重機動力學、等強度設計、有限元法、靈敏度分析、模糊優化設計和模塊化設計，它們都以最大限度減輕機器自重為主要奮斗目標。
3.反求工程方法
現在的其他國家都在積極吸取別國的實際經驗和教訓，努力設計更加具有強大能力的起重機產品希望在國際舞臺上站穩腳跟。反求工程方法就是針對于這種吸收技術的方法的概括。它通過實際操作和有關重要資料進行一定的分析和研究，從而了解參數性能，逐步掌握技術上的關鍵原理技術，在加以仿制和創新。
三、我國起重機輕量化設計存在的問題
（一）計算設計方面
現在一般計算設計上采用的是許用應力法，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構都一律采用統一的安全系數。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計的話就會消耗不必要的金屬資源，而且安全系數還不能得到有效控制，由于系數的不精確就會給設計人員的計算設計造成一定的精確問題上的困擾，設計人員一般為了機器的安全問題還會預留安全系數，這樣直接導致我國的起重機質量過大。
（二）工藝方面
工藝方面起重機主要采用鋼板焊接的結構作為構件，生產過程主要以半手工半機械制造，這樣就會導致起重機結構笨重，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不全和負偏差，不會進行預處理，直接導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象。
（四）結構方面
傳統的計算設計一般傾向于安全和穩定，所以一般都會浪費大量的經濟上的資源也要保證機器的安全和穩定性能，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）電氣和機構方面
制約起重機輕量化發展的原因還有電氣和機構方面的問題。傳統的系統的工作化效率過低，而且電氣控制系統性能水平也不高[2]。
四、我國起重機輕量化設計的有效建議
（一）計算設計方面
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計方法去加以改善。這種方法能夠得出比較精確的計算結果，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，做到節約資源。而且它還能結合許用應力法做到具體化和實際化的應用。還有按照“定位精度”考核起重機性能要求，而且適當結合反求工程設計理念和現代設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，節約資源，減輕機器本身重量。同時減輕支撐結構和廠房結構的負荷量，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]。
結束語：我國的起重機發展正在逐步走向輕量化方向，并且已經取得了相關的有關部門的一直認可和支持，我們要積極向國外的先進技術學習，在吸取經驗的同時，研究自己的創新型內容，爭取趕上世界起重機輕量化的發展的先頭部隊。
參考文獻：
[1]安存勝，馬占營，聶福全.起重機齒輪傳動裝置輕量化技術應用現狀及發展趨勢[J].機械傳動，2015，10：146-150.
關鍵詞：協同設計；工程機械設計；應用
1我國工程機械設計的現狀
傳統的工程機械設計，對經驗總結十分重視，在設計中應用經驗公式、數學圖表、理論等方法。我國工程機械發展時間較晚，與國外相比差異還很大，其以設計引進技術等為依據進行前期發展，設計人員主要負責改進工藝編排以及轉化圖紙等，沒有做到深入的分析整機的深層設計機理。相較于國外，我國工程設計人員沒有多元化的專業知識，并且其產品原理和設計思想等都在模仿國外。工程機械這一行業的特點，使得其遠遠落后于其他產業的技術發展和應用，因此在缺乏改進和創新的前提下，是無法對工程機械制造業進行振興的，要想發展首先要做的就是對技術、知識進行創新。目前已經有許多工程機械企業開始行動，對更加先進的設計模式進行尋找。在計算機技術等的發展過程中，工程機械設計中應用了很多先進的建模方法、設計方式以及設計思想，進而逐漸將工程的協同設計實現。在部分企業中已經開始應用CSCW、CIMS系統等信息化工程。設計師開始對計算機輔助設計軟件進行應用。在不斷的發展中，目前設計師們通常都用SolidWorks、AutoCAD等三維設計等建模工具。三維設計能夠更加形象直觀的展示產品設計，預先演示產品最終的動作以及形態，進而對產品的產出風險進行大幅度降低。除此之外還能夠通過計算機輔助以及建模軟件對軟件接口進行分析，進而對試驗費用和產品研發費用進行有效的降低，對開發周期進行縮短，縮短產品市場競爭力提升。
2工程機械設計的CSCD體系
2.1工程機械CSCD體系結構的核心
在過去企業內部為開發工程機械產品的主力軍，但隨著時代的發展，許多大型企業在開發產品的過程中也要求合作商以及供應商加入其中，將一致的產品信息進行及時獲取，并對這些信息進行應用，從而將實時的協同開發展開。其中包括設計思想的交流、遠程評審的實現、運動仿真的模擬、檢查干涉、模型裝配以及產品零件的查閱等。在工程機械設計中對CSCD系統進行應用，其存在的主要問題如下。第一，可靠安全的異地通訊，能夠將數據共享和信息交流在不同的工作平臺實現，進而將實時協同實現。第二，不同CAE軟件下的仿真分析以及不同CAD軟件的虛擬裝配和數字化建模。從目前我國工程機械設計的情況可以看出，目前主流的方式就是結合式的設計方式。第三，將核心設置為知識管理，對分析案例、修改設計的過程以及重視知識的應用進行強調，進而將專家數據庫形成，能夠對反復發生同樣的修改錯誤進行預防。第四，將核心認定為過程管理，對人機交互無縫接口以及人與人之間和諧交互進行強調。第五，協同設計可視化。現階段能夠將可視瀏覽實現的方式包括以下兩種，第一種瀏覽是建立在輕量化數據格式上，其在下載數據文件的時候不會保存到本地，而是直接轉化存在于服務器中的數據文件，從而使得瀏覽的格式變為輕量化格式，從而對瀏覽的速度以及安全性進行提升，其具有較高的技術難度。
2.2工程機械CSCD中CAD環境中的實時協同
CSCD系統在工程機械設計中，對CAD環境下的實時協同進行支持為其應用價值最高的協同設計方式。目前現代設計人員已經將三維建模軟件作為主要的應用工具。但通常情況下CAD平臺無法將同步更新和傳遞消息等設計過程中的功能提供出來，在不同的CAD環境中不同設計者無法將真正的同步實現，必須在庫中保存數據的基礎上，才能夠將其重新打開，隨后才能夠將更新實現，但是難以改變設計更改滯后的情況。在滯后的時期，會使得一些不曾想到的結果出現，無法預料到變更設計造成的影響。將產品設計在CSCD中進行，更改的信息在CAD環境的實時協同中能夠進行及時獲取，對設計來說這些信息的十分重要，其能夠對整體設計由于滯后而失敗的情況進行避免。如果對CSCD中CAD環境下的實施協同設計進行應用，在機架設計上零件工程師進行變更，裝配工程師就能夠對其反饋進行及時的獲取，進而調整裝配，防止有錯誤出現在之后的設計中。將實時協同在CSCD系統的CAD環境中實現，其主要是對協同感知技術進行應用，進而使得設計者對不同工作平臺無縫接口技術、網絡通訊技術以及圖形空間的集成進行共享。在交流數據模型傳輸的時候，由于三維CAD設計具有非常復雜的數據，并且由于其受到網絡帶寬以及網絡硬件的局限，應該對網絡數據流量進行減少，進而將協同實時在設計中進行。在工程機械朝著智能化和系列化的方向進行發展，大型機和小型機也在分別朝著大功率化和多功能化的方向發展。在工程機械中，目前已經在其中應用了高速無線電通信、GPS微波定位以及機載計算等信息技術，成熟機型的設計在不斷創新，結構也在不斷改進。實時協同設計在CAD的環境中，能夠將設計者關于零件結構的意見實現實時交流，進而對最優設計進行獲取，從而對整機的性能和外形兩個方面的結合進行滿足。
3結語
本文就協同設計在工程機械設計中的應用進行了探討，首先對我國工程機械設計的現狀進行了介紹，隨后對工程機械設計的CSCD體系進行了分析，并且分析了工程機械CSCD中CAD環境中的實時協同。協同設計在工程機械設計中的應用，能夠使得工程機械設計具有更高的設計質量和效率，從而對工業發展起到促進作用。
參考文獻
[1]聶勇軍,廖啟征.多學科優化設計在工程機械產品開發中的應用展望[J].起重運輸機械,2011,08:8-11.
[2]詹學文,方立霞,郭自文,王林,孫輝.NX系統工程和協同設計在輸送機改向滾筒設計中的應用研究[J].煤礦機械,2013,03:10-12.
[3]金雨,薛濤,馮林,張旭鵬.三維協同設計在荒溝抽水蓄能電站項目中的應用[J].工程建設與設計,2013,10:20-22.
[4]劉滿軍.計算機支持的協同設計在油田地面安全工程設計中的應用[J].中國石油和化工標準與質量,2011,05:141.
關鍵詞： 浮吊； 輕量化設計； 回轉支撐； 滑動摩擦材料； Nylatron 703XL； 非線性
中圖分類號： TH218；TB115.1文獻標志碼： 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
海洋工程的不斷發展，促使浮吊朝大型化發展.浮吊的自身質量、起升高度和起升質量大大提高，導致浮吊底部回轉支撐的滾子承受載荷極大，造成應力集中，使其很難滾動，給工程使用造成很大困難.浮吊自身質量越大，經濟投入就越大，所以大型浮吊的輕量化設計成為未來浮吊產業發展的關鍵.浮吊的輕量化設計，不僅有對上部臂架結構的優化[1]，還有對底部支撐的優化.底部支撐質量巨大[2]，僅僅靠結構優化難以取得效果.綜合以上2方面因素考慮，如果采用低密度材料進行替換，質量會大大降低.高分子材料具有輕量化、耐摩擦和抗腐蝕等優點[3]，如果能用在浮吊的關鍵部位，是很好的選擇.
隨著材料技術的發展，高分子材料種類越來越多，力學性能越來越強，并且在某些方面逐漸取代金屬的地位.尼龍滑輪作為塔吊配件已經以其獨特的優點漸漸代替老舊的金屬滑輪，廣泛應用于各起重設備中.起重機用的尼龍滑輪一般為MC尼龍[4]，強度比一般尼龍高1.5倍，超過常用工程塑料.起重機吊臂支撐用滑塊過去一直都用黃銅制成，改用MC尼龍材料后，使用壽命提高4～5倍.高分子材料具有摩擦因數小、強度高、質量小和抗腐蝕等優點，使得其在吊機行業中的應用前景廣泛.
塑料在工業上應用的歷史比金屬短得多，因此塑料的選擇原則、方法和過程基本參照金屬的做法.根據塑料的使用和工藝性能特點，結合具體的塑料零件結構設計進行合理選材，尤其應注意工藝和試驗結果，綜合評價后確定選材方案.本文選取力學性能優良的高分子材料Nylatron 703XL作為滑動摩擦材料，應用于浮吊的回轉支撐，替換以往的滾動式回轉支撐[5]，見圖1.
采用滑動摩擦墊圈結構，使得回轉支撐結構簡單，質量極大減小，但對材料的力學性能要求較高：首先要有足夠的彈性模量和壓縮強度以承載，其次需要較好的摩擦性能使上部結構能夠自由轉動.
由于Nylatron 703XL是一種新型高分子材料，在應用上并不廣泛，針對結構的應用也沒有相應規范[67]，所以首先需要通過材料試驗了解其力學性能，然后融入結構進行力學性能分析.
1摩擦回轉支撐結構形式
本結構針對2×8 000 t海上浮吊進行設計，浮吊回轉支撐采用雙環形滑動摩擦墊片，每個環形墊片上部有滑動導軌與其接觸摩擦，導軌上部與浮吊回轉底盤焊接而成，見圖2.浮吊工況載荷和自重通過上部臂架傳遞到回轉底盤[7]，回轉底盤通過滑軌將載荷傳遞到摩擦墊片，摩擦墊片將載荷作用于回轉下支撐.結構具體參數見表1.
1―回轉底盤；2―滑軌；3―摩擦墊圈；4―回轉下支撐
滑動墊片由內外2個獨立的144°弧形組成，外圓環的外徑為30 400 mm，內徑為29 600 mm；內圓環的外徑為28 400 mm，內徑為27 600 mm；厚度均為50 mm.摩擦墊片應用在回轉支撐結構與吊機支座之間.摩擦材料單元類型采用C3D8R.滑軌和上層鋼板采用粘接形式連接，滑軌和摩擦材料采用面面接觸形式，采用庫侖摩擦模擬滑軌與摩擦材料之間的切向行為.
3.3約束、加載和分析
根據摩擦墊片的環形設計，將滑動摩擦材料底面和兩端面進行固定約束.模型建立一個靜態分析步和一個動態分析步，靜態分析步模擬滑動摩擦墊片承受上部壓力過程，動態分析步模擬滑軌與摩擦墊片產生滑動摩擦過程.
載荷有2種：一種是靜態分析步中對上部鋼板施加的均布載荷，分析摩擦材料承受靜態壓力的力學行為；另一種是動態分析步中對上部鋼板及滑軌施加的位移載荷，分析摩擦材料在承壓情況下發生滑動摩擦的力學行為.邊界條件和加載見圖6.
5結論
基于浮吊結構，采用滑動摩擦材料Nylatron 703XL替換滾柱式回轉支撐結構的新型設計進行材料性能研究.通過材料試驗以及非線性分析，主要得到以下結論：
（1）Nylatron 703XL具有較好的承壓能力，在一定程度上可以替換金屬結構，其壓縮性能呈現雙線性特征，對結構分析影響顯著.
（2）在摩擦因數為0.18情況下，摩擦材料的最大von Mises應力處于第二線性段，如果出現意外載荷，可能使材料屈服.如果能將材料與鋼板的摩擦因數降低到0.1以下，將使結構更安全.
（3）摩擦材料處于低壓力（4 MPa以下）時，摩擦是材料力學行為的主因；摩擦材料處于高壓力（8 MPa上）時，剪切是材料力學行為的主因.
（4）滑軌對材料的剪切作用強于對材料的摩擦作用，如果壓力過大，將導致材料剪切破壞.
綜上所述，如果能夠適當處理Nylatron 703XL的表面和邊緣，降低其與鋼板之間的摩擦因數，并對邊緣進行倒角以減小邊緣剪切力，可將Nylatron 703XL材料作為滑動摩擦材料，應用于浮吊回轉支撐結構.
參考文獻：
[1]鄭惠強， 申靜靜， 張氫. 7000 t浮式起重機臂架鋼結構分析[J]. 中國工程機械學報， 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]盧凱良， 邱惠清， 宋甲強， 等. 7500 t浮吊回轉支承輪壓仿真計算與實測驗證[J]. 機械設計， 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]馬之庚， 陳開來. 工程塑料手冊： 材料卷[M].北京： 機械工業出版社， 2004， 3132.
[4]張海燕， 李根臣， 王樹倫， 等. MC尼龍的應用研究進展[J]. 工程塑料應用， 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]張質文， 虞和謙， 王金諾， 等. 起重機設計手冊[M]. 北京： 中國鐵道出版社， 1998， 5152.
[6]GB 3811―2008起重機設計規范[S].
[7]中國船級社. 船舶與海上設施起重設備設計規范[S].
[8]ISO 6042003Plasticsdetermination of compressive properties[S].
據了解，自2004年建廠起，愚公機械主要以生產農用工程機械為主要業務，生產標準工程機械則是從2010年起。由制造農用工程機械起家，近年來才發展標準工程機械業務的一家企業所制造的設備怎么能得到市場和用戶的認可呢？相信有此顧慮的人并不在少數。對于筆者的疑問，愚公機械的銷售部經理李學峰給出了很好的回答：“自2004年建廠生產農用工程機械起，愚公機械在市場上表現出眾，其原因與愚公機械對農用工程機械用戶群體的細化、針對不同實力等級的用戶設計制造高性價比的設備密不可分。也正因此，愚公機械擁有了較高的用戶口碑。而轉型為標準工程機械制造商也正是由于用戶的需求，為了適應市場的需要，愚公機械在2010年做出了這樣的轉變。
參觀過愚公機械的生產車間后，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備究竟怎么樣？
小憩過后，在李學峰的帶領下，筆者來到了愚公機械廠區內的試駕地點。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量得到保證，而且服務網點遍布全國，零配件購買方便，維護保養費用低。發動機選用同為國產品牌的萊恩LN4D27E3型動機，此款發動機為4缸2.7L排量發動機，額定功率66kW，扭矩可達235N?m，符合國Ⅲ排放標準。從發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。李學峰告訴我們，根據售后服務的跟蹤了解，用戶收回成本的時間基本在6個月以內。
標配的高、低速變速器，讓設備可以在滿足快速轉場的前提下，克服陡坡等路面障礙，順利地完成設備轉場。在關鍵受力部位采用雙層結構的結構件，并且材料選擇超高強度低合金鋼材，在輕量化設計得到滿足的同時，保證設備關鍵部位的強度可靠。如此煞費苦心，想必誓將設計之初的“低成本”理念貫徹到底。5級六邊形單缸同步伸縮吊臂，工程尼龍滑輪（滑塊），起重作業更加安全可靠。在制造過程中，全程數控下料、自動焊接、噴丸除銹、單件烤漆等先進制造工藝的應用，延長了零部件使用壽命。同樣標配的還有雙起升卷揚，在主卷揚滿足額定起重量的同時，副卷揚提升速度達100m/min，相較于其他設備，速度優勢顯而易見。
本次商務大會上，中國重汽展出了不同品系的35個整車車型。其中濟寧商用車公司展示了新黃河C5B系列車型，它繼承了中國最早的重卡品牌――“黃河”的優秀基因，并通過引進和吸收先進技術，整車外形新穎、皮實耐用。以“寬體，高效，高收益”為技術路線的輕卡系列產品，顯示了中國重汽進入輕卡行業的堅實步伐。另外，重汽最新推出的HOWO8×4輕量化自卸車、HOWO 6×2雙轉向牽引車、HOWO-A7輕量化牽引車、HOWO牌T7H牽引車均采用了MAN的前軸及車架等技術，使底盤結構和配置得到了全面優化。
目前，中國重汽的重卡產品品質得到提升，輕量化有了新的突破，燃油經濟性更加適應區域市場需求。中重卡開始形成能力，輕卡實現了金三角布局，客車、工程機械等形成了新的增長點。中國重汽在堅持重卡為主導，實現全系列商用車方面邁出了關鍵性的一步，其產品結構得到了進一步優化。
中國重汽集團董事長馬純濟在講話中表示，2011年中國重汽預計全年產銷整車能達到17.5萬輛，其中重卡14.3萬輛，9L以上重卡銷量繼續保持了國內首位，出口整車超過2萬輛，是國內重卡企業中出口重卡和天然氣重卡產品最多的企業。
長頭牽引車+中重卡+輕卡，全線產品欲發力
在展出的車型中，最奪人眼球的莫屬濟南特種車公司推出的長頭牽引車。這款車的駕駛室采用了美式風格：發動機前置，有效地增加碰撞吸能潰縮區，安全性高；而駕駛室后置，則大大減少了底盤對駕駛員的沖擊，舒適性得到提升。據悉，長頭卡車風阻比平頭小，燃油經濟性比平頭車更好，維修方便也是其一大優點。這款定位于中高端的車型，在配置上多了許多國際元素，比如德國MAN車橋和車架、ZF轉向機和油泵、WABCO空壓機和離合器操縱系統、瀚瑞森懸架等。為了迎合用戶當前的實際需求，還進行了一系列輕量化的改進，比如少片簧、瀚瑞森橡膠懸架、MAN技術車架、鋁殼變速箱、曼MCY13(Q)車橋等，整車自重可降低到8噸以下。
HOWO-T5G是中國重汽在引進德國MAN公司先進卡車制造技術的基礎上，結合中國國情，傾力打造的全新平臺高端中重卡產品。該產品定位于國內高端中重卡，品種包括牽引車、自卸車、載貨車、廂式車、專用車等多個品種，總重噸位包括 12t、16t、18t、20t、25t、31t全系列，驅動型式包括4×2、6×2、6×4、8×2、8×4。適合于城市、省際、長途的貨物運輸以及各種專用車作業，能滿足不同用戶群體的需求。T5G采用引進世界最先進水平的MAN發動機MC05、MC07，排量分別為4.58L、6.87L。該車引進德國MAN公司技術研制開發的前后橋。而采用MAN技術全新設計的車架結構，輕量化設計，最多達100kg。在引進MAN TGA駕駛室基礎上，通過重新造型，使外形更貼近中國人的審美要求。
馬純濟在接受記者采訪時說：“以往的中國重汽，產品單一，整個產品結構偏‘重’，牽引車有所欠缺、輕型車沒有突破，這些都制約了中國重汽的發展。近年來，我們通過一系列的舉措，正在改變中國重汽的產品結構。我們今后的發展模式是：充分利用重卡明顯的競爭力、打造中重卡規模優勢、把輕卡發展成新的經濟增長點。”
侍寶首先分析了自《公路安全保護條例》施行后，對公路用車市場帶來的影響，他說：“今年，整個市場情況不太好，我認為2011年公路牽引車不好賣主要有3個原因，一是柴油持續漲價，用戶計算出的經營成本太高；二是國家的治超政策，在政策執行相對嚴格的地區，用戶都在觀望；三是今年欠賬問題特別嚴重，有不少用戶反映資金收不回來，現金流動不起來，拖延了購置新車的計劃。”
侍寶表示，2011年牽引車賣得不好，不能說是HOWO A7這款車不好，相反，HOWO A7在牽引車市場具備多處明顯的優勢。侍寶說：“用戶稱贊最多的是車的舒適性，駕駛室內空間非常寬敞，臥鋪可以折疊成座位+餐桌的布局。以前，卡車駕駛員往往都是在座椅上端著碗吃飯，而這個設計就能讓駕駛員和在家一樣，舒舒服服地享受在‘飯桌’上用餐的愜意。這車還有電動駕駛室舉升裝置和電動門窗，開重卡能體驗到開小車般的輕松。這車還有一大賣點就是皮實，很長時間以來，從沒聽說過這車有被壓斷大梁的情況，發動機的性能也很穩定，故障率低、省油、動力足，這些都得到了用戶的肯定。”另外，據侍寶介紹，這款車有多處設計是人性化的，比如它有ABS、前盤后鼓剎車系統、防側滑及輪胎胎壓檢測裝置，為用戶安全提供了保證；它還有功率轉換裝置，駕駛員可根據拉貨多少選擇空載、輕載、中載、重載模式，以避免浪費，讓車輛達到最佳狀態；它有車下啟動車輛開關，檢查車況需要啟動車輛時，駕駛員不用再爬上車，在車下就可以讓車啟動；它的車載診斷系統直接顯示漢字，而以前只是顯示符號，駕駛員還要對照故障表來查找符號代表的意思，這一處改進讓故障提示一目了然。
適合拉50噸以內貨物的長途業務
據侍寶介紹，HOWO A7的用戶在選配時有兩個共同點――喜歡輕量化和高端的配置。“車輕了就能多拉，這是用戶的普遍認識，因此他們前來咨詢時都會問車輛的自重多少，這種情況下我們就會向他推薦選裝一些輕量化的部件，比如多花2000多元就可以換成瀚瑞森橡膠懸架，車輛的自重能降低430公斤，另外，通過更換鋁合金輪轂、變速箱、油箱以及輕量化的輪胎等都可以達到減自重的目的。發動機有EGR和高壓共軌兩種可選，后者要貴1萬多元，用戶在這方面都不會吝惜加錢，有的甚至愿意多花六、七萬元裝日野的發動機，跑長途的用戶還有不少選手自一體變速箱的，用戶對車輛的需求已經開始發生改變，舒適、安全、輕量化、高配是用戶的新要求。”侍寶如是說。
實際上，除了被動服務以外，侍寶帶領的銷售團隊更多的是主動為用戶提供購車參考。侍寶說：“目前的公路用車市場，用戶對馬力的需求，大都集中在340馬力-380馬力，個別選420馬力的大多是用于短途拉沙石，而速比方面，我們建議高速標載的用戶選擇速比3.91的單級橋，而工程機械的用戶則推薦他選雙級橋。我們的總方向是，對于拉貨30噸左右的標載用戶，最好選擇馬力稍大點的以保證動力性，速比小點的以保證車速，所以，我認為對于那些拉貨在50噸以內的跑長途業務的用戶來說，是非常合適用HOWO A7這款車的。”
“親人服務”加大競爭力
1）盡量采用能再生利用的材料和資源
在各系統及部件設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境無害的材料，特別是結構件的設計應盡可能采用比較容易裝配和分解的大模塊化結構和無毒材料，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計原則
通常來說，延長產品壽命就等于減少了機械的生產量和降低其報廢量，降低產品能耗可減少對環境的污染，而減輕產品重量即可減少材料和資源的消耗。要從減少環境負荷的角度盡可以考慮各系列產品同類零部件的互換性和通用性。為此應在保持主機各項性能參數前提下，盡量減少主機和附屬作業裝置或機具的體積和重量，提高動力傳動系統零部件的強度和耐久性能，實現液壓系統的輕量化和高效率。
3）盡量采用低環境負荷材料
工程機械零部件設計中應盡可能不使用氟利昂（空調）、含氯橡膠、樹脂及石棉等有害材料。如裝載機駕駛室和內飾上使用難以自然分解且對環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境污染；在儀表、散熱器及蓄能電池等采購生產中，應盡可能減少或替代鉛的使用量。因此在主機設計中一些附屬零部件選用新型環保型材料很重要。
4）廢棄零部件處理的污染最小化及綜合成本最優化
工程機械產品在設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、環保型工程機械產品設計
1）選用低公害發動機
發動機是工程機械所有系統中對環境影響最大的部件，采用低油耗、低排放、低噪聲、高效率的環保型水冷增壓柴油機能大大降低對環境的負荷。目前歐美發達國家正在通過采用一系列新的技術手段、措施或應用新型的環保燃料來進一步降低排放、噪聲等，努力適應第三次排放法規要求。
2）降低整機振動與噪聲
減振與降噪應該是產品設計中最需關注的焦點問題。例如在裝載機設計中，動力裝置采用雙向減振懸掛系統就能克服整機動力傳動系統與車架之間的共振、噪聲及對動力系統的疲勞破壞；后橋設計成中心擺動結構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不停沖擊所產生的振動與噪音，避免在崎嶇不平道路上整機各部件相互沖擊所產生的噪聲。除選擇低噪聲的發動機外，主機的結構布置或系統的結構設計也可以進行某些針對性的改進。如冷卻風扇可不再由發動機直接驅動，而可單獨由液壓馬達帶動，這便于將風扇與發動機隔開并將整個發動機密封起來，從而使噪聲不能通過風扇出風口傳到外部，降低噪聲對環境的影響；通過優化液壓管路排列來降低液壓油泵振動、閥節流和油管振動產生的噪聲；可在機罩等覆蓋件處設計粘貼吸音隔音材料；可設計全密封整體式駕駛室，密封減震，隔音降噪，真正體現“以人為本”的設計宗旨。
3）液壓系統的清潔和防滲漏
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，因此精心設計工程機械液壓系統（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，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，減少對周邊作業環境的污染。
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，提高整個液壓系統的清潔度。液壓系統的滲漏對周圍環境的污染是目前部分工程機械產品中普遍存在的，液壓管路采用耐腐蝕、防老化、具備優良密封性能的進口優質膠管很有必要；為了減少損壞軟管的廢棄量，設計時應在可能的條件下盡量使用硬管；對設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境。
4）系統高效節能的設計
工程機械的高效節能也是環境保護的重要一環，減少能源消耗即意味著減少對環境的污染。故選用電控高性能長壽命節能型發動機是研制環保型機械最基本的一環；另外在設計時采用雙泵分合流技術、液壓負荷傳感技術、靜液驅動技術等都可達到節能降耗的目的。
3、工程機械產品人性化的設計
1）環保安全關懷型駕駛室的設計
如采用防紫外線輻射玻璃的全密封整體式、經減震降噪處理的“安全環保型”駕駛室，室內配置無氟環保型冷暖空調，并設計FOPS及POPS駕駛室以確保駕駛員的安全；充分運用人機工程學設計原理，如司機座椅可全方位調節、功能集成的單操縱手柄、可調式轉向驅動器、全自動換擋裝置、電子監控與故障自診斷系統，再輔以合理美觀的顏色搭配，可大大改善司機的工作環境，緩解疲勞，提高作業效率。
2）自動加脂裝置或集中系統的配置
傳統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境。因此研制環保型工程機械就能自動定時加注脂的設備，如集中系統就能自動定時給各鉸銷加注黃油，其加油量經過仔細計算后設定，可很好地保證各銷軸得到足夠的而又沒有多余的油溢出，既環保又方便。另外對于小型機械，鑒于降低設計成本，可采用密封的銷軸或使用新型材料的特殊軸套、或設計二級防塵結構等防止外部異物的進入和內部油脂的排出，從而延長加注油的間隔，減少對環境的污染。
3）外觀美學設計
傳統的工程機械產品一直是外形粗放、笨重的形象，環保型產品更應注重外觀美學和車身的流線型設計，達到機器的環境的諧和，給人以視覺上的美感。如發動機機罩就可進行造型別致美觀的流線型設計，整機的標識標牌應精心布置、設計，良好地體現環保特色。
4）人性化設計
工程機械控制技術的電子化代表了當今技術的發展趨勢，采用微機控制技術，實現了各種工況下自動判斷、挖掘機器發動機的功率輸出，達到發動機的最佳功率匹配，減少發動機的燃油消耗，并自動診斷機器狀態，使機器使始終能保持良好狀態，因此控制和操縱的人性化能大大提高作業的安全性和舒適性。
[關鍵詞]機械設計制造 液壓 傳動控制系統
中圖分類號：TH137 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）34-0002-01
1 液壓機械傳動的概述
1.1 系統的基本原理分析
液壓機械傳動的基本原理是保持液體在平衡的系統中能夠靜止。液壓系統中的液體在各處的壓強是一致的，在一個相對平衡的系統中，不同大小的活塞根據其本身承受壓力的能力施加不同的壓力就可以使得液體保持相對靜止，小的活塞上面應該施加較小的壓力，大活塞上面應該施加較大的壓力。通過液體的傳遞可以達到變換的目的。液壓在傳動的過程中需要較多的元件，其中主要的元件有執行元件、動力元件、輔的元件和控制元件等，通過動力元件可以讓系統產生運行的動力，主要代表元件有液壓泵。液壓泵在工作的過程中主要是依靠容量的變化進行工作，通常將這種動力部件稱為容積液壓泵。最常見的容積液壓泵是齒輪泵，它通過齒輪的變動使液體進行運動。在對液壓泵進行選擇時需要注意能量的消耗問題，還需要解決一些液壓效率問題。液壓的執行元件可以將液壓泵中提供的液壓轉換為機械能的裝置，與液壓泵相反的工作裝置是液壓馬達，這種裝置可以將液壓能量轉換為機械能，從而使液壓對外做功。液壓元件可以對液體流動的方向和壓力的高低進行控制，能夠確保其滿足特定工作的要求。液壓控制系統除了動力元件還有一些輔的元件，通過輔的元件可以建設液壓回路。
1.2 液壓機械傳動的優缺點分析
1.2.1 液壓機械傳動的優勢
液壓機械傳動的應用范圍相對廣泛，在各個領域都有基本的使用，無論是一般工業施工的塑料加工機械還是鋼鐵工業用的冶金機械都具有其自身的實用性。使用液壓機械傳動裝置在各方面都能夠取得較大的進展，這些裝置具有高壓、高速和高效率的特點，液壓機械傳動的功率較大，其本身也是高度集成化的系統，具有一體化、小型化和輕量化的特點，由于該系統和微電子技術可以緊密的配合，可以在小空間內實現對功率的準確控制，在各種行業的使用中發揮著較大的作用。
隨著科學技術的發展，各個部門對液壓機械傳動的要求也逐漸提高。較多的液壓機械傳動控制系統和電子技術的配合在海洋開發領域甚至是宇宙航行等各個領域發揮著重要的作用。各種電液伺服系統的使用將液壓機械傳動的應用逐漸提高。總之，對于液壓機械傳動的元件應該根據需要靈活、方便的布置；液壓機械傳動具有體積小、重量輕、反應速度快和運動慣性小等特點，方便在使用的過程中進行操縱和控制，此外，這種系統在較大的范圍內可以實現調速。傳動控制系統還可以對載荷進行適當的調整。液壓機械傳動控制系統主要的工作介質是礦物油，可以自動，具有較長的使用壽命。該系統比較容易實現直線運動和機械的自動化，如果使用電液聯合控制，可以確保高程度的自動控制。
1.2.2 液壓機械傳動存在的缺點
影響液壓機械傳動控制系統運行的平穩性和正確性關鍵在于液壓系統存在漏油的因素，從而導致液壓機械傳動的傳動比例不能得到嚴格的保存。溫度的變化對液壓機械傳動的影響相對較大，不同的溫度會導致液壓機械傳動控制系統中的液體粘性發生變化，從而使得傳動控制系統的運動特性發生改變，影響其工作的穩定性，為了保持液壓機械傳動控制系統工作較為穩定，應該避免在溫度較高的環境條件下作業。此外，液壓系統發生故障的情況下不能很好的對故障進行檢查和排除。液壓機械傳動控制系統在運行的過程中容易造成污染，一些液壓元件在機械加工的過程中容易產生金屬粉末，這些粉末粘貼到金屬管螺紋地區的膠帶碎片上容易造成密封膠的脫落。液壓機械傳動控制系統在運轉時其外部環境中的污染物也會吸附到液壓油箱上面，導致系統運行不穩定。此外，系統在運行前沒有對雜質清除徹底就會使得外部的雜質和系統本身附著的雜質復合，在元件的運行過程中產生一系列摩擦，不利于系統的正常運轉。
2 液壓機械傳動控制系統在機械設計制造中的應用
2.1 機械設計制造中對液壓機械傳動控制系統的應用和發展
無論是現代建設還是國防建設，都需要將一些大型的工程裝備融入到里面，液壓機械傳動控制系統作為一種新型的機械化系統能夠滿足當代設備的多種要求，由于一些機器設備的功率相對強大，具有較高的生產使用效率，精度也相對高，液壓系統在這些行業中的使用能夠滿足高集成化的要求，可以很好地適應施工環境和不同的工作條件。我國一些高水平的技術設備具有較好的自主研發能力，主要原因在于極端化的工作環境和精度化的施工技術。液壓技術的發展使得我國一些技術在研究方面也取得了較好的成就，系統的集成化說明只有抓住系統研究發展的方向，才可以研發出社會所需要的技術產品。
2.2 我國液壓機械傳動技術應用中的不足
我國液壓技術在應用的過程中雖然在一些產品的使用上面具有較大的進步，同時凸顯出液壓技術發展的潛力和發展動力，但是在使用和發展的過程中還存在較多的不足之處。我國的液壓技術在一些重要的元件使用上任然依靠外國的液壓產品進行輔助，我國使用的一些產品在國際范圍內和其他國家使用的產品之間存在著明顯的差別。需要將我國發展成為液壓強國，就必須彌補液壓研究方面存在的不足和缺陷，要對液壓技術進行研究，從而形成我國的自主產品和液壓技術制定詳細的發展目標，使我國的液壓產品和液壓技術超過國際上其他國家的產品和技術。只有這樣，才能夠使得我國的液壓技術水平逐漸提高，減少在裝備制造過程中的缺陷和不足，從而實現最終的液壓發展目標。
3 結束語
隨著工程機械技術的發展，一些新的技術和工藝逐漸出現，使得工程機械逐漸向智能化的方向發展，對工程機械裝置的要求也逐漸提高。液壓機械傳動技術的發展和其在工程機械中的使用也具有較大的優勢，尤其是液壓技術和微電子技術的結合使得液壓機械傳動技術在工程機械中的作用越來越突出，極大地促進了機械技術的發展。我國的液壓機械傳動控制系統還存在一些缺陷和不足，需要加強對該技術的研究，促進我國液壓技術快速的發展。
參考文獻
[1] 賀勇，李好，張藝藍.力矩限制器在線測試系統開發[J].廣東交通職業技術學院學報，2014.
[2] 付紅偉，王永峰，王小賓.起重機制動器的安全使用及研究[J].河南機電高等專科學校學報，2014.
【關鍵詞】S700MC 高強鋼 斷口分層
1 引言
隨著工程機械向裝備大型化、輕量化及重載荷等方向的發展，高強度鋼使用比例和質量要求都有較大提高，國內高強度工程機械用鋼的研發及生產已取得快速進展，對高強鋼的質量和強度要求越來越高。S700MC屬于屬低碳微合金冷成型用鋼，采用了鈮、鈦微合金化和控軋空冷技術，廣泛用于工程機械和車輛結構等領域。
目前，600MPa級及以上的高強熱軋卷板按的強化機制主要有兩種，一是低碳貝氏體系列，其特點是在低C或是超低碳的基礎上加一定貝的Mn、Mo、B、Nb、Cr等合金元素，其組織是細的低碳貝氏體組織。這類鋼的優點是有好的低溫沖擊性能，缺點是生產難度大，需要較低的卷取溫度，板卷性能波動大；二是析出強化系列，其特點是在C-Mn鋼的基礎上加一定量的Nb、Ti等微合金元素。析出強化系列的優點是成形性能好，容易生產。目前，絕大多數高強板采用析出強化，本論文的高強鋼S700MC就屬此第二系列[1]。
2 試驗材料與拉伸斷口分層現象
2.1 S700MC化學成分及力學性能
S700MC鋼合金成分執行標準EN10149-2，化學成分見表1，鋼卷卷取8小時以后取樣，要求在尾部3米，板寬1/4處取樣，鋼板厚度12.6mm，進行縱向拉伸、沖擊和橫向冷彎實驗，各項性能指標均滿足S700MC標準要求，實際測量現場生產樣品，屈服強度和抗拉強度分別為735和850MPa，伸長率18.5%，-20℃沖擊功大于70J，冷彎性能良好。
表1 S700MC鋼化學成分
Table 1 Chemical composition of S700MC /%
成分 C Si Mn P S Alt Nb Ti V Nb+Ti+V Mo
產品成分 0.056 0.16 1.76 0.017 0.001 0.05 0.055 0.13 0.004 0.189 0.15
2.2 拉伸斷口形貌及分析
S700MC的拉伸試樣，見圖1，通過進行金相分析，S700MC的組織為貝氏體加鐵素體，見圖2，因硬脆相貝氏體體積含量大，鋼板存在較大的殘余應力。
在拉伸試樣斷口處取樣進行金相分析，經過研磨拋光后，利用金相顯微鏡和掃描電鏡對試樣斷口處夾雜物以及C、Mn的偏析進行觀察，見圖2，發現中心存在嚴重的偏析，呈明顯的帶狀分布，通常，鋼液在連鑄坯冷卻凝固過程中以樹枝晶的方式長大，由于選擇結晶，造成晶內和枝晶間的化學成分不均勻，枝晶間富集了較多的碳、合金元素及硫、磷等雜質。連鑄坯加熱時，碳作為間隙固溶原子在奧氏體內部擴散分布較均勻，而置換固溶原子錳均勻化較困難，枝晶偏析難以徹底改善，在軋制過程中，鑄坯的枝晶偏析逐步轉變為成品卷板的帶狀偏析[2]。對拉力分層處中心試樣重新拋光，進行夾雜物分析，發現中心存在夾雜物，檢測分析其中B類夾雜物達2.5級，D類和Ds類分別為1.0和1.5級，這也是導致拉伸斷口分層的主要原因。
圖1 S700MC拉伸斷口 圖2 S700MC心部顯微組織（厚度方向）
Fig.1 Tensile fracture of S700MC Fig.2 Microstructure in the1/4 position（thickness direction）
3 S700MC鋼拉伸斷口分層的控制措施
以上研究表明，拉伸斷口分層的產生的根本原因是連鑄坯澆注鋼水在凝固過程中合金元素產生的中心偏析造成的，通過優化煉鋼和軋鋼工藝可以加以控制其斷口分層缺陷的形成。
3.1 煉鋼工藝優化
連鑄坯澆注過程中的鋼水過熱度、拉速、扇形段輥道開口度及夾雜物控制等因素直接影響連鑄坯中心偏析。鋼水過熱度是影響等軸晶比例的重要因素。非金屬夾雜物，特別是硫化物、氧化物夾雜的偏聚對鋼材的性能產生惡劣影響，嚴重降低鋼材的塑性、韌性[3]。
針對以上因素，對煉鋼工藝進行了以下優化：
（1）中包過熱度控制在10～30℃，鑄坯拉速保持1.0m/min 恒速澆鑄。
（2）采用輕壓下以及電磁攪拌技術，以減輕鑄坯中心偏析。
3.2 軋制工藝優化
優化軋制工藝主要目的是改善板坯中心偏析對鋼卷中心分層的影響和細化鐵素體晶粒，促進Ti（C、N）和Nb（C、N）的彌散析出，細化晶粒，提高產品強韌性，粗軋采用大壓下工藝，將粗軋的3+5 道次調整為3+3 道次，以及降低冷卻速率等。
4 結語
（1）S700MC鋼板拉伸斷口分層產生的主要原因是連鑄坯存在C和Mn等元素產生的中心偏析，使脆性相貝氏體在中心碳、錳偏析的區域優先形成，從而造成整個斷面組織產生較大的差異。
（2）煉鋼工藝可采取控制澆注鋼水過熱度、降低鑄坯拉速、采用動態壓下或電磁攪拌；軋制工藝粗軋采用大壓下工藝，將粗軋的3+5 道次調整為3+3道次和降低冷卻速率等控制措施避免或減輕S700MC鋼板拉伸斷口分層。
參考文獻：
[1]陸匠心.700MPa級高強度微合金鋼生產技術研究[D].東北大學博士學位論文，2004.
