工程机械概论与发展史_XX年3月

工程机械概述与发展趋势2011年3月工程机械概况工程机械是建筑施工和矿山采掘工作中的重要机械设备，用来完成各种土方和石方工程。工程机械行业的服务范围广泛，对国民经济的影响也较大，目前我国工程机械行业的生产，在规格、数量、质量和制造成本等方面，还有不少问题有待解决。工程机械类别产品类别产品覆盖范围土方施工机械挖掘机、挖掘装载机、推土机、装载机、滑移式装载机、铲运机、平地机、挖沟机、非公路自卸车、集材拖拉机工程起重机械轮式起重机、履带起重机、伸缩臂起重机、越野叉车、塔式起重机、叉装车筑路施工机械沥青搅拌站、沥青摊铺机、稳定土拌和站、冷铣刨机、压路机混凝土及骨料机械混凝土摊铺机、混凝土搅拌站、破碎机、筛分机、凿岩机、输料带与送料器小型施工机械破碎镐、振动平板夯、手扶振动压路机、水泥刮板锯、发电机、空压机、压力泵、灯塔、搅拌机、牵引机附属装置及配套件铲斗、抓斗、破碎剪、拆除器、推土板、松土器、粉碎机、吊钩、发动机、传动系统、液电系统、配件、附具等1.装载机的起源2.装载机在中国的历史3.挖掘机的起源4.挖掘机在中国的历史5.发展趋势6.分类标准7.主要工程机械品牌介绍8.相关政策法规9.营销渠道10.装载机(挖掘机)术语介绍目录1.装载机的起源1.1装载机的起源1929年第一台轮式装载机，（斗容0.753立方米、载重量680公斤）。这是较早的装载机。采用门架式结构在这之前是用钢绳提斗式的装卸机具，这一时期的装载机结构特点是，发动机前置，前轮小，后轮大，单桥驱动，前轮转向，门架式工作装置，用钢绳提臂翻斗，拖拉机底盘，牵引力小，铲斗切入力小，作业速度底。1.2四十年代发展专用底盘期1947年,克拉克公司生产，用液压—连杆机构，取代了门架式结构，专用底盘，具备了现代装载机的外形，提高了提升速度、卸载高度和掘起力，因而可用于铲装松散的土方和石方，这是装载机发展过程中第一次重大突破。1.3五十年代——结构性能完善期1951年美国开始采用液力机械传动，同时车架结构采用三点支承，提高了车辆的越野性和牵引性，这时期开始形成了系列化专业化生产。50年代中传动系统的发展是关键性的10年，形成了柴油机——液力变矩器——动力换档变速箱——双桥驱动，这是第二次重大突破。1957年第一台320型两头忙挖掘装载机W5型轮式装载机1.4六十年代——发展大型装载机并用于矿山这时期采用铰接式装载机，是第三次重大突破。铰接转向优点是：铲斗随前车架转向，可满足原地转向；与钢性车架比，一个作业循环内平均行驶路程少51%，生产效率提高50%；转弯半径小，机动灵活，适用于狭窄场地作业；1963年W7B轮式装载机1.5七十年代至八十年代这个时期装载机的结构朝向安全，操纵省力，维修方便，减少污染，舒适等方面发展。具体结构有：钳盘式制动器取代了蹄式制动器。（沾水复原性好，散热性好，不需调整制动间隙，磨损后制动片易换，寿命长；双管路制动系统；防滚翻、防落物驾驶室；降噪，防尘，装配空调；操纵省力——采用先导控制；工作装置销轴采用二硫化钼润滑，由10小时加润滑脂一次变为100小时一次。80年代第一台5T的装载机1.6二十世纪末主要在环保、安全、简化操作等方面发展，而不是追求单机效率，进入电子化时期。降低噪音指标提高；国际上大部分国家八十年代时就要求司机耳边噪音在85分贝以下；到二十世纪末，要求司机耳边噪音在76分贝以下。保养简化：衬套密封润滑和自动润滑，使润滑周期提高到2000小时以上，减少维修时间；采用集中润滑系统，使维护更为方便，延长机器零部件的寿命；研制新型：轮胎占整机成本的10%—15%以上，轮胎寿命一般为500—2000小时，因而提高轮胎寿命经济效益显著。国外轮式装载机上广泛采用无内胎轮胎。节能方面：充分利用发动机功率，降低油耗，采用微处理机控制自动换档；采用变量系统与双泵合流系统，高效节能。实现遥控：在自动换档，自动找平基础上，逐步实现遥控，在操纵室用电视遥控几台装载机作业。如GPS（全球卫星定位系统）的应用可以实现防盗、监控和远程信息反馈。2.装载机在中国的历史1963年成工开始试制国内第一台Z1-4装载机（履带后卸式），Z420，2T（成工）和Z4353.5t（夏工）型液压装载机。同时研制了我国的回转式装载机Z4H2型2t采用的全液压低压宽基工程轮胎，液力机械变速箱，180°回转作业，整体刚性车架，带有差速锁装置的四轮驱动轿，为国内生产制造的首台全液压四轮驱动回转装载机。2.1第一代装载机1963年日本在华展出了一台轮式装载机125A，展出结束后，当时的机械工业主管部门将该展出样机送给了天津工程机械研究所进行研究、测绘，仿制并将图样交由柳工，并在1966年由柳工制造出我国第一台l轮式装载机-Z435功率:100；斗容量1.7M31978年，天工所根据机械部的要求，制订出以Z450为基型的我国轮式装载机系列标准。制订标准时，保留用Z代表装载机，用L取代“4”代表轮式，改Z450为ZL50，就这样制订出了以柳工ZL50型为基型的我国ZL轮式装载机系列标准，这是我国装载机发展鸣上的重大转折点。该标准制订出来后按当时的行业分工，柳工、厦工制造ZL40以上的大中型轮式装载机，成工、宜工制造ZL30以下的中小型轮式装载机，逐步形成了柳工、厦工、成工和宜工当时的装载机四大骨干企业。采用双涡轮液力变矩器双行星排动力换档变速箱带有轮边行星减速的驱动轿钳盘式制动器Z型连杆机构铰接车架转向2.2第二代装载机⒈工作液压系统的系统压力与国际接轨，由原来普遍的16MPa提高到20MPa以上；⒉机电一体化水平大大提高。变速操纵由原来的机械液压操纵改为电脑集成控制系统（EST-17T）控制的电液操纵。同时还采用了多种型式的电子监控系统；⒊采用了全密封内藏湿式多片式制动器及制动可靠、性能卓越的全液压制动系统；⒋采用了当今世界上流行的流线形外观设计，并采用了前后玻璃分别为一体的带有空调的驾驶室；⒌采用了大转向角，具有转弯半径小、结构合理、维护保养方便等优点；⒍普遍实现了液压先导操纵，使作业操纵轻便、灵活、快捷，大大减轻了司机劳动强度；⒎驱动桥上普遍装有限滑差速器，大大提高了恶劣条件下的通过性，从而提高了作业效率等。2.3第三代产品的显著特点有：第三代装载机G系列德国利渤海尔L508日本古河FL330滑移装载机我国第四代轮式装载机的研制中，都以CAT公司F、E系列为蓝本广泛采用新技术新结构，都装有负荷传感系统、流量放大转向系统和先导系统等，减少了系统损失，提高了效率，既节能又省力。同时换代的新机型都装有电子监控；计算机监控；故障自诊诊断和工况液晶显示；卫星探望系统；采用自动换挡变速箱；电磁控制，油耗降低15%；同时采用气液悬挂，有减振功能，吸振性能得到改善；而且新一代轮式装载机采用低排污柴油机；国外新一代装载机型还采用电子消声和电子称重装置；研发具备浅水区域作业功能等方向。2.4第四代装载机3.挖掘机的起源3.116～18世纪的雏形阶段。最早的挖掘机是以人力或畜力为动力用于挖深河底的浚泥船,铲斗容量一般不超过0.2～0.3米。3.21833～1910年的蒸汽铲阶段。1833～1836年，美国人W.S.奥蒂斯设计和制造了第一台蒸汽机驱动、铁木混合结构、半回转、轨行式的单斗挖掘机，生产率为35米3／时,但由于经济性差没有应用。70年代经过改进的蒸汽铲正式生产并应用于露天矿剥离。1880年生现了第一批以拖拉机为底盘的半回转式蒸汽铲。3.31912年出现了汽油机和煤油机驱动的全回转式单斗挖掘机3.450年代以后的液压化和大型化阶段。50年代中期，联邦德国和法国相继研制出全回转式液压挖掘机，从此单斗挖掘机的发展进入一个新阶段。ATLIS世界第一台全液压挖掘机3.5从60年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展的阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产量猛增，轮胎式行走装置广泛应用于液压挖掘机上液压挖掘机R9041968年早期的轮式挖掘机3.6从80年代中期开始，应用机电液一体化技术的液压挖掘机开始逐步发展；90年代，出现了各种型号、规格的液压挖掘机；进入21世纪，世界各国的挖掘机制造厂家都开发出新一代液电控制一体化的液压挖掘机。现在液压挖掘机广泛活跃于建筑工程、采石场、矿山、水利工程等施工现场，其在机械设备市场上占有显著地位。4.挖掘机在中国的历史1961年7月试制成功了我国历史上第一台挖掘机1954年，抚顺重型机器厂从苏联引进机械式挖掘机4.1开发阶段(1967－1977年):以测绘仿制为主的开发。4.2液压挖掘机发展、提高并全面替代机械挖掘机阶段(1978－1986年)。4.3液压挖掘机生产企业数量增加,新加入挖掘机行业的国有大、中型企业以技贸结合、合作生产方式联合引进日本挖掘机制造技术(1987－1993年)。4.4国内液压挖掘机供需矛盾日益扩大,国外各著名挖掘机制造厂商看好中国市场纷纷前来创办合资、独资挖掘机生产企业(1994年－－至今)。WY-60液压挖掘机贵阳矿山机械厂的WYL-60轮式挖掘机5.发展趋势5.1.1新产品不断推出近年来，轮式装载机以围绕提高率、降低成本为核心，继续向大型化、微型化发展，不断推出新产品，加速更新换代。5.1.2计算机控制的发动机管理系统和故障诊断、监控和探望系统5.1.3电子自动换挡变速控制系统和负载感应变速控制系统5.1.4动臂及工作装置结构的优化5.1.5司机辅助操作系统、直观控制系统和进一步改善驾驶室内环境5.1装载机发展趋势凯斯新型721E拥有强大的服务保障能力，有4种工作模式——标准、最大马力、经济、自动，这意味着很多服务和维修工作可以在地面上进行。根据应用工况的不同，卡特彼勒Tier3、374kW、50t的988H的最大斗容为6.3～7m3。JCB132kW的436HT可以提供标准、加长、超级加长3种型号。利勃海尔新型的140kW的L556的驾驶室比原来增大了28%。5.2.1开发多品种、多功能、高质量及高效率的挖掘机。5.2.2迅速发展全液压挖掘机，不断改进和革新控制方式，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。5.2.3重视采用新技术、新工艺、新结构，加快标准化、系列化、通用化发展速度。5.2.4更新设计理论，提高可靠性，延长使用寿命。5.2.5加强对驾驶员的劳动保护，改善驾驶员的劳动条件。5.2.6进一步改进液压系统。5.2.7迅速拓展电子化、自动化技术在挖掘机上的应用。5.2挖掘机发展趋势荷兰开发的新概念产品，仅在1分钟内就能将1台6t挖掘机转变为1台装载机。6.分类标准6.1.1按行走方式分类：轮胎式装载机，制造成本低，行走速度快，工效高，机动灵活，用途广泛，因而发展快，其品种与产量，都比履带式装载机多，我国前期各厂家生产的ZL系列装载机都属于轮胎式装载机。6.1.2履带式装载机由于接地比压小，重心低，稳定性好，可在湿地上作业，而且由于履带接地面积大，不易打滑，所以广泛地应用在矿山上进行装载作业。但随作业场地的转移，需辅助机械设备完成转移。6.1装载机分类标准6.1.3按动力传递方法不同：分为液力传动和液压传动、机械传动装载机。6.1.3.1液力传动的装载机：动力传递是采用的液力变距器的则为液力传动，底盘的动力传递是采用缸、泵、阀、液压马达等液压元件的。液力传动具有无级变速，自动适应不同路面及工况阻力，传动平稳无冲击等优点，广泛应用在装载机上，目前同行业绝大部分产品均为液力传动。6.1.3.2液压传动：尽管液压传动具有传动简单，易于控制等优点，但由于液压元件制造精度高，且维修技术水平相对较高，目前采用较少。6.1.4机械式传动，底盘是采用机械式离合器和变速箱等的机械元件来传递动力,虽然结构简单，但由于无前述优点，较落后，目前很少应用于装载机。6.1.5按卸料方式不同：装载机分为前卸式、回转式、侧卸式和后卸式等几种，目前国内外生产的装载机大部分是前卸式结构；前卸式装载机工作装置在前面铲装和卸料。6.1.5.1回转式装载机其工作装置可回转900、3600或1800（称半回转），依靠